Молекулярдык биологиянын борбордук догмасы ДНКда биздин баардык белокторубузду коддоо үчүн маалымат бар экенин жана РНКнын үч түрдүү түрү бул кодду бир аз пассивдүү түрдө полипептиддерге которушат деп болжолдойт. Айрыкча кабарчы РНК (mRNA) белоктун долбоорун клетканын ДНКсынан белок синтезин башкарган «машиналар» болгон рибосомаларына жеткирет. РНК (тРНК) андан кийин жаңы протеинге кошулуу үчүн тиешелүү аминокислоталарды рибосомага өткөрүп берет. Ошол эле учурда, рибосомалардын өздөрү негизинен рибосомалык РНК (рРНК) молекулаларынан турат.
Бирок ДНКнын түзүлүшү алгач иштелип чыккан жарым кылымдан бери илимпоздор РНКнын протеин синтезине катышуудан да чоң роль ойноорун түшүнүштү. Мисалы, РНКнын көптөгөн түрлөрү каталитикалык экени аныкталган, башкача айтканда, ферменттер жасагандай биохимиялык реакцияларды жүргүзүшөт. Мындан тышкары, башка көптөгөн РНК түрлөрү комплекстүү жөнгө салуучу ролду ойной турганы аныкталганклеткалар.
Ошентип, РНК молекулалары кадимки клеткалык процесстерде да, оору абалында да көптөгөн ролдорду ойношот. Адатта мРНК формасын албаган РНК молекулалары белокторду коддобогондуктан коддолбогон деп аталат. Көптөгөн жөнгө салуу процесстерине коддолбогон мРНКлардын катышуусу. Алардын таралышы жана функцияларынын ар түрдүүлүгү "РНК дүйнөсү" клеткадагы ДНК жана РНК функцияларынын эволюциясынан, белок биосинтезине катышуудан мурда болушу мүмкүн деген гипотезага алып келген.
Эукариоттордогу коддолбогон РНКлар
Эукариоттордо коддолбогон РНКнын бир нече түрлөрү бар. Баарынан маанилүүсү, алар РНКны (тРНК) жана рибосомалык РНКны (рРНК) өткөрүп беришет. Мурда айтылгандай, tRNA жана rRNA экөө тең протеиндерге мРНКны которууда маанилүү ролду ойношот. Мисалы, Фрэнсис Крик mRNA нуклеотиддик кодуна туташып, аминокислоталардын өсүп жаткан полипептиддик чынжырларга өтүшүн жеңилдете турган адаптер РНК молекулаларынын бар экенин айткан.
Хоугланд жана башкалар. (1958) чынында эле клеткалык РНКнын белгилүү бир бөлүгү аминокислоталар менен коваленттик байланышта экенин тастыктады. Кийинчерээк рРНКнын рибосомалардын структуралык компоненти болуп чыгышы тРНК сыяктуу рРНКнын да коддобоорун көрсөткөн.
РРНК жана тРНКдан тышкары эукариоттук клеткаларда бир катар башка коддолбогон РНКлар бар. Бул молекулалар РНКнын клеткадагы көптөгөн маанилүү энергия сактоо функцияларына жардам берет, алар дагы эле саналып, аныкталган. Бул РНКлар көбүнчө кичинекей жөнгө салуучу РНКлар (sRNAs) деп аталат.эукариоттордо, алар андан ары бир катар субкатегорияларга классификацияланган. Регулятивдик РНКлар биргелешип өз таасирин кошумча база жупташуу, белоктор менен комплекстүү жана өздөрүнүн ферменттик активдүүлүгү аркылуу көрсөтөт.
Чакан ядролук РНК
Кичинекей жөнгө салуучу РНКлардын бир маанилүү субкатегориясы кичинекей ядролук РНКлар (snRNAs) деп аталган молекулалардан турат. Бул молекулалар РНК сплайсинг аркылуу гендерди жөнгө салууда маанилүү роль ойнойт. SnRNAs ядродо табылган жана, адатта, snRNPs (кичинекей ядролук рибонуклеопротеиддер, кээде "snurps" деп аталат) деп аталган комплекстердеги белоктор менен тыгыз байланышкан. Бул молекулалардын эң кеңири тарагандары - U1, U2, U5 жана U4/U6 бөлүкчөлөрү, алар жетилген мРНКны түзүү үчүн мРНКнын алдын ала биригишине катышат.
МикроРНК
Изилдөөчүлөрдү абдан кызыктырган дагы бир тема бул микроРНКлар (миРНКлар), алардын узундугу болжол менен 22-26 нуклеотид болгон кичинекей жөнгө салуучу РНКлар. МиРНКнын бар болушу жана алардын жыйрылуу функциялары клеткадагы РНКлар гендик жөнгө салууда C. elegans нематодунда ачылган (Ли жана башкалар, 1993; Уайтман жана башкалар, 1993). МиРНКлар ачылгандан бери алар чымындар, чычкандар жана адамдар сыяктуу көптөгөн башка түрлөрдөн аныкталган. Буга чейин бир нече жүз миРНК аныкталган. Дагы көп болушу мүмкүн (He & Hannon, 2004).
MiRNA'лар которууну басуу аркылуу гендин экспрессиясына бөгөт коеру көрсөтүлдү. Мисалы, C. elegans, lin-4 жана let-7 тарабынан коддолгон миРНКлар,личинкалардын өнүгүүсүнүн белгилүү этаптарында функционалдык белоктордун пайда болушуна жол бербөө менен, мРНКнын 3'-которулбаган аймагы менен байланышат. Азырынча изилденген miRNA'лардын көбү ген экспрессиясын максаттуу mRNAs менен байланыштыруу аркылуу гендин экспрессиясын көзөмөлдөйт окшойт, бирок кээ бир өзгөчөлүктөр белгиленген.
Кошумча изилдөөлөр көрсөткөндөй, миРНКлар рак жана башка ооруларда да маанилүү роль ойнойт. Мисалы, miR-155 түрү Буркиттин лимфомасынан алынган В-клеткаларында байытылган жана анын ырааттуулугу да белгилүү хромосомалык транслокацияга (хромосомалардын ортосундагы ДНКнын алмашуусу) дал келет.
Чакан интерференцияланган РНК
Чакан интерференцияланган РНК (siRNA) РНКнын дагы бир классы. Бул молекулалардын узундугу 21-25 гана жуп болсо да, ген экспрессиясын басуу үчүн да иштешет. Тактап айтканда, эки тилкелүү siRNA молекуласынын бир тилкеси RISC деп аталган комплекске киргизилиши мүмкүн. Бул РНК камтыган комплекс андан кийин анын РНК компонентине комплементарлык ырааттуулугу бар мРНК молекуласынын транскрипциясын бөгөттөй алат.
MiRNAлар биринчи жолу РНК интерференциясына (RNAi) катышуусу менен аныкталган. Алар эки тизмектүү РНК вирустарына каршы коргонуу механизми катары эволюциялашкан болушу мүмкүн. SiRNA'лар миРНКлар пайда болгон процесске окшош процессте узунураак транскрипттерден алынат жана РНКнын эки түрүн иштетүү бир эле ферментти камтыйт. Dicer. Бул эки класс репрессия механизмдери боюнча айырмаланат окшойт, бирок siRNAs miRNAларга мүнөздүү жана тескерисинче жүрүм-турумдарды көрсөткөн өзгөчөлүктөр табылган (He & Hannon, 2004).
Чакан ядролук РНК
Эукариоттук ядронун ичинде ядролук рРНКны иштетүү жана рибосомалык жыйынды ишке ашыруучу түзүлүш. Кичинекей ядролук РНКлар (сноРНКлар) деп аталган молекулалар бул түзүлүштө көп болгондуктан, нуклеолдук экстрактылардан бөлүнүп алынган. Бул молекулалар рРНК молекулаларын иштетүү үчүн иштешет, бул көбүнчө спецификалык нуклеозиддердин метилденишине жана псевдоуридиляциясына алып келет. Өзгөртүүлөр snoRNAлардын эки классынын бири аркылуу ишке ашат: C/D-box же H/ACA-box үй-бүлөлөрү, алар, адатта, тиешелүүлүгүнө жараша, жетиле элек рРНК молекулаларында метил топторун же урадин изомеризациясын камтыйт.
Прокариоттордогу коддолбогон РНКлар
Бирок, эукариоттор рынокту клеткадагы РНКлардын спецификалык жөнгө салуучу энергетикалык функциялары менен коддолбогон РНКларга киргизе алышкан жок. Бактериялар ошондой эле кичинекей жөнгө салуучу РНКлар классына ээ. Бактериялык рРНКлар вируленттүүлүктөн өсүүдөн стационардык фазага өтүүгө чейинки процесстерге катышат, ал бактерия азыктануу абалына туш болгондо пайда болот.
Бактериялык рРНКнын бир мисалы - ичеги таякчасында табылган 6S РНК. Бул молекула жакшы мүнөздөлгөн, анын алгачкы секвенирлөө 1980-жылы болгон. 6S РНККөптөгөн бактериялардын түрлөрүндө сакталган, бул генди жөнгө салууда маанилүү ролду көрсөтүп турат.
РНКнын ДНКдан кабарчы РНКны транскрипциялоочу молекула РНК полимеразанын (RNAP) активдүүлүгүнө таасир этээри далилденген. 6S РНК өсүү учурунда транскрипцияны стимулдоочу полимераздык суббирдик менен байланышып, бул активдүүлүктү токтотот. Бул механизм аркылуу 6S РНК активдүү өсүүнү стимулдаштыруучу гендердин экспрессиясын токтотот жана клеткалардын стационардык фазага өтүшүнө жардам берет (Jabri, 2005).
Riboswitches
Гендик жөнгө салуу - прокариоттордо да, эукариоттордо да - рибосвичтер (же РНК алмаштыргычтар) деп аталган РНКны жөнгө салуучу элементтердин таасири астында болот. Рибосвичтер - айлана-чөйрөнү же метаболизм сигналдарын аныктап, аларга жооп берүүчү жана гендин экспрессиясына таасир этүүчү РНК сенсорлору.
Бул топтун жөнөкөй мисалы катары бактериялык патоген Listeria monocytogenesтин вируленттик гендеринде табылган температура сенсорунун РНКсы саналат. Бул бактерия кожоюнга киргенде, кожоюндун денесиндеги көтөрүлгөн температура бактериялык prfA гени өндүргөн мРНКнын 5' которулбаган аймагындагы сегменттин экинчилик структурасын эритет. Натыйжада, экинчи структурада өзгөрүүлөр болот.
Кошумча рибосавитчтер ар кандай организмдердеги ысык жана муздак соккуларга жооп берери жана ошондой эле кант жана аминокислота сыяктуу метаболиттердин синтезин жөнгө салаары көрсөтүлгөн. Рибосвичтер прокариоттордо көбүрөөк кездешет, бирок алардын көбү эукариоттук клеткаларда да табылган.
