မျိုးရိုးဗီဇစနစ်များတွင် RNA ဖွဲ့စည်းပုံ

မျိုးရိုးဗီဇစနစ်ရှိ RNA ဖွဲ့စည်းပုံ

ရိုင်ဘိုနျူကလစ်အက်ဆစ် (RNA) သည် သက်ရှိအားလုံး၏ မျိုးရိုးဗီဇစနစ်တွင် အဓိကမော်လီကျူးတစ်ခုဖြစ်သည်။ DNA ကို မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များ၏ "သိုလှောင်မှု" အဖြစ် မကြာခဏရည်ညွှန်းလေ့ရှိသော်လည်း RNA သည် ပိုမိုတက်ကြွသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်- ၎င်းသည် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်များအဖြစ်သို့ ဘာသာပြန်ဆိုနိုင်စေရန် ထိုအချက်အလက်များကို ကူးယူခြင်း၊ သယ်ဆောင်ခြင်း၊ ဘာသာပြန်ဆိုခြင်းနှင့် စီစဉ်ပေးခြင်းပင် ပြုလုပ်ပေးသည်။ RNA ၏ ထူးခြားချက်မှာ ၎င်း၏အခန်းကဏ္ဍတွင်သာမက ၎င်း၏ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိပြီး ကွဲပြားသောဖွဲ့စည်းပုံတွင်လည်း တည်ရှိသည်။ RNA ၏ဖွဲ့စည်းပုံသည် ဤမော်လီကျူးအား မျိုးရိုးဗီဇဖော်ပြမှုကို ကြားခံခြင်းမှသည် ဇီဝဓာတုဗေဒတုံ့ပြန်မှုများကို အရှိန်မြှင့်ပေးခြင်းအထိ တစ်ပြိုင်နက်တည်း လုပ်ငန်းများစွာကို လုပ်ဆောင်နိုင်စေပါသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် RNA ၏ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် မျိုးရိုးဗီဇစနစ်တွင် ၎င်း၏လုပ်ဆောင်ချက်နှင့် ၎င်း၏ဆက်နွယ်မှုကို ဆွေးနွေးထားသည်။

၁။ RNA နှင့် ၎င်း၏ အစိတ်အပိုင်းများကို နားလည်ခြင်း

RNA သည် နျူကလီယိုတိုက်ဟုခေါ်သော ထပ်ခါတလဲလဲလုပ်ဆောင်သည့်ယူနစ်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ပိုလီမာတစ်ခုဖြစ်သည်။ RNA နျူကလီယိုတိုက်တစ်ခုစီတွင် အဓိကအစိတ်အပိုင်းသုံးမျိုးပါဝင်သည်- ရိုင်ဘို့စ်သကြား၊ ဖော့စဖိတ်အုပ်စုနှင့် နိုက်ထရိုဂျင်အခြေခံ။ RNA ရှိ နိုက်ထရိုဂျင်အခြေခံများတွင် အဒီနင်း (A)၊ ဂွာနင်း (G)၊ ဆိုက်တိုစင်း (C) နှင့် ယူရာဆယ် (U) တို့ပါဝင်သည်။ DNA နှင့် အရေးကြီးသော ကွာခြားချက်များမှာ သိုင်မင်းအစား ယူရာဆယ်အသုံးပြုခြင်းနှင့် အသုံးပြုသောသကြားအမျိုးအစား (RNA တွင် ရိုင်ဘို့စ်၊ DNA တွင် ဒီအောက်ဆီရိုင်ဘို့စ်) ဖြစ်သည်။

ရိုင်ဘို့စ်၏ ၂' ကာဗွန်အက်တမ်ပေါ်တွင် ဟိုက်ဒရောဆိုင်းအုပ်စု (-OH) ရှိနေခြင်းသည် RNA ကို DNA ထက် ပိုမိုတုံ့ပြန်မှုရှိပြီး တည်ငြိမ်မှုနည်းစေသည်။ သို့သော် ဤ "မတည်ငြိမ်မှု" သည် ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာရှုထောင့်များတွင် အမှန်တကယ် အကျိုးရှိသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် RNA ကို ဆဲလ်မှ လိုအပ်သလို လျင်မြန်စွာပြုလုပ်ပြီး လျင်မြန်စွာပြိုကွဲနိုင်သော ယာယီမော်လီကျူးတစ်ခုအဖြစ် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားလေ့ရှိသောကြောင့်ဖြစ်သည်။

၂။ အဓိကဖွဲ့စည်းပုံ- သတင်းအချက်အလက်ကုဒ်အဖြစ် နျူကလီယိုတိုက်အစီအစဥ်

RNA ၏ မူလဖွဲ့စည်းပုံသည် RNA ကွင်းဆက်တစ်လျှောက်ရှိ နျူကလီယိုတိုက်များ၏ အစီအစဉ်ဖြစ်သည်။ ဤအစီအစဉ်သည် ပရိုတင်းပေါင်းစပ်မှုအတွက် ပုံစံတစ်ခုအနေဖြင့်နှင့် ထိန်းညှိပေးသည့် အချက်ပြမှုတစ်ခုအဖြစ် အချက်အလက်များကို သိမ်းဆည်းသည်။ messenger RNA (mRNA) တွင်၊ နျူကလီယိုတိုက်အစီအစဉ်သည် ပရိုတင်း၏ အမိုင်နိုအက်ဆစ် အစီအစဉ်အဖြစ် ဘာသာပြန်ဆိုထားသော အခြေခံသုံးခုပါ ကိုဒွန်များဖြင့် စီစဉ်ထားသည်။ rRNA သို့မဟုတ် tRNA ကဲ့သို့သော အခြား RNA အမျိုးအစားများတွင်၊ မူလဖွဲ့စည်းပုံသည် ထူးခြားသော အတွန့်များနှင့် လုပ်ဆောင်ချက်နေရာများကို ဖွဲ့စည်းသည့် အဓိကဒေသများ၏ အနေအထားကိုလည်း ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

မူလဖွဲ့စည်းပုံသည် သီးခြားစီအလုပ်မလုပ်ပါ။ RNA တွင် "ကုဒ်လုပ်ခြင်း" နှင့် "ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ" အချက်အလက်များ ထပ်တူကျနေသည်- အခြေခံအစီအစဥ်သည် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ မက်ဆေ့ချ်ကို ဆုံးဖြတ်ပေးရုံသာမက အဆင့်မြင့်ဖွဲ့စည်းပုံများကို ထုတ်လုပ်သည့် အတွင်းပိုင်းအခြေခံအတွဲများ ဖွဲ့စည်းနိုင်စွမ်းကိုပါ ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

၃။ ဒုတိယဖွဲ့စည်းပုံ- RNA ၏ ပုံမှန်အခြေခံတွဲဖက်ခြင်းနှင့် ခေါက်ခြင်း

RNA ဒုတိယဖွဲ့စည်းပုံသည် ခရစ်ကက်များ၊ ဆံထိုးများ၊ ကွင်းများ၊ ဖောင်းကြွမှုများနှင့် ဂျန့်ရှင်များကဲ့သို့သော အစိတ်အပိုင်းများကို ဖွဲ့စည်းသည့် အတွင်းပိုင်း မော်လီကျူး အခြေခံအတွဲများ၏ ပုံစံဖြစ်သည်။ RNA ရှိ အခြေခံအတွဲအဖက်၏ အခြေခံမူသည် ယေဘုယျအားဖြင့် ဖြည့်စွက်စည်းမျဉ်းကို လိုက်နာသည်- A သည် U နှင့် အတွဲဖြစ်ပြီး G သည် C နှင့် အတွဲဖြစ်သည်။ ထို့အပြင်၊ RNA သည် G–U wobble ကဲ့သို့သော ပုံမှန်မဟုတ်သော အခြေခံအတွဲများကိုလည်း မကြာခဏ ဖွဲ့စည်းလေ့ရှိပြီး ၎င်းသည် အတော်လေးတည်ငြိမ်ပြီး RNA အများစု၏ လုပ်ဆောင်ချက်အတွက် အရေးကြီးပါသည်။

ဒုတိယပိုင်း ခေါက်ခြင်းသည် RNA အမျှင်တစ်ခုတည်းသည် ပြန်လည်ခေါက်နိုင်ပြီး မတူညီသောနေရာများရှိ ဖြည့်စွက်အခြေခံများအကြား ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှောင်ကြိုးများကို ဖွဲ့စည်းနိုင်သောကြောင့် ဖြစ်ပေါ်သည်။ ဤဒုတိယဖွဲ့စည်းပုံသည် အရေးကြီးပါသည်- အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော်

၁။ ပြောင်းလဲနေသော ဆဲလ်ပတ်ဝန်းကျင်တွင် RNA မော်လီကျူးများကို တည်ငြိမ်အောင်ပြုလုပ်ပါ။
၂။ အခြားပရိုတင်းများ သို့မဟုတ် RNA အတွက် မှတ်မိနိုင်သောနေရာများ ဖွဲ့စည်းခြင်း။
၃။ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များကို ထိန်းညှိခြင်း၊ ဥပမာ mRNA တစ်ခုကို အလွယ်တကူ ဘာသာပြန်ဆိုနိုင်ခြင်း သို့မဟုတ် တားဆီးနိုင်ခြင်း ရှိ၊ မရှိ ဆုံးဖြတ်ခြင်း။

ထင်ရှားသော ဥပမာတစ်ခုမှာ “cloverleaf” နှင့်ဆင်တူသော ဒုတိယဖွဲ့စည်းပုံရှိသည့် tRNA ဖြစ်သည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံတွင် anticodon လက်နှင့် amino acid acceptor လက် အပါအဝင် လက်တံများစွာပါဝင်ပြီး တစ်ခုချင်းစီတွင် သီးခြားလုပ်ဆောင်ချက်ရှိသည်။

၄။ တတိယအဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံ- လုပ်ဆောင်ချက်ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသော သုံးဖက်မြင်ပုံသဏ္ဌာန်

RNA ၏ တတိယအဆင့်ဖွဲ့စည်းပုံသည် ဒုတိယဖွဲ့စည်းပုံ၏ အစိတ်အပိုင်းများအကြား နောက်ထပ် အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုများမှ ဖြစ်ပေါ်လာသော သုံးဖက်မြင်ပုံသဏ္ဌာန်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤအဆင့်တွင် RNA သည် ဖော့စဖိတ်ကျောရိုးပေါ်ရှိ အနုတ်လက္ခဏာအားသွင်းမှုကို ပျက်ပြယ်စေသည့် နောက်ထပ်ဟိုက်ဒရိုဂျင်ချည်နှောင်မှုများ၊ အခြေခံ stacking အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုများနှင့် အိုင်းယွန်းများ (ဥပမာ၊ Mg²⁺) ၏ အကူအညီကဲ့သို့သော အမျိုးမျိုးသော အားများမှတစ်ဆင့် ရှုပ်ထွေးသော ခေါက်ကြောင်းတစ်ခုကို ဖွဲ့စည်းသည်။

RNA လုပ်ဆောင်ချက်များစွာသည် ၎င်း၏ သုံးဖက်မြင်ပုံသဏ္ဍာန်ပေါ်တွင် မူတည်သောကြောင့် တတိယမြောက်ဖွဲ့စည်းပုံသည် အရေးကြီးပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်-

– tRNA သည် နောက်ဆုံးတွင် သုံးဖက်မြင်အာကာသတွင် L-ပုံသဏ္ဍာန်ရှိသည်။ ဤပုံသဏ္ဍာန်သည် အမိုင်နိုအက်ဆစ်ချည်နှောင်သည့်အဆုံးကို mRNA codon ကိုဖတ်သော anticodon နှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် တိကျစွာနေရာချထားနိုင်စေသည်။
– rRNA သည် ရိုင်ဗိုဆုမ်း၏ ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ အဓိကအစိတ်အပိုင်းကို ဖွဲ့စည်းပေးပြီး ၎င်း၏ တတိယမြောက် ခေါက်ခြင်းသည် တိကျသော ဘာသာပြန်ဆိုချက် “စက်ရုံ” ကို ဖန်တီးပေးသည်။
- ဓာတ်ကူ RNA များဖြစ်သည့် ရိုင်ဘိုဇိုင်းမ်များသည် ပရိုတင်းအင်ဇိုင်းများကဲ့သို့သော တက်ကြွသောနေရာများကို ဖန်တီးရန်အတွက် တတိယအဆင့်ပုံစံများအပေါ် များစွာမှီခိုနေရသည်။

ထို့ကြောင့် RNA သည် ရိုးရှင်းသော “သတင်းပို့သူ” သက်သက်မဟုတ်ပါ။ ၎င်းသည် ရှုပ်ထွေးပြီး တက်ကြွသော ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာဖွဲ့စည်းပုံတစ်ခု ဖြစ်နိုင်သည်။

၅။ RNA အမျိုးအစားများနှင့် ဖွဲ့စည်းပုံ-လုပ်ဆောင်ချက် ဆက်နွယ်မှုများ

မျိုးရိုးဗီဇစနစ်တွင်၊ လူသိများသော RNA အမျိုးအစားများစွာရှိသည်-

က. mRNA (messenger RNA)
mRNA သည် နျူကလိယရှိ DNA (eukaryotes များတွင်) မှ မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များကို ဆိုက်တိုပလာဇမ်ရှိ ရိုင်ဗိုဆုမ်းများထံသို့ ပရိုတင်းများအဖြစ် ဘာသာပြန်ဆိုရန်အတွက် သယ်ဆောင်ပေးသည်။ eukaryotic mRNA ၏ဖွဲ့စည်းပုံတွင် ယေဘုယျအားဖြင့် ၅' ဦးထုပ်၊ untranslated region (UTR)၊ reading frame (ORF) နှင့် ၃' အဆုံးရှိ poly-A အမြီးတို့ ပါဝင်သည်။ ဤဒြပ်စင်များသည် mRNA တည်ငြိမ်မှု၊ ဘာသာပြန်ဆိုမှု ထိရောက်မှုနှင့် ဆဲလ်အတွင်းရှိ တည်နေရာကို လွှမ်းမိုးသည်။

(ခ) tRNA (လွှဲပြောင်း RNA)
tRNA သည် mRNA codon များကို ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာ amino acid များနှင့် ချိတ်ဆက်ပေးသည့် adaptor တစ်ခုအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။ cloverleaf secondary structure နှင့် L-shaped tertiary structure တို့သည် tRNA သည် (1) aminoacyl-tRNA synthetase အင်ဇိုင်းမှ မှတ်မိနိုင်ခြင်း၊ (2) ribosome ထဲသို့ ဝင်ရောက်နိုင်ခြင်းနှင့် (3) anticodon များကို codon များနှင့် တိကျစွာ တွဲပေးနိုင်ကြောင်း သေချာစေသည်။

ဂ။ rRNA (ရိုင်ဘိုဇမ် RNA)
rRNA သည် ရိုင်ဗိုဆုမ်းများ၏ အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ဘာသာပြန်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်တွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ စိတ်ဝင်စားစရာကောင်းသည်မှာ ရိုင်ဗိုဆုမ်းများသည် ဧရာမ "ရိုင်ဗိုဇိုင်းများ" ဖြစ်သည်- ပက်ပတိုက်နှောင်မှုဖွဲ့စည်းခြင်း၏ ဓာတ်ကူပစ္စည်းအပိုင်းကို အဓိကအားဖြင့် ပရိုတင်းမဟုတ်ဘဲ rRNA မှ ဆောင်ရွက်သည်။ ရိုင်ဗိုဆုမ်းများ၏ အောင်မြင်သောလုပ်ဆောင်ချက်သည် rRNA ၏ ရှုပ်ထွေးသော ခေါက်ထားသောဖွဲ့စည်းပုံပေါ်တွင် များစွာမူတည်ပါသည်။

ဃ။ ထိန်းညှိပေးသော RNA
အဓိကအမျိုးအစားသုံးမျိုးအပြင်၊ miRNA (microRNA)၊ siRNA (small interfering RNA) နှင့် lncRNA (long non-coding RNA) ကဲ့သို့သော မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုကို ထိန်းညှိရန် RNA ငယ်များစွာသည် လုပ်ဆောင်ကြသည်။ ထိန်းညှိပေးသော RNA ဖွဲ့စည်းပုံများတွင် မကြာခဏ hairpins သို့မဟုတ် base-pairing ဒေသများ ပါဝင်လေ့ရှိပြီး ၎င်းတို့သည် target mRNA များနှင့် ချိတ်ဆက်နိုင်ပြီး ဘာသာပြန်ခြင်းကို တားဆီးနိုင်သည် သို့မဟုတ် mRNA ပျက်สลายမှုကို လှုံ့ဆော်နိုင်သည်။

၆။ မိတ္တူကူးခြင်း၊ ကူးယူခြင်းနှင့် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် RNA

RNA သည် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များ စီးဆင်းမှု၏ အဆင့်အမျိုးမျိုးတွင် တိုက်ရိုက်ပါဝင်ပတ်သက်သည်။ ကူးယူခြင်းအတွင်း RNA polymerase သည် DNA ပုံစံကို အခြေခံ၍ RNA ကို ပေါင်းစပ်သည်။ eukaryotes များတွင်၊ အသစ်ဖွဲ့စည်းထားသော RNA (pre-mRNA) သည် အောက်ပါတို့ကို လုပ်ဆောင်သည်- ဦးထုပ်ထည့်သွင်းခြင်း၊ intron splicing နှင့် polyadenylation။ RNA ဖွဲ့စည်းပုံသည် splicing ကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် အချို့သော အတွန့်များသည် splicing နေရာများကို ဖုံးကွယ်ထားခြင်း သို့မဟုတ် အသားပေးဖော်ပြခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။

RNA သည် အချို့သောဗိုင်းရပ်စ်များ၏ ပုံတူပွားခြင်းတွင်လည်း ပါဝင်ပတ်သက်သည်။ RNA ဗိုင်းရပ်စ်များတွင် မျိုးရိုးဗီဇပစ္စည်းမှာ RNA ဖြစ်သောကြောင့် ဗိုင်းရပ်စ် RNA ဖွဲ့စည်းပုံကို မကြာခဏ မြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်ရှိစေရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်- ၎င်းသည် မျိုးရိုးဗီဇနှင့် mRNA နှစ်မျိုးလုံးအဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ အချို့ဗိုင်းရပ်စ်များသည် ဆဲလ်၏ ကာကွယ်ရေးစနစ်ကို ရှောင်ရှားရန် သို့မဟုတ် ပုံတူပွားခြင်း စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ရန် သီးခြား RNA ဖွဲ့စည်းပုံများကိုပင် အသုံးပြုကြသည်။

၇။ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ရှုထောင့်- RNA ကမ္ဘာယူဆချက်

ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာ ဇီဝဗေဒတွင် အဓိက အယူအဆတစ်ခုမှာ “RNA ကမ္ဘာ” ယူဆချက်ဖြစ်သည်။ ဤယူဆချက်က အသက်၏အစောပိုင်းအဆင့်များတွင် RNA သည် မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ အချက်အလက်များ သိုလှောင်ရန်နှင့် တုံ့ပြန်မှုများအတွက် ဓာတ်ကူပစ္စည်းအဖြစ် နှစ်မျိုးလုံးတွင် တာဝန်ထမ်းဆောင်ခဲ့ပြီး နောက်ဆုံးတွင် DNA (သိုလှောင်မှုအတွက် ပိုမိုတည်ငြိမ်သည်) နှင့် ပရိုတင်းများ (ဓာတ်ကူပစ္စည်းအတွက် ပိုမိုကွဲပြားသည်) အဖြစ် ပြိုကွဲသွားနိုင်ကြောင်း အကြံပြုထားသည်။ RNA ဖွဲ့စည်းပုံ၏ ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိမှုသည် ဤအယူအဆကို ထောက်ခံသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် RNA သည် ဓာတ်ကူပစ္စည်းများအဖြစ် ပေါင်းစပ်နေစဉ်တွင် အချက်အလက်များကို encode လုပ်နိုင်သည်။

နိဂုံး

RNA ရဲ့ဖွဲ့စည်းပုံဟာ မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ ၎င်းရဲ့အခန်းကဏ္ဍအတွက် အဓိကကျပါတယ်။ နျူကလီယိုတိုက် အစီအစဥ်တွေကို သိုလှောင်ထားတဲ့ မူလဖွဲ့စည်းပုံကနေ ဆံချည်မျှင်လို အတွန့်တွေကို ဖွဲ့စည်းတဲ့ ဒုတိယဖွဲ့စည်းပုံအထိ၊ ရှုပ်ထွေးတဲ့ သုံးဖက်မြင်လုပ်ဆောင်ချက်တွေကို ဖန်တီးပေးတဲ့ တတိယဖွဲ့စည်းပုံအထိ၊ RNA ဟာ ဘက်စုံသုံး မော်လီကျူးတစ်ခုအနေနဲ့ ထူးခြားတဲ့ စွမ်းရည်တွေကို ပြသထားပါတယ်။ RNA ရဲ့ ကွဲပြားတဲ့ပုံစံတွေက ၎င်းအား သတင်းအချက်အလက် သယ်ဆောင်သူ၊ ဘာသာပြန် အဒက်တာ၊ ရိုင်ဗိုဆုမ်း တည်ဆောက်သူ၊ မျိုးဗီဇဖော်ပြမှု ထိန်းညှိပေးသူနဲ့ ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ ဓာတ်ကူပစ္စည်းအဖြစ်တောင် လုပ်ဆောင်နိုင်စေပါတယ်။ RNA ရဲ့ဖွဲ့စည်းပုံကို နားလည်ခြင်းဆိုတာ အသက်ရဲ့ အခြေခံအုတ်မြစ်တစ်ခုကို နားလည်ခြင်း၊ RNA အခြေခံ ကုထုံးများ၊ mRNA ကာကွယ်ဆေးများနဲ့ မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်ခြင်းစတဲ့ ဇီဝနည်းပညာနဲ့ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ အသုံးချမှုတွေအတွက် လမ်းခင်းပေးခြင်းကို ဆိုလိုပါတယ်။