په مالیکولي بیولوژي کې د نقل کولو میکانیزمونه
ټرانسکرپشن په مالیکولي بیولوژي کې یوه بنسټیزه پروسه ده چې په DNA کې جینیاتي معلومات د RNA مالیکولونو تولید سره نښلوي. د ټرانسکرپشن له لارې، په DNA کې د نیوکلیوټایډ ترتیب RNA ته "ژباړل" کیږي، کوم چې بیا کولی شي د پروټین ترکیب لپاره د میسنجر RNA (mRNA) په توګه عمل وکړي، یا د نورو فعال RNAs لکه rRNA او tRNA په توګه. دا پروسه د بیولوژي د مرکزي عقیدې یوه اړینه برخه ده : DNA → RNA → پروټین. پداسې حال کې چې دا ممکن ساده ښکاري، ټرانسکرپشن د منظم مرحلو لړۍ، مختلف انزایمونه، او سخت تنظیمونه لري ترڅو حجرې وکولی شي جینونه په سمه توګه د اړتیا سره سم څرګند کړي.
د نقل کولو اساسي مفاهیم
په نقل کې، د DNA یوازې یو تار د ټیمپلیټ سټرینډ په توګه کارول کیږي. د RNA پولیمریز انزایم د ټیمپلیټ سټرینډ له 3' څخه تر 5' پورې لوستل کوي او په 5' څخه تر 3' لوري کې نوي RNA ترکیب کوي. پایله لرونکی RNA ترتیب د DNA ټیمپلیټ سټرینډ بشپړونکی دی، د یو مهم توپیر سره: RNA د تایمین (T) پرځای اساس uracil (U) کاروي. په دې توګه، که A په DNA کې شتون ولري، U په RNA کې اساس جوړه ده، او که C شتون ولري، G اساس جوړه ده (او برعکس).
نقل کول په مختلفو ډولونو جینونو کې واقع کیدی شي. د پروټین کوډ کولو جینونه mRNA تولیدوي، پداسې حال کې چې نور جینونه کولی شي غیر کوډ کولو RNA تولید کړي چې په پروټین کې نه ژباړل کیږي مګر ساختماني او تنظیمي دندې لري، لکه rRNA (د ریبوسومل ودانۍ بلاکونه)، tRNA (امینو اسید کیریرونه)، snRNA (جلا کول)، او د miRNA/lncRNA مختلف ډولونه چې د جین څرګندونه تنظیموي.
د پروکاریوټس او یوکاریوټس ترمنځ اصلي برخې او توپیرونه
په پروکاریوټونو (د مثال په توګه، باکتریا) کې، د نقل کولو پروسه نسبتا ساده ده. په عمومي ډول یو واحد لومړني RNA پولیمیریز شتون لري، چې د سیګما فکتور لخوا مرسته کیږي، چې د ترویج کونکي پیژني. سربیره پردې، ځکه چې باکتریا نیوکلیوس نلري ، نقل کول او ژباړه کولی شي په ورته وخت کې په نږدې ځایونو کې واقع شي.
برعکس، په یوکاریوټس (د مثال په توګه، انسانان) کې، نقل کول ډیر پیچلي دي. ډیری RNA پولیمیریزونه شتون لري: RNA پولیمیریز I (ځینې rRNAs نقل کوي)، RNA پولیمیریز II (mRNAs او ځینې snRNAs/miRNAs نقل کوي)، او RNA پولیمیریز III (tRNAs او 5S rRNAs نقل کوي). سربیره پردې، یوکاریوټیک DNA په کروماتین کې بسته شوی، نو جینونو ته لاسرسی اضافي مقرراتو ته اړتیا لري، پشمول د هسټون تعدیل، کروماتین بیا رغونه، او مختلف عمومي او ځانګړي نقل عوامل.
لومړۍ مرحله: د نقل کولو پیل
پیل هغه لومړنی پړاو دی کله چې د نقل کولو ماشین په DNA کې په سم ځای کې راټول شي. دا پروسه د یو پروموټر په پیژندلو سره پیل کیږي، د جین د پورته برخې یو ځانګړی DNA ترتیب چې د نقل کولو پیل ټکی ټاکي.
په پروکاریوټس کې نوښت
په باکتریا کې، د سیګما عوامل د RNA پولیمیریز سره مرسته کوي چې مهم پروموټر عناصر لکه پریبنو بکس او 35 بکس وپیژني. وروسته له دې چې RNA پولیمیریز د پروموټر سره وصل شي، یو "تړل شوی کمپلیکس" جوړیږي. د پیل ټکي شاوخوا DNA بیا په جزوي ډول د "خلاص کمپلیکس" جوړولو لپاره راڅرګندیږي، چې RNA پولیمیریز ته اجازه ورکوي چې د لومړي RNA نیوکلیوټایډونو راټولول پیل کړي.
په یوکاریوټس کې نوښت
په یوکاریوټس کې، نوښت ډیری پروټینونه لري. د RNA پولیمیریز II لخوا لیکل شوي جینونو کې، ترویج کونکي ډیری وختونه (که څه هم تل نه وي) د TATA بکس په څیر عناصر لري. د TATA-بندونکی پروټین (TBP)، د TFIID کمپلیکس برخه، د TATA بکس پیژني او نور عمومي نقل عوامل (TFIIA، TFIIB، TFIIE، TFIIF، او TFIIH) او همدارنګه د RNA پولیمیریز II استخداموي. دا کمپلیکس د پیل څخه مخکې کمپلیکس بلل کیږي.
TFIIH یو مهم رول لوبوي ځکه چې دا هیلیکیس (DNA خلاصول) او کیناز فعالیت لري، کوم چې د RNA پولیمیریز II CTD (C-ټرمینل ډومین) فاسفوریلیټ کوي. CTD فاسفوریلیشن د RNA پولیمیریز II سره د پروموټر څخه "خوشې کیدو" او د اوږدوالي مرحلې ته ننوتلو کې مرسته کوي، پداسې حال کې چې د RNA پروټینونو پروسس کولو لپاره یو پلیټ فارم هم چمتو کوي.
دوهمه مرحله: د نقل اوږدوالی
د پیل څخه وروسته، د RNA پولیمیریز د DNA ټیمپلیټ سره حرکت کوي او د RNA زنځیر اوږدوي. د RNA نیوکلیوټایډونه (ATP، UTP، GTP، CTP) یو په یو اضافه کیږي، لکه څنګه چې د اساس جوړې رامینځته کیږي. د اوږدوالي په جریان کې، د RNA پولیمیریز د نقل کولو بلبل جوړوي چیرې چې DNA په موقتي ډول خلاصیږي. د پولیمیریز شاته، DNA خلاصیږي، پداسې حال کې چې نوی جوړ شوی RNA د انزایم کمپلیکس څخه وځي.
اوږدوالی د ثبوت لوستلو محدود میکانیزم هم لري. که چیرې غلط جوړه رامنځته شي، د RNA پولیمیریز کولی شي د RNA غلط پای پرې کولو سره تېروتنه ودروي او سمه کړي، بیا ترکیب ته دوام ورکړي.
په یوکاریوټس کې، اوږدوالی اکثرا د اضافي مقرراتو سره مل وي، لکه د پروموټر سره نږدې د RNA پولیمریز II ځنډول. دا وقفه د جین همغږي تنظیم او د چټک نقل لپاره چمتووالي لپاره اړینه ده کله چې حجره ځانګړي سیګنالونه ترلاسه کوي.
دریمه مرحله: د نقل ختمول
ختمول د نقل بندولو او د DNA څخه د RNA او RNA پولیمیریز خوشې کولو پروسه ده.
په پروکاریوټس کې ختمول
دوه اصلي میکانیزمونه شتون لري:
۱. داخلي (rho- خپلواک) پای: DNA یو ترتیب لري چې د GC بډایه RNA تولیدوي چې د ویښتو د حلقې جوړښت جوړوي، وروسته د U- بډایه ترتیب راځي. د ویښتو حلقه د RNA پولیمریز د بندیدو لامل کیږي او د RNA-DNA بانډ کمزوری کیږي ترڅو پیچلي جلا شي.
۲. د Rho پورې تړلی پای: د rho پروټین (هیلیکیز) د RNA سره نښلوي او د هغې وروسته حرکت کوي تر هغه چې بند شوي RNA پولیمیریز ته ورسیږي، بیا RNA د ټرانسکرپشن کمپلیکس څخه خوشې کوي.
په یوکاریوټس کې ختمیدل (RNA پولیمیریز II)
په ډیری جینونو کې، RNA پولیمیریز II د پولی اډینیلیشن سیګنال لیږدوي (د مثال په توګه، په RNA کې AAUAAA) او بیا د پروسس کولو کمپلیکس لخوا ماتیږي. د ماتیدو وروسته، پای ته رسیدل د "ټورپیډو" ماډل له لارې واقع کیدی شي (یو ایکسونوکلیز انزایم پاتې RNA خرابوي او پولیمیریز تعقیبوي) یا د پیچلي جوړښتي بدلون ماډل. د RNA پولیمیریز I او III کې پای ته رسیدل یو مختلف، ډیر ترتیب ځانګړی میکانیزم لري.
په یوکاریوټس کې د RNA پروسس: د mRNA څخه مخکې څخه تر بالغ mRNA پورې
د پروکاریوټونو او یوکاریوټونو ترمنځ یو لوی توپیر دا دی چې یوکاریوټیک mRNA عموما باید د ژباړې دمخه پروسس شي. دا پروسس په ګډه نقل (د نقل سره یوځای) ترسره کیږي او پدې کې شامل دي:
۱. د ۵' کیپ ضمیمه: د ۵' پای ته د ۷-میتیل ګوانوسین ګروپ اضافه کول. کیپ د RNA د تخریب څخه ساتي، سایټوپلازم ته صادرولو کې مرسته کوي، او د ژباړې پیل لپاره اړین دی.
۲. سپلیسیزوم: د انټرونونو لرې کول او د سپلیسوزوم په واسطه د ایکسونونو جلا کول. بدیل سپلیسینګ کولی شي د یو واحد جین څخه ډیری پروټین ایزوفارمونه تولید کړي، د پروټوم تنوع زیاتوي.
۳. پولی اډینیلیشن (پولی-A لکۍ): د ۳' پای ته د پولی-A لکۍ اضافه کول. دا لکۍ د mRNA ثبات زیاتوي، صادراتو کې مرسته کوي، او د ژباړې موثریت اغیزمن کوي.
غیر پروسس شوي RNA (مخکې mRNA) معمولا نه ژباړل کیږي. د حجرو د کیفیت کنټرول سیسټم به نیمګړتیا لرونکی RNA وساتي یا یې خراب کړي.
د نقل کولو تنظیم: ولې ټول جینونه هر وخت فعال نه وي؟
ټرانسکرپشن د جین د څرګندولو لپاره لومړنی کنټرول ټکی دی. حجرات تنظیموي چې کوم جینونه فعال دي، څومره په کلکه یې لیکل کیږي، او کله چې ټرانسکرپشن باید ودرول شي. دا تنظیم حجرو ته اجازه ورکوي چې د چاپیریال بدلونونو، هورمونل سیګنالونو، فشار، یا پرمختیایي اړتیاوو ته ځواب ووایی.
په پروکاریوټونو کې، تنظیم اکثرا اوپیرونونه شاملوي، لکه لاک اوپیرون، کوم چې د لیکتوز ویشلو انزایم یوازې هغه وخت فعالوي کله چې لیکتوز شتون ولري. فشارونکي او فعالونکي عوامل کولی شي د RNA پولیمیریز استخدام مخه ونیسي یا یې لوړ کړي.
په یوکاریوټونو کې، تنظیم ډیر پیچلی دی. عناصر لکه انهانسرز او سلینسرونه د پروموټر څخه لرې موقعیت لري مګر د DNA فولډ کولو او پروټین تعاملاتو له لارې د ټرانسکرپشن فعالیت اغیزه کوي. سربیره پردې، د کروماتین شرایط (د مثال په توګه، د هسټون اسټیلیشن، کوم چې DNA ډیر "خلاص" کوي) د پام وړ ټاکي چې ایا جین د ټرانسکرپشن ماشین ته لاسرسی لري.
تړل
د نقل کولو میکانیزم د جینیاتي معلوماتو د څرګندولو په زړه کې دی، دواړه د پروټین ترکیب لپاره د منځګړي په توګه او د یو فعال مالیکول په توګه چې تنظیمي او ساختماني رولونه ترسره کوي . دا پروسه د دریو اصلي مرحلو له لارې ترسره کیږي - پیل، اوږدوالی، او پای ته رسیدل - د پروکاریوټس او یوکاریوټس ترمنځ د مختلف پیچلتیا سره. په یوکاریوټس کې، نقل کول د RNA پروسس سره په کلکه مدغم کیږي لکه د 5' کیپ جوړول، سپلیس کول، او پولی اډینیلیشن. ځکه چې نقل کول هم د خورا تنظیم شوي مقرراتو تابع دي، د دې پروسې پوهیدل په پراخه برخو کې مهم دي، د جینیات او بایو ټیکنالوژۍ څخه تر مالیکولي درملو پورې، په شمول د جین د څرګندولو اختلالاتو پورې اړوند ناروغیو پوهیدل.
