منطقة غير مترجمة

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
تدفق المعلومات الوراثية داخل الخلية. يُنسخ الحمض النووي (DNA) مبدئيًا إلى جزيء الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA). ثم يُترجم الحمض النووي الريبوزي الرسول إلى بروتين . (انظر العقيدة المركزية لعلم الأحياء الجزيئي ).
بنية الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA)، تقريبًا وفقًا لمقياس الحمض النووي الريبوزي الرسول البشري.

في علم الوراثة الجزيئية ، تشير المنطقة غير المترجمة ( UTR ) إلى أحد قسمين، أحدهما على كل جانب من تسلسل الترميز على شريط mRNA . إذا وُجدت على الجانب 5' ، تُسمى المنطقة غير المترجمة 5' (أو التسلسل الرائد )، وإذا وُجدت على الجانب 3' ، تُسمى المنطقة غير المترجمة 3' (أو التسلسل اللاحق ). mRNA هو الحمض النووي الريبوزي (RNA) الذي يحمل المعلومات من الحمض النووي (DNA) إلى الريبوسوم ، وهو موقع تخليق البروتين ( الترجمة ) داخل الخلية. يُنسخ mRNA مبدئيًا من تسلسل DNA المقابل، ثم يُترجم إلى بروتين. مع ذلك، لا تُترجم عادةً عدة مناطق من mRNA إلى بروتين، بما في ذلك المنطقتين غير المترجمتين 5' و3'.

على الرغم من أنها تسمى المناطق غير المترجمة، ولا تشكل المنطقة المشفرة للبروتين في الجين، إلا أن uORFs الموجودة داخل 5' UTR يمكن ترجمتها إلى ببتيدات . [ 1 ]

تقع منطقة 5' غير المترجمة (5' UTR) في اتجاه 5' من التسلسل المشفر. تحتوي هذه المنطقة على تسلسل يتعرف عليه الريبوسوم، مما يسمح له بالارتباط وبدء عملية الترجمة. تختلف آلية بدء الترجمة بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى . تقع منطقة 3' غير المترجمة (3' UTR) مباشرةً بعد كودون التوقف عن الترجمة . تلعب هذه المنطقة دورًا حاسمًا في إنهاء الترجمة، بالإضافة إلى التعديلات اللاحقة للنسخ . [ 2 ]

كان يُعتقد سابقًا أن هذه التسلسلات الطويلة غالبًا ما تكون جزيئات mRNA عديمة الفائدة أو غير وظيفية تراكمت ببساطة عبر الزمن التطوري. إلا أنه بات من المعروف الآن أن المنطقة غير المترجمة من mRNA تُشارك في العديد من الجوانب التنظيمية للتعبير الجيني في الكائنات حقيقية النواة. وتؤكد أهمية هذه المناطق غير المشفرة المنطق التطوري، إذ لولا ذلك لكان الانتخاب الطبيعي قد قضى على هذا الحمض النووي الريبوزي غير القابل للاستخدام.

من المهم التمييز بين المناطق غير المترجمة 5' و3' من الحمض النووي الريبوزي (RNA) وأنواع الحمض النووي الريبوزي الأخرى غير المشفرة للبروتين . ضمن التسلسل المشفر للحمض النووي الريبوزي الرسول الأولي (pre-mRNA) ، توجد أجزاء من الحمض النووي الريبوزي لا تُدمج في البروتين الناتج، وتُسمى هذه الأجزاء بالإنترونات . يتكون الحمض النووي الريبوزي الناتج عن عملية التضفير من سلسلة من الإكسونات . والسبب في عدم اعتبار الإنترونات مناطق غير مترجمة هو أنها تُستأصل أثناء عملية التضفير. لا تُدمج الإنترونات في جزيء الحمض النووي الريبوزي الرسول الناضج الذي سيخضع للترجمة، ولذلك تُعتبر من أنواع الحمض النووي الريبوزي غير المشفرة للبروتين.

تاريخ

أصبحت المناطق غير المترجمة من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) موضع دراسة منذ أواخر سبعينيات القرن العشرين، بعد تحديد التسلسل الكامل لأول جزيء mRNA. في عام 1978، تم تحديد التسلسل الكامل للمنطقة غير المترجمة 5' من mRNA الخاص بجين غاما غلوبين البشري . [ 3 ] وفي عام 1980، أُجريت دراسة على المنطقة غير المترجمة 3' من جينات ألفا غلوبين البشرية المكررة. [ 4 ]

تطور

تُلاحظ المنطقة غير المترجمة في بدائيات النوى وحقيقيات النوى، على الرغم من اختلاف طولها وتركيبها. في بدائيات النوى، يتراوح طول المنطقة غير المترجمة 5' عادةً بين 3 و10 نيوكليوتيدات. أما في حقيقيات النوى، فقد يصل طولها إلى مئات أو آلاف النيوكليوتيدات. ويتوافق هذا مع التعقيد الأكبر لجينومات حقيقيات النوى مقارنةً ببدائيات النوى. كما يختلف طول المنطقة غير المترجمة 3' أيضًا. ويُعد ذيل البولي-أ ضروريًا لمنع تحلل الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA). وعلى الرغم من وجود تباين في أطوال كلٍ من المنطقتين غير المترجمتين 5' و3'، فقد لوحظ أن طول المنطقة غير المترجمة 5' أكثر ثباتًا في التطور من طول المنطقة غير المترجمة 3'. [ 5 ]

بدائيات النوى

يتكون الجزء غير المترجم 5' من بدائيات النوى من تسلسل شاين-دالغارنو (5'-AGGAGGU-3'). [ 6 ] يوجد هذا التسلسل على بعد 3-10 أزواج قاعدية قبل كودون البدء، وهو موقع بدء الترجمة إلى البروتين.

حقيقيات النوى

يُعدّ الجزء غير المترجم 5' في حقيقيات النوى أكثر تعقيدًا من نظيره في بدائيات النوى. فهو يحتوي على تسلسل كوزاك المتفق عليه (ACCAUGG) [ 7 ] ، بما في ذلك كودون البدء (AUG)، وهو موقع بدء الترجمة إلى البروتين.

بدأت أهمية هذه المناطق غير المترجمة من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) تتضح تدريجيًا. وتُجرى حاليًا دراسات طبية عديدة كشفت عن وجود صلة بين الطفرات في هذه المناطق وزيادة خطر الإصابة بأمراض معينة، كالسرطان. فعلى سبيل المثال، تم اكتشاف ارتباطات بين تعدد الأشكال الجينية في منطقة 3′UTR لجين HLA-G وتطور سرطان القولون والمستقيم . [ 8 ] كما رُبطت تعددات النوكليوتيدات المفردة في منطقة 3′UTR لجين آخر بالاستعداد للولادة المبكرة . [ 9 ] وترتبط الطفرات في منطقة 3′UTR لجين APP بتطور اعتلال الأوعية الدموية الدماغية النشواني . [ 10 ]

دراسة إضافية

من خلال الدراسات الحديثة للمناطق غير المترجمة، جُمعت معلومات عامة حول طبيعة هذه العناصر ووظيفتها. مع ذلك، لا يزال هناك الكثير مما هو مجهول حول هذه المناطق من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA). ونظرًا لأهمية تنظيم التعبير الجيني في الأداء السليم للخلايا، يُعد هذا مجالًا للدراسة يستدعي مزيدًا من البحث. من المهم الأخذ في الاعتبار أن الطفرات في المناطق غير المترجمة 3' قد تُغير التعبير عن العديد من الجينات التي قد تبدو غير مترابطة. [ 11 ] ما زلنا في بداية فهمنا للروابط بين الأداء السليم للمناطق غير المترجمة وحالات الأمراض التي تصيب الخلايا.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ فيليلا، كريستينا؛ مكارثي، جون إي جي (1 أغسطس/آب 2003). "تنظيم التعبير الجيني الفطري عبر إطارات قراءة مفتوحة قصيرة في المنطقة غير المترجمة 5' من الحمض النووي الريبوزي الرسول" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئي . 49 (4): 859-867 . doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN 0950-382X . PMID 12890013 .  
  2. ↑ باريت، لوسي دبليو؛ فليتشر، سو؛ ويلتون، ستيف دي (2013). مناطق الجينات غير المترجمة وعناصر أخرى غير مشفرة . سبرينغر. ISBN 978-3-0348-0679-4.
  3. ↑ تشانغ، جيه سي؛ بون، آر؛ نيومان، كيه إتش؛ كان، واي دبليو (1978-10-01). "تسلسل النيوكليوتيدات للمنطقة غير المترجمة 5' من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) لغلوبين غاما البشري" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 5 (10): 3515-3522 . doi : 10.1093/nar/5.10.3515 . ISSN 0305-1048 . PMC 342692. PMID 318162 .   
  4. ↑ ميكلسون، أ.م.؛ أوركين، ش.هـ. (1980-11-01). "المناطق غير المترجمة 3' لجينات ألفا غلوبين البشرية المكررة متباينة بشكل غير متوقع". الخلية . 22 ( 2 الجزء 2): 371-377 . doi : 10.1016/0092-8674(80)90347-5 . ISSN 0092-8674 . PMID 7448866. S2CID 54238986 .   
  5. ↑ لين، تشنغ قوه؛ لي، وين هسيونغ (2012-01-01). "تطور طول المنطقة غير المترجمة 5' وإعادة برمجة التعبير الجيني في الخمائر" . علم الأحياء الجزيئي والتطور . 29 (1): 81-89 . doi : 10.1093/molbev/msr143 . ISSN 1537-1719 . PMC 3245540. PMID 21965341 .   
  6. ^ جين، ه. تشاو، س؛ جونزاليس. دي فالديفيا، EI؛ ارديل، د. ستينستروم، م. إيزاكسون، لوس أنجلوس (أبريل 2006). "التأثيرات على التعبير الجيني في الجسم الحي من خلال تسلسل Shine-Dalgarno" . علم الأحياء الدقيقة الجزيئية . 60 (2): 480-492 . دوى : 10.1111/j.1365-2958.2006.05110.x . بميد 16573696 . S2CID 5686240 .  
  7. ↑ ناكاغاوا، سو؛ نيمورا، يوشيهيتو؛ غوجوبوري، تاكاشي؛ تاناكا، هيروشي؛ ميورا، كين-إيتشيرو (2008-02-01). " تنوع تسلسلات النيوكليوتيدات المفضلة حول كودون بدء الترجمة في جينومات حقيقيات النوى" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 36 (3): 861-871 . doi : 10.1093/nar/gkm1102 . ISSN 0305-1048 . PMC 2241899. PMID 18086709 .   
  8. ↑ م. غارزييرا؛ إ. كاتامو؛ س. كروفيلا؛ م. مونتيكو؛ إ. سيتشين؛ س. لوناردي؛ إ. ميني؛ س. نوبيلي؛ ل. روماناتو؛ ج. توفولي (2015). "ارتباط تعدد أشكال منطقة 3′UTR لجين HLA-G بسرطان القولون والمستقيم في إيطاليا: نظرة أولية". المجلة الدولية لعلم المناعة الوراثية . 43 (1): 32-39 . doi : 10.1111/iji.12243 . PMID 26752414. S2CID 205193023 .  
  9. ↑ تشو، تشين؛ تشين، يينغ؛ داي، جيانرونغ؛ وانغ، بينجينغ؛ ليو، مينجوان؛ وانغ، يون؛ تاو، جيانيينغ؛ لي، هونغ (2015-01-01). "تعدد أشكال إنزيم اختزال ميثيلين تتراهيدروفولات في المنطقة غير المترجمة 3' يرتبط بالاستعداد للولادة المبكرة" . طب الأطفال الانتقالي . 4 (1): 57-62 . doi : 10.3978/j.issn.2224-4336.2015.01.02 . ISSN 2224-4344 . PMC 4729064. PMID 26835361 .   
  10. ^ ج. نيكولاس. د. والون؛ جيم جوبيل؛ أ.-ج. ريتشارد. جيم بوتييه؛ في دورفال؛ م. ساروف ريفيير؛ واو ريانت؛ د. هيرفيه؛ ب. أمويل؛ م. جيرشيت؛ ب. ندامبا باندزوزي؛ ب. مبيليسو؛ J.-F. دارتيجيس. J.-C. لامبرت. مساءً. بريوكس؛ تي فريبورج؛ د. كامبيون؛ د. هانكين؛ إي تورنير-لاسيرف؛ إس إس هيبرت؛ أ. روفيليه ليكروا (2016). "طفرة في المنطقة غير المترجمة 3 من APP كمحدد وراثي لاعتلال الأوعية الدموية الأميلويد الدماغي" . المجلة الأوروبية لعلم الوراثة البشرية . 24 (1): 92– 98. doi : 10.1038/ejhg.2015.61 . PMC 4795229 . PMID 25828868 .  
  11. ↑ تشاتيرجي، سانجيتا؛ بال، جايانتا ك. (2009-05-01). "دور المناطق غير المترجمة 5′ و3′ من الحمض النووي الريبوزي الرسول في الأمراض البشرية". بيولوجيا الخلية . 101 (5): 251-262 . doi : 10.1042/BC20080104 . ISSN 1768-322X . PMID 19275763. S2CID 22689654 .