فهرست مطالب
پروتئین های باکتریایی به متوقف کردن رونویسی کمک می کنند–فرایند کپی کردن RNA از DNA برای به عمل آوردن کارکرد سلول با ایجاد ماشین سلولی که DNA را در نقاط مناسب رونویسی ژنوم، متوقف میکند.
پروتئین های معروف به NusG ،فرایند رونویسی را در توالی های مشخص از DNA متوقف می کند برای تسهیل چیزی که نامیده می شود ( پایان دهی طبیعی) و از رونویسی ناخواسته ای که ممکن است عملکرد سلول را مختل کند جلوگیری می کند. مطالعات جدید، به سرپرستی محققان Penn state ،نشان میدهد که NusG و پروتئین های مرتبط، NusA، با همدیگر رونویسی حدود 88 % از خاتمه دهندگان طبیعی را که در باکتری Bacillus subtilis است تسهیل می کند. دانستن این فرایند اساس دانش ما را درباره عملکرد کلیدی این سلول ها گسترش می دهد و در نهایت می تواند کمک کند به توسعه آنتی بیوتیک هایی که تنظیمات ژنی در باکتری ها را هدف قرار می دهد و تخریب می کند
مقاله ای که این تحقیق را توضیح داده و به صورت آنلاین در مجله elife به اشتراک گذاشته برای دسترسی یک سلول به اطلاعات ژنتیکی ذخیره شده در DNA ،ابتدا باید DNA به RNA به وسیله یک آنزیم به نام RNA پلیمراز رونویسی شود ، بیان شده توسط Zachary F.mandell فارغ التحصیل از Penn state و اولین نویسنده مقاله «این فرایند به میزان زیادی هماهنگ شده است برای اطمینان از بیان شدن دقیق ژن های مربوطه در زمان مشخص و در سطوح مناسب برای عملکرد صحیح سلول.ما علاقه مند به فهم مکانیسمی هستیم که به سلول اجازه توقفرونویسی در مکان دقیق در طول ژنوم را می دهد.»
NusA و NusG و تنظیم بیان ژن
تنظیم درست بیان ژن در سه مرحله اساسی رخ می دهد. ابتدا،رونویسی توسط RNA پلیمراز آغاز می شود که به DNA در ابتدای توالی که ترجمه صورت می گیرد متصل می شود.سپس NusA و NusG در طول مرحله طویل شدن به RNA متصل می شوند تا از توالی DNA کپی بگیرند. در نهایت ، ترجمه در نقاط مناسب ژنوم خاتمه می یابد. خاتمه ترجمه به صورت ویژه ای در باکتری اهمیت دارد زیرا ژن ها به صورت محکم در طول ژنوم به هم بسته شده اند، به این شکل که اگر خاتمه رونویسی در مکان مناسب رخ ندهد می تواند منجر به بیان نامناسب ژن شود. بیان شده توسط Paul Babitzke پروفسور بیوشیمی و زیست مولکولی در Penn state و سرپرست تیم تحقیقاتی.
مکانیسم های خاتمه رونویسی در باکتری
مکانیسمی که برای خاتمه در باکتری ها است عموما یا به عنوان «عامل وابسته» طبقه بندی می شوند که تکیه دارد به پروتئینی که Rho نامیده میشود یا خاتمه طبیعی، که تصور می شد «عامل غیر وابسته» باشد. خاتمه طبیعی به یک ساختار سنجاقی RNA تکیه دارد که در مولکول RNA ای که تولید شده شکل می گیرد،که باعث می شود RNA از فرایند ترجمه آزاد شود . NusG و NusA هر دو پروتئین به عنوان عامل رو نویسی طبقه بندی می شود که به تنظیم بیان ژن کمک می کند و بخشی از مجموعه ای از پروتئین هایی هستند که بیان و رونویسی DNA را در طول مرحله طویل شدن برعهده دارند. NusA و RNA مولکولی که تولید شده در تعادل است و NusGمی تواند برای توقف مرحله طویل شدن به DNA بچسبد.
“Term-seq” و کشف اهمیت پروتئین های Nus
طبق تحقیقات اخیر، تصور میشد که NusA تنها یک نقش در خاتمه طبیعی با کمک در تشکیل RNA سنجاقی شکل بازی می کند ، اما نقش NusG در خاتمه ایجاد نشده است. با بررسی های بیشتر درباره نقش این دو پروتئین در خاتمه طبیعی ، تیم تحقیقاتی سویه ای با کمبود NusA، کمبود NusG و کمبود هر دو NusG و NusA تهیه کردند. سپس آن ها را از تکنیکی که اختراع کرده بودند استفاده کردند که نامش را “Term-seq” گذاشته بودند، که در آن می توانستند پایان RNA مولکولی ساخته شده را در سویه های باکتریایی حفظ و شناسایی کنند. RNA هایی که به سویه های جهش یافته ختم می شوند، می توانند با RNA های مولکولی از باکتری با عملکرد نرمال NusA و NusGمقایسه شوند. ما پی بردیم که تعدادی از مکان های خاتمه طبیعی بستگی داشت به NusG و تعدادی یا به NusA یا به NusG ، و تعدادی به هردو مورد نیاز بود. «گفته شده توسط Mandell.» ما تا حدی شگفت زده شدیم درباره اینکه چطور این دو پروتئین در خاتمه طبیعی نقشی بزرگ ایفا می کنند. به طور کلی 88 % از کل مکان های خاتمه طبیعی به NusA یا NusG در برخی ظرفیت ها تکیه دارد. خاتمه طبیعی مشخص نیست که عامل مستقل است. محققان هنوز در حال بررسی نقش دقیق تری که پروتئین های Nus در خاتمه طبیعی بازی میکنند هستند. ما فکر میکنیم که مستقیما درتشکیل سنجاقی هایی که بر خاتمه طبیعی الزامی هستند کمک می کند و اینکه NusG در مرحله طویل شدن در مکان های خاتمه توقف می کند تا به سنجاقی ها زمان اضافی برای شکل دهی بدهند.
