الجينات الخفية

الجين الخفي هو جين تم تعديل نسخه . ^{[ 1 ]} تُلاحظ هذه الظاهرة في كائنات حية مختلفة، وخاصة في الكينيتوبلاستيدات والميكسوميسيتات ، حيث تلعب هذه العملية دورًا حاسمًا في التعبير الجيني للميتوكوندريا .

تمتلك الكينيتوبلاستيدات ، وهي مجموعة من الأوليات تشمل التريبانوسوما والليشمانيا ، نظامًا وراثيًا غير عادي في الميتوكوندريا . يتميز هذا النظام بشبكة معقدة من الحمض النووي الدائري، مُنظمة في نوعين متميزين من الحلقات: الحلقات الكبيرة والحلقات الصغيرة.

• الدوائر الكبيرة والدوائر الصغيرة : تُشابه الدوائر الكبيرة الحمض النووي للميتوكوندريا الموجود في حقيقيات النوى الأخرى، وتحتوي على جينات أساسية لوظيفة الميتوكوندريا. مع ذلك، غالبًا لا تُنتج نسخ جينات هذه الدوائر الكبيرة بروتينات وظيفية بشكل مباشر . أما الدوائر الصغيرة، فهي صغيرة وكثيرة، وتُشفّر الحمض النووي الريبوزي الدليل (gRNA) .
• دور الحمض النووي الريبوزي الدليلي : تُعدّ جزيئات الحمض النووي الريبوزي الدليلي المشفرة في الحلقات الصغيرة ضروريةً للتعديل ما بعد النسخي لنسخ الحلقات الكبيرة. يشمل هذا التعديل تحرير الحمض النووي الريبوزي ، حيث تُضاف النيوكليوتيدات أو تُحذف أو تُستبدل في تسلسل الحمض النووي الريبوزي، مما يُنتج جزيئات mRNA وظيفية للميتوكوندريا .
• تعديل الحمض النووي الريبوزي (RNA) : عملية التعديل واسعة النطاق، وغالبًا ما تُغير تسلسل الحمض النووي الريبوزي الأصلي تغييرًا جذريًا، مما يجعل الحمض النووي الريبوزي الناضج مختلفًا اختلافًا كبيرًا عن قالب الحمض النووي (DNA) الخاص به. هذه العملية ضرورية للتعبير الصحيح عن جينات الميتوكوندريا ووظيفتها في الكينيتوبلاستيدات. ^{[ 2 ]}

تُظهر الفطريات المخاطية، وهي مجموعة من العفن الغروي تشمل أنواعًا مثل Physarum polycephalum ، أيضًا جينات خفية في الميتوكوندريا الخاصة بها. ^{[ 3 ]}

• الجينات الميتوكوندرية في فطر فيزاروم بوليسيفالوم : يحتوي الحمض النووي للميتوكوندريا في فطر فيزاروم بوليسيفالوم على ما يصل إلى 81 جينًا، منها 43 جينًا خفيًا. تخضع هذه الجينات الخفية لعملية تحرير متزامنة فريدة تُعرف باسم MICOTREM ( تحرير الحمض النووي الريبوزي المتزامن مع النسخ في الميتوكوندريا في الفطريات المخاطية ). ^{[ 4 ]}
• عملية MICOTREM : على عكس تعديل الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الكينيتوبلاستيدات، تتضمن MICOTREM تعديلًا إدخاليًا للحمض النووي الريبوزي دون الحاجة إلى الحمض النووي الريبوزي الدليل. تُضاف نيوكليوتيدات محددة غير مُستنسخة إلى نسخة الحمض النووي الريبوزي في مواقع التعديل بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبوزي الميتوكوندري . تتكون هذه الإضافات في الغالب من السيتيدينات ، ولكن تُضاف أيضًا اليوريدينات أو مجموعة فرعية من ثنائيات النيوكليوتيدات . تختلف هذه الآلية اختلافًا كبيرًا عن أنظمة التعديل الإدخالي بعد النسخ الموجودة في الكائنات الحية الأخرى، والتي تعتمد على الحمض النووي الريبوزي الدليل وتتضمن انقسام هيكل الحمض النووي الريبوزي وإدخال النيوكليوتيدات وربطها لاحقًا. لم تُفهم الآلية الدقيقة وأصل مواقع التعديل في MICOTREM فهمًا كاملًا، مع وجود فرضيات تتضمن تكوين ثنائي الحمض النووي الريبوزي-الحمض النووي (RNA-DNA) وتكوين ثلاثي محتمل. يوفر هذا التعقيد رؤى ثاقبة حول تطور الحمض النووي الميتوكوندري وتنوع آليات تعديل الحمض النووي الريبوزي.