النسخ (علم الأحياء)

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 15 صور
الموسوعة الحرة
جزء من سلسلة عن
علم الوراثة
المكونات الرئيسية
التاريخ والمواضيع
بحث
الحقول
الطب الشخصي
  •  فئة
  • ف
  • ت
  • هـ

النسخ هو عملية نسخ جزء من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي. يتم نسخ بعض أجزاء الحمض النووي إلى جزيئات الحمض النووي الريبي التي يمكنها تشفير البروتينات ، والتي تسمى الحمض النووي الريبي الرسول (mRNA). يتم نسخ أجزاء أخرى من الحمض النووي إلى جزيئات الحمض النووي الريبي التي تسمى الحمض النووي الريبي غير المشفر (ncRNAs).

كل من الحمض النووي DNA والحمض النووي الريبوزي RNA عبارة عن أحماض نووية تستخدم أزواج القواعد من النيوكليوتيدات كلغة تكميلية . أثناء النسخ، تتم قراءة تسلسل الحمض النووي DNA بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبوزي RNA ، والذي ينتج خيطًا تكميليًا مضادًا للتوازي من الحمض النووي الريبوزي RNA يسمى النسخة الأولية .

في علم الفيروسات ، يُستخدم مصطلح النسخ عند الإشارة إلى تخليق mRNA من جزيء RNA الفيروسي. يتكون جينوم العديد من فيروسات RNA [أ] من RNA سلبي الاتجاه يعمل كقالب لـ RNA الفيروسي المرسال إيجابي الاتجاه - وهي خطوة ضرورية في تخليق البروتينات الفيروسية اللازمة للتكاثر الفيروسي . يتم تحفيز هذه العملية بواسطة بوليميراز RNA المعتمد على RNA الفيروسي . [1]

خلفية

قد تحتوي وحدة نسخ الحمض النووي التي تشفر بروتينًا على تسلسل ترميز ، والذي سيتم ترجمته إلى البروتين، وتسلسلات تنظيمية ، والتي توجه وتنظم تخليق هذا البروتين. يُطلق على التسلسل التنظيمي قبل ( أعلى ) التسلسل الترميزي مناطق غير مترجمة رئيسية (5'UTR)؛ ويُطلق على التسلسل بعد ( أسفل ) التسلسل الترميزي مناطق غير مترجمة رئيسية ثلاث (3'UTR). [2]

على عكس تكرار الحمض النووي ، يؤدي النسخ إلى مكمل الحمض النووي الريبي الذي يتضمن نوكليوتيد اليوراسيل (U) في جميع الحالات التي يحدث فيها الثايمين (T) في مكمل الحمض النووي. [3]

يعمل أحد سلسلتي الحمض النووي فقط كقالب للنسخ. تتم قراءة السلسلة المضادة للمعنى من الحمض النووي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي من النهاية 3' إلى النهاية 5' أثناء النسخ (3' → 5'). يتم إنشاء الحمض النووي الريبي التكميلي في الاتجاه المعاكس، في اتجاه 5' → 3'، مطابقًا لتسلسل السلسلة المعينة باستثناء تبديل اليوراسيل بالثايمين. هذا الاتجاه لأن بوليميراز الحمض النووي الريبي يمكنه فقط إضافة نيوكليوتيدات إلى النهاية 3' من سلسلة mRNA المتنامية. هذا الاستخدام لسلسلة الحمض النووي الريبي 3' → 5' فقط يلغي الحاجة إلى شظايا أوكازاكي التي تُرى في تكرار الحمض النووي. [2] هذا يزيل أيضًا الحاجة إلى برايمر الحمض النووي الريبي لبدء تخليق الحمض النووي الريبي، كما هو الحال في تكرار الحمض النووي.

يُطلق على الشريط غير القالبي (الحس) من الحمض النووي اسم الشريط المشفر ، لأن تسلسله هو نفس نسخة الحمض النووي الريبي التي تم إنشاؤها حديثًا (باستثناء استبدال اليوراسيل بالثايمين). هذا هو الشريط الذي يتم استخدامه حسب الاتفاقية عند تقديم تسلسل الحمض النووي. [4]

تحتوي عملية النسخ على بعض آليات التدقيق اللغوي، ولكنها أقل فعالية من أدوات التحكم في نسخ الحمض النووي. ونتيجة لذلك، تتمتع عملية النسخ بدقة نسخ أقل من تكرار الحمض النووي. [5]

الخطوات الرئيسية

تنقسم عملية النسخ إلى البدء ، وهروب المحفز ، والاستطالة، والإنهاء . [ 6]

الإعداد للنسخ

المعززات وعوامل النسخ ومجمع الوسيط وحلقات الحمض النووي في النسخ لدى الثدييات

تنظيم النسخ في الثدييات . يتم تمكين منطقة تنظيم المعزز النشط في الحمض النووي للتفاعل مع منطقة المحفز في الحمض النووي للجين المستهدف من خلال تكوين حلقة كروموسوم. يمكن أن يؤدي هذا إلى بدء تخليق الحمض النووي الريبي الرسول (mRNA) بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني (RNAP II) المرتبط بالمحفز في موقع بدء النسخ للجين. يتم تثبيت الحلقة بواسطة بروتين معماري واحد مرتبط بالمعزز وآخر مرتبط بالمحفز ويتم ربط هذين البروتينين لتشكيل ثنائي (متعرج أحمر). ترتبط عوامل النسخ التنظيمية المحددة بزخارف تسلسل الحمض النووي على المعزز. ترتبط عوامل النسخ العامة بالمحفز. عندما يتم تنشيط عامل النسخ بواسطة إشارة (يشار إليها هنا باسم الفسفرة التي تظهر بواسطة نجمة حمراء صغيرة على عامل النسخ على المعزز) يتم تنشيط المعزز ويمكنه الآن تنشيط المحفز المستهدف. يتم نسخ المعزز النشط على كل خيط من الحمض النووي في اتجاهات متعاكسة بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني المرتبط. يقوم الوسيط (مركب يتكون من حوالي 26 بروتينًا في بنية متفاعلة) بنقل الإشارات التنظيمية من عوامل النسخ المرتبطة بالحمض النووي المعزز إلى المحفز.

يتم تنظيم إعداد النسخ في الثدييات بواسطة العديد من العناصر التنظيمية السيس ، بما في ذلك المحفز الأساسي والعناصر القريبة من المحفز والتي تقع بالقرب من مواقع بدء النسخ للجينات. المحفزات الأساسية مجتمعة مع عوامل النسخ العامة كافية لتوجيه بدء النسخ، ولكن نشاطها الأساسي منخفض بشكل عام. [7] توجد وحدات تنظيمية سيس مهمة أخرى في مناطق الحمض النووي البعيدة عن مواقع بدء النسخ. وتشمل هذه المعززات ، وكواتم الصوت ، والعوازل ، وعناصر الربط. [8] من بين هذه المجموعة من العناصر، تلعب المعززات وعوامل النسخ المرتبطة بها دورًا رائدًا في بدء نسخ الجينات. [9] يمكن أن يكون للمعزز الموجود في منطقة الحمض النووي البعيدة عن محفز الجين تأثير كبير جدًا على نسخ الجينات، حيث تخضع بعض الجينات لزيادة تصل إلى 100 ضعف في النسخ بسبب المعزز المنشط. [10]

المعززات هي مناطق من الجينوم تعد عناصر تنظيمية رئيسية للجينات. تتحكم المعززات في برامج نسخ الجينات الخاصة بنوع الخلية، غالبًا عن طريق التكرار عبر مسافات طويلة للوصول إلى قرب مادي من المحفزات لجيناتها المستهدفة. [11] في حين أن هناك مئات الآلاف من مناطق الحمض النووي المعززة، [12] بالنسبة لنوع معين من الأنسجة، يتم جلب معززات محددة فقط إلى قرب من المحفزات التي تنظمها. في دراسة أجريت على الخلايا العصبية القشرية الدماغية، تم العثور على 24937 حلقة، تجلب المعززات إلى محفزاتها المستهدفة. [10] تتكرر المعززات المتعددة، كل منها غالبًا على بعد عشرات أو مئات الآلاف من النيوكليوتيدات من جيناتها المستهدفة، إلى محفزات جيناتها المستهدفة ويمكنها التنسيق مع بعضها البعض للتحكم في نسخ جينها المستهدف المشترك. [11]

يوضح الرسم التخطيطي في هذا القسم مُعززًا يدور حول نفسه ليقترب جسديًا من مُحفز الجين المستهدف. يتم تثبيت الحلقة بواسطة ثنائي بروتين موصل (على سبيل المثال ثنائي بروتين CTCF أو YY1 )، مع تثبيت أحد أعضاء الثنائي على نمط ارتباطه بالمُعزز وتثبيت العضو الآخر على نمط ارتباطه بالمُحفز (يمثله التعرجات الحمراء في الرسم التوضيحي). [13] ترتبط العديد من عوامل النسخ الخاصة بوظيفة الخلية (يوجد حوالي 1600 عامل نسخ في الخلية البشرية [14] ) عمومًا بأنماط محددة على المُعزز [15] ومجموعة صغيرة من عوامل النسخ المرتبطة بالمُعزز هذه، عندما تقترب من المُحفز بواسطة حلقة DNA، تحكم مستوى نسخ الجين المستهدف. يقوم الوسيط (مركب يتكون عادة من حوالي 26 بروتينًا في بنية متفاعلة) بنقل الإشارات التنظيمية من عوامل النسخ المرتبطة بالحمض النووي المعزز مباشرة إلى إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني (pol II) المرتبط بالمحفز. [16]

عندما تكون المعززات نشطة، فإنها تُنسخ عمومًا من سلسلتي الحمض النووي مع بوليميرات الحمض النووي الريبي التي تعمل في اتجاهين مختلفين، مما ينتج عنه اثنين من الحمض النووي الريبي المعزز (eRNAs) كما هو موضح في الشكل. [17] قد يرتبط المعزز غير النشط بعامل نسخ غير نشط. قد يؤدي فسفرة عامل النسخ إلى تنشيطه وقد يؤدي عامل النسخ النشط هذا بعد ذلك إلى تنشيط المعزز الذي يرتبط به (انظر النجمة الحمراء الصغيرة التي تمثل فسفرة عامل النسخ المرتبط بالمعزز في الرسم التوضيحي). [18] يبدأ المعزز النشط في نسخ الحمض النووي الريبي الخاص به قبل تنشيط نسخ الحمض النووي الريبي الرسول من الجين المستهدف. [19]

مثيلة جزيرة CpG وإزالة الميثيل منها

يوضح هذا المكان الذي تتم فيه إضافة مجموعة الميثيل عند تكوين 5-ميثيل سيتوزين

يتم التحكم في تنظيم النسخ عند حوالي 60٪ من المحفزات أيضًا عن طريق مثيلة السيتوزينات داخل ثنائيات النوكليوتيدات CpG (حيث يتبع السيتوزين 5' مواقع الجوانين 3' أو CpG ). 5-ميثيل السيتوزين (5-mC) هو شكل مثيل لقاعدة السيتوزين في الحمض النووي (انظر الشكل). 5-mC هو علامة وراثية توجد بشكل أساسي داخل مواقع CpG. يوجد حوالي 28 مليون ثنائي نوكليوتيد CpG في الجينوم البشري. [20] في معظم أنسجة الثدييات، في المتوسط، يتم مثيلة 70٪ إلى 80٪ من السيتوزينات CpG (تشكل 5-ميثيل CpG أو 5-mCpG). [21] ومع ذلك، غالبًا ما توجد السيتوزينات غير الميثلية داخل تسلسلات 5'سايتوزين-جوانين 3' في مجموعات تسمى جزر CpG ، عند المحفزات النشطة. تحتوي حوالي 60% من تسلسلات المحفز على جزيرة CpG بينما تحتوي حوالي 6% فقط من تسلسلات المعزز على جزيرة CpG. [22] تشكل جزر CpG تسلسلات تنظيمية، حيث يمكن أن يؤدي ميثلة جزر CpG في محفز الجين إلى تقليل أو إسكات نسخ الجين. [23]

تنظم عملية ميثلة الحمض النووي نسخ الجينات من خلال التفاعل مع بروتينات مجال ربط الميثيل (MBD)، مثل MeCP2 وMBD1 وMBD2. ترتبط بروتينات MBD هذه بقوة أكبر بجزر CpG شديدة المثيلة . [24] تحتوي بروتينات MBD هذه على مجال ربط الميثيل-CpG بالإضافة إلى مجال قمع النسخ. [24] ترتبط بالحمض النووي الميثيلي وتوجه أو توجه المجمعات البروتينية ذات نشاط إعادة تشكيل الكروماتين و/أو تعديل الهيستون إلى جزر CpG الميثلية. تعمل بروتينات MBD عمومًا على قمع الكروماتين المحلي مثل تحفيز إدخال علامات الهيستون القمعية، أو إنشاء بيئة قمعية للكروماتين بشكل عام من خلال إعادة تشكيل النيوكليوزوم وإعادة تنظيم الكروماتين. [24]

مخطط كروموسومي تخطيطي للإنسان، يظهر نظرة عامة على الجينوم البشري على نطاق G ، حيث تكون المناطق الأفتح أكثر نشاطًا نسخيًا بشكل عام، في حين تكون المناطق الداكنة أقل نشاطًا، بما في ذلك الحمض النووي غير المشفر .

كما ذكرنا في القسم السابق، فإن عوامل النسخ هي بروتينات ترتبط بتسلسلات DNA محددة من أجل تنظيم التعبير عن جين. يبلغ طول تسلسل الارتباط لعامل النسخ في DNA عادة حوالي 10 أو 11 نوكليوتيد. وكما تم تلخيصه في عام 2009، أشار Vaquerizas et al. إلى وجود ما يقرب من 1400 عامل نسخ مختلف مشفر في الجينوم البشري بواسطة الجينات التي تشكل حوالي 6٪ من جميع الجينات التي تشفر البروتين البشري. [25] حوالي 94٪ من مواقع ربط عوامل النسخ (TFBSs) المرتبطة بالجينات المستجيبة للإشارة تحدث في المعززات بينما حوالي 6٪ فقط من مواقع ربط عوامل النسخ هذه تحدث في المحفزات. [15]

بروتين EGR1 هو عامل نسخ معين مهم لتنظيم مثيلة جزر CpG. غالبًا ما يوجد موقع ربط عامل النسخ EGR1 في تسلسلات المعزز أو المحفز. [26] يوجد حوالي 12000 موقع ربط لـ EGR1 في الجينوم الثديي ويقع حوالي نصف مواقع ربط EGR1 في المحفزات والنصف الآخر في المعززات. [26] إن ربط EGR1 بموقع ربط الحمض النووي المستهدف غير حساس لمثيلة السيتوزين في الحمض النووي. [26]

في حين أن كميات صغيرة فقط من بروتين عامل النسخ EGR1 يمكن اكتشافها في الخلايا غير المحفزة، فإن ترجمة جين EGR1 إلى بروتين بعد ساعة واحدة من التحفيز ترتفع بشكل كبير. [27] يمكن تحفيز إنتاج بروتينات عامل النسخ EGR1، في أنواع مختلفة من الخلايا، عن طريق عوامل النمو والناقلات العصبية والهرمونات والإجهاد والإصابة. [27] في الدماغ، عندما يتم تنشيط الخلايا العصبية، يتم تنظيم بروتينات EGR1 بشكل تصاعدي وترتبط (تجند) إنزيمات TET1 الموجودة مسبقًا والتي يتم إنتاجها بكميات كبيرة في الخلايا العصبية. يمكن لإنزيمات TET تحفيز إزالة ميثيل السيتوزين 5. عندما تجلب عوامل نسخ EGR1 إنزيمات TET1 إلى مواقع ربط EGR1 في المحفزات، يمكن لإنزيمات TET إزالة ميثيل جزر CpG الميثيلي في تلك المحفزات. عند إزالة الميثيل، يمكن لهذه المحفزات بعد ذلك بدء نسخ جيناتها المستهدفة. يتم التعبير عن مئات الجينات في الخلايا العصبية بشكل تفاضلي بعد تنشيط الخلايا العصبية من خلال تجنيد EGR1 لـ TET1 إلى تسلسلات تنظيمية ميثلية في محفزاتها. [26]

كما يتغير ميثلة المحفزات استجابة للإشارات. تحفز إنزيمات ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي الثديية الثلاثة (DNMT1 وDNMT3A وDNMT3B) إضافة مجموعات ميثيل إلى السيتوزينات في الحمض النووي. في حين أن DNMT1 عبارة عن ميثيل ترانسفيراز صيانة، يمكن لـ DNMT3A وDNMT3B إجراء ميثلة جديدة. هناك أيضًا نوعان من بروتينات الوصل يتم إنتاجهما من جين DNMT3A : بروتينات ميثيل ترانسفيراز الحمض النووي DNMT3A1 وDNMT3A2. [28]

يتصرف الشكل المتماثل للوصلة DNMT3A2 مثل منتج الجين المبكر الفوري الكلاسيكي، على سبيل المثال، يتم إنتاجه بقوة وبشكل مؤقت بعد تنشيط الخلايا العصبية. [29] يبدو أن المكان الذي يرتبط فيه الشكل المتماثل لميثيل ترانسفيراز الحمض النووي DNMT3A2 ويضيف مجموعات الميثيل إلى السيتوزينات يتحدد من خلال تعديلات ما بعد الترجمة للهيستون. [30] [31] [32]

من ناحية أخرى، يؤدي التنشيط العصبي إلى تدهور DNMT3A1 مصحوبًا بانخفاض مثيلة أحد المحفزات المستهدفة التي تم تقييمها على الأقل. [33]

البدء

تبدأ عملية النسخ ببوليميراز الحمض النووي الريبي وعامل أو أكثر من عوامل النسخ العامة التي ترتبط بتسلسل محفز الحمض النووي لتكوين معقد مغلق من بوليميراز الحمض النووي الريبي والمحفز. في المعقد المغلق، لا يزال الحمض النووي المحفز مزدوج السلسلة بالكامل. [6]

بعد ذلك، يقوم بوليميراز الحمض النووي الريبي، بمساعدة عامل أو أكثر من عوامل النسخ العامة، بفك حوالي 14 زوجًا من القواعد من الحمض النووي لتكوين معقد مفتوح من بوليميراز الحمض النووي الريبي والمروج. في المعقد المفتوح، يكون الحمض النووي المروج مفكوكًا جزئيًا ومفردًا. يُشار إلى الحمض النووي المكشوف والمفرد باسم "فقاعة النسخ". [6]

بعد ذلك، يقوم بوليميراز الحمض النووي الريبي، بمساعدة عامل أو أكثر من عوامل النسخ العامة، باختيار موقع بداية النسخ في فقاعة النسخ، ويرتبط بـ NTP المبدئي و NTP الممتد (أو برايمر الحمض النووي الريبي القصير وNTP الممتد) المكمل لتسلسل موقع بداية النسخ، ويحفز تكوين الرابطة لإنتاج منتج الحمض النووي الريبي الأولي. [6]

في البكتيريا ، يتكون إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي من خمس وحدات فرعية: وحدتان فرعيتان ألفا، ووحدة فرعية واحدة بيتا، ووحدة فرعية واحدة بيتا'، ووحدة فرعية واحدة أوم. في البكتيريا، يوجد عامل نسخ عام واحد للحمض النووي الريبي يُعرف باسم عامل سيجما . يرتبط إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي الأساسي بعامل النسخ العام للبكتيريا (سيجما) لتكوين إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي ثم يرتبط بمحفز. [6] (يُطلق على إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبي اسم إنزيم هولوي عندما ترتبط وحدة سيجما بالإنزيم الأساسي الذي يتكون من وحدتين فرعيتين ألفا، ووحدة فرعية واحدة بيتا، ووحدة فرعية واحدة بيتا' فقط). على عكس حقيقيات النوى، لا يُغطى النوكليوتيد المبدئي لـ mRNA البكتيري الناشئ بنوكليوتيد جوانين معدّل. يحتوي النوكليوتيد المبدئي للنسخ البكتيرية على ثلاثي فوسفات 5' (5'-PPP)، والذي يمكن استخدامه لرسم خرائط على مستوى الجينوم لمواقع بدء النسخ. [35]

في العتائق وحقيقيات النوى ، يحتوي بوليميراز الرنا على وحدات فرعية متماثلة لكل من وحدات بوليميراز الرنا الخمس في البكتيريا ويحتوي أيضًا على وحدات فرعية إضافية. في العتائق وحقيقيات النوى، يتم تنفيذ وظائف عامل النسخ العام للبكتيريا سيجما بواسطة عوامل نسخ عامة متعددة تعمل معًا. [6] في العتائق، هناك ثلاثة عوامل نسخ عامة: TBP و TFB و TFE . في حقيقيات النوى، في النسخ المعتمد على بوليميراز الرنا الثاني ، هناك ستة عوامل نسخ عامة: TFIIA و TFIB ( نظير TFB العتيق) و TFIID (عامل متعدد الوحدات حيث تكون الوحدة الفرعية الرئيسية، TBP ، نظيرًا لـ TBP العتيق) و TFIIE ( نظير TFE العتيق) و TFIIF و TFIIH . إن TFIID هو أول مكون يرتبط بالحمض النووي بسبب ارتباط TBP، بينما TFIIH هو آخر مكون يتم تجنيده. في العتائق والحقيقيات النوى، يشار عادةً إلى المجمع المغلق لبوليميراز الحمض النووي الريبي باسم " مجمع ما قبل البدء ". [36]

يتم تنظيم بدء النسخ بواسطة بروتينات إضافية، تُعرف باسم المنشطات والمثبطات ، وفي بعض الحالات، المنشطات المساعدة أو المثبطات الأساسية ، والتي تعمل على تعديل تكوين ووظيفة معقد بدء النسخ. [6]

هروب المروج

بعد تصنيع الرابطة الأولى، يجب أن يهرب بوليميراز الحمض النووي الريبي من المحفز. خلال هذا الوقت، هناك ميل لإطلاق نسخة الحمض النووي الريبي وإنتاج نسخ مقطوعة. يُطلق على هذا البدء الإجهاضي ، وهو أمر شائع لكل من حقيقيات النوى وبدائيات النوى. [37] يستمر البدء الإجهاضي حتى يتم تصنيع منتج الحمض النووي الريبي بطول عتبة يبلغ حوالي 10 نيوكليوتيدات، وعند هذه النقطة يحدث هروب المحفز ويتشكل مجمع استطالة النسخ. [ بحاجة لمصدر ]

ميكانيكيًا، يحدث هروب المحفز من خلال انكماش الحمض النووي ، مما يوفر الطاقة اللازمة لكسر التفاعلات بين إنزيم البوليميراز الحمض النووي الريبي والمحفز. [38]

في البكتيريا، كان يُعتقد تاريخيًا أن عامل سيجما يتم إطلاقه بالتأكيد بعد حدوث تطهير المحفز. كانت هذه النظرية تُعرف باسم نموذج الإطلاق الإلزامي. ومع ذلك، أظهرت البيانات اللاحقة أنه عند وبعد تطهير المحفز، يتم إطلاق عامل سيجما وفقًا لنموذج عشوائي يُعرف باسم نموذج الإطلاق العشوائي . [39]

في حقيقيات النوى، عند محفز يعتمد على بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني، عند تصفية المحفز، يفسفر TFIIH السيرين 5 على المجال الطرفي الكربوكسيلي لبوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني، مما يؤدي إلى تجنيد إنزيم التغطية (CE). [40] [41] الآلية الدقيقة لكيفية تحفيز CE لتصفية المحفز في حقيقيات النوى غير معروفة حتى الآن.

استطالة

مخطط بسيط لاستطالة النسخ

يُستخدم أحد خيوط الحمض النووي، وهو خيط القالب (أو خيط غير مشفر)، كقالب لتخليق الحمض النووي الريبي. ومع استمرار النسخ، يجتاز بوليميراز الحمض النووي الريبي خيط القالب ويستخدم التكامل بين القواعد مع قالب الحمض النووي لإنشاء نسخة من الحمض النووي الريبي (التي تطول أثناء العبور). وعلى الرغم من أن بوليميراز الحمض النووي الريبي يجتاز خيط القالب من 3' → 5'، إلا أنه يمكن أيضًا استخدام خيط الترميز (غير القالب) وRNA المشكل حديثًا كنقطة مرجعية، لذلك يمكن وصف النسخ بأنه يحدث من 5' → 3'. وهذا ينتج جزيء RNA من 5' → 3'، وهو نسخة طبق الأصل من خيط الترميز (باستثناء استبدال الثايمينات باليوراسيل ، وتتكون النوكليوتيدات من سكر الريبوز (5 كربون) بينما يحتوي الحمض النووي على ريبوز منقوص الأكسجين (ذرة أكسجين أقل) في العمود الفقري للسكر والفوسفات). [3]

يمكن أن تتضمن عملية نسخ mRNA بوليميرازات متعددة من RNA على قالب DNA واحد وجولات متعددة من النسخ (تضخيم mRNA معين)، وبالتالي يمكن إنتاج العديد من جزيئات mRNA بسرعة من نسخة واحدة من الجين. [ بحاجة لمصدر ] تبلغ معدلات الاستطالة المميزة في بدائيات النوى وحقيقيات النوى حوالي 10-100 nts/sec. [42] ومع ذلك، في حقيقيات النوى، تعمل النيوكليوسومات كحواجز رئيسية أمام نسخ البوليميرازات أثناء استطالة النسخ. [43] [44] في هذه الكائنات الحية، يمكن تنظيم التوقف الناجم عن النيوكليوسومات بواسطة عوامل استطالة النسخ مثل TFIIS. [44]

تتضمن عملية الاستطالة أيضًا آلية تصحيح يمكنها استبدال القواعد المدمجة بشكل غير صحيح. في حقيقيات النوى، قد يتوافق هذا مع فترات توقف قصيرة أثناء النسخ تسمح لعوامل تحرير الحمض النووي الريبي المناسبة بالارتباط. قد تكون هذه فترات توقف متأصلة في بوليميراز الحمض النووي الريبي أو بسبب بنية الكروماتين. [ بحاجة لمصدر ]

يتم إصلاح الانقطاعات ذات الخيطين في المناطق النشطة في النسخ من الحمض النووي عن طريق إعادة التركيب المتماثل أثناء المرحلتين S وG2 من دورة الخلية . [45] [46] نظرًا لأن النسخ يعزز إمكانية وصول الحمض النووي إلى المواد الكيميائية الخارجية والنواتج الأيضية الداخلية التي يمكن أن تسبب آفات إعادة التركيب، فقد يتم تحفيز إعادة التركيب المتماثل لتسلسل الحمض النووي معين بقوة عن طريق النسخ. [47]

إنهاء

تستخدم البكتيريا استراتيجيتين مختلفتين لإنهاء النسخ - إنهاء مستقل عن Rho وإنهاء معتمد على Rho. في إنهاء النسخ المستقل عن Rho ، يتوقف نسخ RNA عندما يشكل جزيء RNA المُصنَّع حديثًا حلقة دبوس شعر غنية بـ GC تليها سلسلة من Us. عندما يتشكل دبوس الشعر، يكسر الضغط الميكانيكي روابط rU-dA الضعيفة، مما يملأ الآن الهجين DNA-RNA. يؤدي هذا إلى سحب نسخة poly-U من الموقع النشط لبوليميراز RNA، مما يؤدي إلى إنهاء النسخ. في الإنهاء المعتمد على Rho، يعمل Rho ، وهو عامل بروتيني، على زعزعة استقرار التفاعل بين القالب وmRNA، وبالتالي إطلاق mRNA المُصنَّع حديثًا من مجمع الاستطالة. [48]

إن إنهاء النسخ في حقيقيات النوى أقل فهمًا من البكتيريا، ولكنه يتضمن انقسام النسخة الجديدة متبوعًا بإضافة الأدينينات المستقلة عن القالب عند نهايتها الجديدة 3'، في عملية تسمى تعدد الأدينيلات . [49]

إلى جانب الإنهاء بواسطة تسلسلات الإنهاء (وهي جزء من الجين ) ، قد يلزم أيضًا إنهاء النسخ عندما يواجه ظروفًا مثل تلف الحمض النووي أو شوكة التضاعف النشطة . في البكتيريا، يمكن لـ Mfd ATPase إزالة بوليميراز الحمض النووي الريبي المتوقف عند الآفة عن طريق فتح المشبك الخاص به. كما أنها تجند آلية إصلاح استئصال النوكليوتيدات لإصلاح الآفة. يُقترح أن Mfd يحل أيضًا الصراعات بين تكرار الحمض النووي والنسخ. [50] في حقيقيات النوى، تساعد ATPase TTF2 في قمع عمل RNAP I و II أثناء الانقسام الفتيلي ، مما يمنع حدوث أخطاء في فصل الكروموسومات. [51] في العتائق، يُقترح أن تلعب Eta ATPase دورًا مشابهًا. [52]

النسخ يزيد من قابلية الحمض النووي للتلف

يحدث تلف الجينوم بمعدل مرتفع، ويقدر أنه يتراوح بين عشرات ومئات الآلاف من تلف الحمض النووي الذي يحدث في كل خلية كل يوم. [53] تعد عملية النسخ مصدرًا رئيسيًا لتلف الحمض النووي، بسبب تكوين وسيطات الحمض النووي أحادية السلسلة المعرضة للتلف. [53] كما أن تنظيم النسخ من خلال العمليات التي تستخدم إصلاح الاستئصال القاعدي و/أو توبوإيزوميرازات لقطع وإعادة تشكيل الجينوم يزيد أيضًا من تعرض الحمض النووي للتلف. [53]

دور بوليميراز الحمض النووي الريبوزي في التغيرات التي تحدث بعد النسخ في الحمض النووي الريبوزي

تم فسفرة CTD أثناء ارتباطها بالحمض النووي، ثم تلعب العديد من الأدوار المهمة التي سنراها لاحقًا
صورة توضح تفاعل بوليميراز الحمض النووي الريبي مع عوامل مختلفة والحمض النووي أثناء النسخ، وخاصة CTD (المجال الطرفي C)

يلعب بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) دورًا مهمًا للغاية في جميع الخطوات بما في ذلك التغيرات التي تلي النسخ في الحمض النووي الريبوزي (RNA).

تُظهر الصورة كيف يحمل CTD البروتين لإجراء تغييرات أخرى في الحمض النووي الريبي

كما هو موضح في الصورة على اليمين، من الواضح أن CTD (المجال الطرفي C) هو ذيل يغير شكله؛ سيتم استخدام هذا الذيل كحامل للربط والتغطية والبولي أدينيلات ، كما هو موضح في الصورة على اليسار. [54]

المثبطات

يمكن استخدام مثبطات النسخ كمضادات حيوية ضد، على سبيل المثال، البكتيريا المسببة للأمراض ( مضادات الجراثيم ) والفطريات ( مضادات الفطريات ). ومن الأمثلة على هذه المضادات الحيوية ريفامبيسين ، الذي يثبط نسخ البكتيريا للحمض النووي إلى mRNA عن طريق تثبيط بوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي عن طريق ربط وحدته الفرعية بيتا، في حين أن 8-هيدروكسي كوينولين هو مثبط نسخ مضاد للفطريات. [55] قد تعمل تأثيرات مثيلة الهيستون أيضًا على تثبيط عمل النسخ. تم الإبلاغ مؤخرًا عن منتجات طبيعية قوية ونشطة بيولوجيًا مثل التريبتوليد التي تمنع النسخ لدى الثدييات عن طريق تثبيط الوحدة الفرعية XPB لعامل النسخ العام TFIIH كمقترن جلوكوز لاستهداف خلايا السرطان التي تعاني من نقص الأكسجين مع زيادة إنتاج ناقل الجلوكوز. [56]

مثبطات داخلية

في الفقاريات، تحتوي غالبية محفزات الجينات على جزيرة CpG مع العديد من مواقع CpG . [57] عندما يتم ميثلة العديد من مواقع CpG لمحفز الجين، يصبح الجين مثبطًا (صامتًا). [58] عادةً ما تحتوي سرطانات القولون والمستقيم على 3 إلى 6 طفرات محركة و33 إلى 66 طفرة متطفلة أو راكبة. [59] ومع ذلك، قد يكون التثبيط النسخي (الإسكات) أكثر أهمية من الطفرة في التسبب في تطور السرطان. على سبيل المثال، في سرطانات القولون والمستقيم، يتم تثبيط حوالي 600 إلى 800 جين نسخيًا عن طريق ميثلة جزيرة CpG (انظر تنظيم النسخ في السرطان ). يمكن أن يحدث القمع النسخي في السرطان أيضًا من خلال آليات وراثية أخرى ، مثل الإنتاج المتغير لـ microRNAs . [60] في سرطان الثدي، قد يحدث القمع النسخي لـ BRCA1 بشكل أكثر تكرارًا عن طريق الإفراط في إنتاج microRNA-182 مقارنة بفرط ميثيل محفز BRCA1 (انظر انخفاض التعبير عن BRCA1 في سرطانات الثدي والمبيض ). [ بحاجة لمصدر ]

مصانع النسخ

تتجمع وحدات النسخ النشطة في النواة، في مواقع منفصلة تسمى مصانع النسخ أو اليوكروماتين . يمكن تصور مثل هذه المواقع من خلال السماح للبوليميرات المنخرطة بتمديد نسخها في السلائف الموسومة (Br-UTP أو Br-U) ووضع العلامات المناعية على الحمض النووي الريبي الناشئ الموسوم. يمكن أيضًا تحديد موقع مصانع النسخ باستخدام التهجين الموضعي الفلوري أو تمييزها بالأجسام المضادة الموجهة ضد البوليميرات. يوجد حوالي 10000 مصنع في نواة خلية HeLa ، من بينها حوالي 8000 مصنع بوليميراز II وحوالي 2000 مصنع بوليميراز III. يحتوي كل مصنع بوليميراز II على حوالي 8 بوليميرات. نظرًا لأن معظم وحدات النسخ النشطة مرتبطة ببوليميراز واحد فقط، فإن كل مصنع يحتوي عادةً على حوالي 8 وحدات نسخ مختلفة. قد ترتبط هذه الوحدات من خلال المحفزات و/أو المعززات، مع وجود حلقات تشكل "سحابة" حول العامل. [61]

تاريخ

كان فرانسوا جاكوب وجاك مونو أول من طرحا فرضية وجود جزيء يسمح بتحول المادة الوراثية إلى بروتين . وقد فاز سيفيرو أوتشوا بجائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب عام 1959 لتطويره عملية تصنيع الحمض النووي الريبي في المختبر باستخدام بولينوكليوتيد فوسفوريلاز ، والتي كانت مفيدة في فك الشفرة الوراثية . وقد تم إثبات تصنيع الحمض النووي الريبي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي في المختبر بواسطة العديد من المختبرات بحلول عام 1965؛ ومع ذلك، فإن الحمض النووي الريبي الذي تم تصنيعه بواسطة هذه الإنزيمات كان له خصائص تشير إلى وجود عامل إضافي مطلوب لإنهاء النسخ بشكل صحيح. [ بحاجة لمصدر ]

فاز روجر د. كورنبرج بجائزة نوبل في الكيمياء عام 2006 "لدراساته حول الأساس الجزيئي للنسخ في حقيقيات النوى ". [62]

القياس والكشف

صورة مجهرية إلكترونية لنسخ الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي. تظهر خيوط الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي المتكونة كفروع من خيط الحمض النووي الرئيسي. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن قياس النسخ واكتشافه بعدة طرق: [ بحاجة لمصدر ]

  • اختبار النسخ G-Less Cassette : يقيس قوة المحفز
  • اختبار النسخ المتسلسل : يحدد مواقع بدء النسخ (TSS)
  • اختبار التشغيل النووي : يقيس الوفرة النسبية للنسخ المتشكلة حديثًا
  • KAS-seq: يقيس الحمض النووي أحادي السلسلة الناتج عن بوليميرات الحمض النووي الريبي؛ ويمكنه العمل مع 1000 خلية. [63]
  • اختبار حماية RNase و ChIP-Chip لـ RNAP : اكتشاف مواقع النسخ النشطة
  • RT-PCR : يقيس الوفرة المطلقة لمستويات الحمض النووي الريبي الكلي أو النووي، والتي قد تختلف مع ذلك عن معدلات النسخ
  • مصفوفات الحمض النووي : تقيس الوفرة النسبية لمستويات الحمض النووي الريبي الكلية أو النووية العالمية؛ ومع ذلك، قد تختلف هذه عن معدلات النسخ
  • التهجين الموضعي : يكتشف وجود نسخة منقولة
  • وسم MS2 : من خلال دمج حلقات جذع الحمض النووي الريبي ، مثل MS2، في جين، يتم دمج هذه الحلقات في الحمض النووي الريبي الذي تم تصنيعه حديثًا. يمكن بعد ذلك اكتشاف حلقات الجذع باستخدام اندماج البروتين الفلوري الأخضر وبروتين غلاف MS2، والذي يتمتع بتفاعل عالي الألفة ومحدد للتسلسل مع حلقات جذع MS2. يتم تصور تجنيد البروتين الفلوري الأخضر إلى موقع النسخ على شكل بقعة فلورية واحدة. كشف هذا النهج الجديد أن النسخ يحدث في دفعات متقطعة أو نبضات (انظر الدفع النسخي ). باستثناء التقنيات الموجودة في الموقع، توفر معظم الطرق الأخرى متوسطات تعداد الخلايا، وهي غير قادرة على اكتشاف هذه الخاصية الأساسية للجينات. [64]
  • النقل الشمالي : الطريقة التقليدية، وحتى ظهور RNA-Seq ، كانت الطريقة الأكثر كمية
  • RNA-Seq : يطبق تقنيات التسلسل من الجيل التالي لتسلسل النسخ الكاملة ، مما يسمح بقياس الوفرة النسبية للحمض النووي الريبي، بالإضافة إلى اكتشاف الاختلافات الإضافية مثل جينات الاندماج والتعديلات بعد النسخ ومواقع الوصل الجديدة
  • RNA-Seq للخلية الواحدة : يقوم بتضخيم وقراءة النسخ الجزئية من الخلايا المعزولة، مما يسمح بإجراء تحليلات مفصلة للـRNA في الأنسجة والأجنة والسرطانات

النسخ العكسي

مخطط النسخ العكسي

تمتلك بعض الفيروسات (مثل فيروس نقص المناعة البشرية ، سبب الإيدز )، القدرة على نسخ الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي. يحتوي فيروس نقص المناعة البشرية على جينوم الحمض النووي الريبي الذي يتم نسخه عكسيًا إلى الحمض النووي. يمكن دمج الحمض النووي الناتج مع جينوم الحمض النووي للخلية المضيفة. الإنزيم الرئيسي المسؤول عن تخليق الحمض النووي من قالب الحمض النووي الريبي يسمى النسخ العكسي . [65]

في حالة فيروس نقص المناعة البشرية، يكون النسخ العكسي مسؤولاً عن تخليق خيط DNA مكمل (cDNA) لجينوم RNA الفيروسي. ثم يقوم إنزيم الريبونيوكلياز H بهضم خيط RNA، ويقوم النسخ العكسي بتخليق خيط مكمل من DNA لتشكيل بنية DNA حلزونية مزدوجة (cDNA). يتم دمج cDNA في جينوم الخلية المضيفة بواسطة إنزيم integrase ، والذي يتسبب في قيام الخلية المضيفة بتوليد بروتينات فيروسية تتجمع مرة أخرى في جزيئات فيروسية جديدة. في فيروس نقص المناعة البشرية، بعد ذلك، تخضع الخلية المضيفة للموت الخلوي المبرمج، أو موت الخلايا المبرمج ، للخلايا التائية . [66] ومع ذلك، في الفيروسات الرجعية الأخرى، تظل الخلية المضيفة سليمة حيث يتبرعم الفيروس خارج الخلية. [ بحاجة لمصدر ]

تحتوي بعض الخلايا حقيقية النواة على إنزيم له نشاط عكسي في النسخ يسمى التيلوميراز . يحمل التيلوميراز قالبًا من الحمض النووي الريبي يقوم من خلاله بتخليق التيلومير ، وهو تسلسل متكرر من الحمض النووي، إلى نهاية الكروموسومات الخطية. إنه مهم لأنه في كل مرة يتم فيها مضاعفة الكروموسوم الخطي، يتم تقصيره. مع وجود التيلومير في نهايات الكروموسومات، يؤدي التقصير إلى إزالة بعض التسلسل المكرر غير الضروري، بدلاً من تسلسل الحمض النووي المشفر للبروتين بعيدًا عن نهاية الكروموسوم.

غالبًا ما يتم تنشيط التيلوميراز في الخلايا السرطانية لتمكين الخلايا السرطانية من مضاعفة جينوماتها إلى أجل غير مسمى دون فقدان تسلسل الحمض النووي المهم الذي يشفر البروتين. يمكن أن يكون تنشيط التيلوميراز جزءًا من العملية التي تسمح للخلايا السرطانية بأن تصبح خالدة. ثبت أن عامل الخلود للسرطان عن طريق إطالة التيلومير بسبب التيلوميراز يحدث في 90٪ من جميع الأورام المسرطنة في الجسم الحي مع استخدام 10٪ المتبقية لطريق بديل لصيانة التيلومير يسمى ALT أو إطالة التيلومير البديلة. [67]

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ تشمل الفيروسات الفقارية −ssRNA البارزة فيروس الإيبولا، وفيروسات هانتا، وفيروسات الإنفلونزا، وفيروس حمى لاسا، وفيروس داء الكلب.

مراجع

  1. ^ Koonin EV, Gorbalenya AE, Chumakov KM (يوليو 1989). "التحديد المؤقت لبوليميرازات RNA المعتمدة على RNA لفيروسات dsRNA وعلاقتها ببوليميرازات RNA الفيروسية ذات السلسلة الإيجابية". رسائل FEBS . 252 (1–2): 42–6. رمز Bibcode :1989FEBSL.252...42K. doi : 10.1016/0014-5793(89)80886-5 . PMID  2759231. S2CID  36482110.
  2. ^ من قبل Eldra P. Solomon، Linda R. Berg، Diana W. Martin. علم الأحياء، الطبعة الثامنة، طبعة الطلاب الدوليين . Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0495317142 
  3. ^ ab Clark, David P. (2005-06-24). علم الأحياء الجزيئي. Elsevier . ص. 134. ISBN 978-0-08-045421-4.
  4. ^ "DNA Strands". www.sci.sdsu.edu . مؤرشف من الأصل في 27 أكتوبر 2017 . تم الاسترجاع 1 مايو 2018 .
  5. ^ بيرج جيه، تيموكزكو جيه إل، سترير إل (2006). الكيمياء الحيوية (الطبعة السادسة). سان فرانسيسكو: دبليو إتش فريمان. رقم ISBN 0-7167-8724-5.
  6. ^ abcdefg Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann AA, Levine M, Losick RM (2013). Molecular Biology of the Gene (7th ed.). Pearson. ISBN 978-0-321-76243-6. OCLC  0321762436.
  7. ^ Haberle V, Stark A (أكتوبر 2018). "المحفزات الأساسية حقيقية النواة والأساس الوظيفي لبدء النسخ". Nat Rev Mol Cell Biol . 19 (10): 621–637. doi :10.1038/s41580-018-0028-8. PMC 6205604. PMID  29946135 . 
  8. ^ Verheul TC، van Hijfte L، Perenthaler E، Barakat TS (2020). "سبب YY1: آليات التنظيم النسخي بواسطة Yin Yang 1". Front Cell Dev Biol . 8 : 592164. doi : 10.3389/fcell.2020.592164 . PMC 7554316. PMID  33102493 . 
  9. ^ Spitz F, Furlong EE (سبتمبر 2012). "عوامل النسخ: من ارتباط المعزز إلى التحكم التنموي". Nat Rev Genet . 13 (9): 613–26. doi :10.1038/nrg3207. PMID  22868264. S2CID  205485256.
  10. ^ ab Beagan JA، Pastuzyn ED، Fernandez LR، Guo MH، Feng K، Titus KR، Chandrashekar H، Shepherd JD، Phillips-Cremins JE (يونيو 2020). "إعادة هيكلة الجينوم ثلاثي الأبعاد عبر المقاييس الزمنية للتعبير الجيني العصبي الناتج عن النشاط". Nat Neurosci . 23 (6): 707–717. doi :10.1038/s41593-020-0634-6. PMC 7558717. PMID  32451484 . 
  11. ^ ab Schoenfelder S, Fraser P (أغسطس 2019). "اتصالات المعزز-المحفز طويلة المدى في التحكم في التعبير الجيني". Nat Rev Genet . 20 (8): 437–455. doi :10.1038/s41576-019-0128-0. PMID  31086298. S2CID  152283312.
  12. ^ Pennacchio LA، Bickmore W، Dean A، Nobrega MA، Bejerano G (أبريل 2013). "المعززات: خمسة أسئلة أساسية". Nat Rev Genet . 14 (4): 288–95. doi :10.1038/nrg3458. PMC 4445073. PMID  23503198 . 
  13. ^ Weintraub AS, Li CH, Zamudio AV, Sigova AA, Hannett NM, Day DS, Abraham BJ, Cohen MA, Nabet B, Buckley DL, Guo YE, Hnisz D, Jaenisch R, Bradner JE, Gray NS, Young RA (ديسمبر 2017). "YY1 هو منظم هيكلي لحلقات المعزز والمروج". Cell . 171 (7): 1573–88.e28. doi :10.1016/j.cell.2017.11.008. PMC 5785279. PMID  29224777 . 
  14. ^ Lambert SA, Jolma A, Campitelli LF, Das PK, Yin Y, Albu M, Chen X, Taipale J, Hughes TR, Weirauch MT (فبراير 2018). "عوامل النسخ البشرية". Cell . 172 (4): 650–665. doi : 10.1016/j.cell.2018.01.029 . PMID  29425488.
  15. ^ ab Grossman SR, Engreitz J, Ray JP, Nguyen TH, Hacohen N, Lander ES (يوليو 2018). "الخصوصية الموضعية لفئات عوامل النسخ المختلفة ضمن المعززات". Proc Natl Acad Sci USA . 115 (30): E7222–30. Bibcode :2018PNAS..115E7222G. doi : 10.1073/pnas.1804663115 . PMC 6065035. PMID  29987030 . 
  16. ^ Allen BL, Taatjes DJ (مارس 2015). "The Mediator complex: a central integrator of transcription". Nat Rev Mol Cell Biol . 16 (3): 155–66. doi : 10.1038/nrm3951. PMC 4963239. PMID  25693131. 
  17. ^ Mikhaylichenko O, Bondarenko V, Harnett D, Schor IE, Males M, Viales RR, Furlong EE (يناير 2018). "درجة نشاط المعزز أو المحفز تنعكس من خلال مستويات واتجاه نسخ eRNA". Genes Dev . 32 (1): 42–57. doi :10.1101/gad.308619.117. PMC 5828394. PMID  29378788 . 
  18. ^ Li QJ, Yang SH, Maeda Y, Sladek FM, Sharrocks AD, Martins-Green M (يناير 2003). "تنشيط كيناز MAP المعتمد على الفسفرة لـ Elk-1 يؤدي إلى تنشيط المنشط المساعد p300". EMBO J. 22 ( 2): 281–91. doi :10.1093/emboj/cdg028. PMC 140103. PMID  12514134 . 
  19. ^ Carullo NV, Phillips I RA, Simon RC, Soto SA, Hinds JE, Salisbury AJ, Revanna JS, Bunner KD, Ianov L, Sultan FA, Savell KE, Gersbach CA, Day JJ (سبتمبر 2020). "تتنبأ RNAs المعززة بروابط تنظيمية بين المعزز والجين وهي ضرورية لوظيفة المعزز في الأنظمة العصبية". Nucleic Acids Res . 48 (17): 9550–70. doi :10.1093/nar/gkaa671. PMC 7515708. PMID  32810208 . 
  20. ^ Lövkvist C, Dodd IB, Sneppen K, Haerter JO (يونيو 2016). "تعتمد عملية مثيلة الحمض النووي في الجينومات البشرية على الطوبولوجيا المحلية لمواقع CpG". Nucleic Acids Res . 44 (11): 5123–32. doi :10.1093/nar/gkw124. PMC 4914085. PMID  26932361 . 
  21. ^ Jabbari K, Bernardi G (مايو 2004). "مثيلة السيتوزين وترددات CpG وTpG (CpA) وTpA". Gene . 333 : 143–9. doi :10.1016/j.gene.2004.02.043. PMID  15177689.
  22. ^ Steinhaus R, Gonzalez T, Seelow D, Robinson PN (يونيو 2020). "خصائص شبيهة بالمروج تعتمد على CpG ومتفشية للمعززات المنقولة". Nucleic Acids Res . 48 (10): 5306–17. doi :10.1093/nar/gkaa223. PMC 7261191. PMID  32338759 . 
  23. ^ Bird A (يناير 2002). "أنماط مثيلة الحمض النووي والذاكرة فوق الجينية". Genes Dev . 16 (1): 6–21. doi : 10.1101/gad.947102 . PMID  11782440.
  24. ^ abc Du Q, Luu PL, Stirzaker C, Clark SJ (2015). "Methyl-CpG-binding domain protein: readers of the epigenome". Epigenomics . 7 (6): 1051–73. doi : 10.2217/epi.15.39 . PMID  25927341.
  25. ^ Vaquerizas JM, Kummerfeld SK, Teichmann SA, Luscombe NM (أبريل 2009). "إحصاء عوامل النسخ البشرية: الوظيفة والتعبير والتطور". Nat. Rev. Genet . 10 (4): 252–63. doi :10.1038/nrg2538. PMID  19274049. S2CID  3207586.
  26. ^ abcd Sun Z, Xu X, He J, Murray A, Sun MA, Wei X, Wang X, McCoig E, Xie E, Jiang X, Li L, Zhu J, Chen J, Morozov A, Pickrell AM, Theus MH, Xie H (أغسطس 2019). "EGR1 يجند TET1 لتشكيل ميثيلوم الدماغ أثناء التطور وعند النشاط العصبي". Nat Commun . 10 (1): 3892. Bibcode :2019NatCo..10.3892S. doi :10.1038/s41467-019-11905-3. PMC 6715719. PMID  31467272 . 
  27. ^ ab Kubosaki A, Tomaru Y, Tagami M, Arner E, Miura H, Suzuki T, Suzuki M, Suzuki H, Hayashizaki Y (2009). "التحقيق في جميع أنحاء الجينوم في مواقع ربط EGR-1 في الجسم الحي في التمايز الوحيد". Genome Biol . 10 (4): R41. doi : 10.1186/gb-2009-10-4-r41 . PMC 2688932. PMID  19374776 . 
  28. ^ Bayraktar G, Kreutz MR (أبريل 2018). "Methyltransferases DNA Neuronal: Epigenetic Mediators between Synaptic Activity and Gene Expression؟". Neuroscientist . 24 (2): 171–185. doi :10.1177/1073858417707457. PMC 5846851. PMID  28513272 . 
  29. ^ أوليفيرا إيه إم، هيمستيد تي جيه، بادينج إتش (يوليو 2012). "إنقاذ التدهور المرتبط بالشيخوخة في تعبير جين Dnmt3a2 يعيد القدرات الإدراكية". نات نيوروسي . 15 (8): 1111–3. doi :10.1038/nn.3151. PMID  22751036. S2CID  10590208.
  30. ^ Dhayalan A, Rajavelu A, Rathert P, Tamas R, Jurkowska RZ, Ragozin S, Jeltsch A (أغسطس 2010). "يقرأ مجال Dnmt3a PWWP ثلاثي ميثيل هيستون 3 ليسين 36 ويوجه ميثيل الحمض النووي". J Biol Chem . 285 (34): 26114–20. doi : 10.1074/jbc.M109.089433 . PMC 2924014. PMID  20547484 . 
  31. ^ مانزو م، ويرز ج، أمبروسي س، فيلاسينور ر، روشتزكي ب، باوبيك ت (ديسمبر 2017). "التوطين النوعي لـ DNMT3A ينظم دقة مثيلة الحمض النووي في جزر CpG ثنائية التكافؤ". مجلة EMBO . 36 (23): 3421–34. doi :10.15252/embj.201797038. PMC 5709737. PMID  29074627 . 
  32. ^ Dukatz M، Holzer K، Choudalakis M، Emperle M، Lungu C، Bashtrykov P، Jeltsch A (ديسمبر 2019). "يساهم كل من ارتباط H3K36me2/3 وربط DNA لمجال PWWP لميثيل ترانسفيراز DNA DNMT3A في تفاعل الكروماتين". J Mol Biol . 431 (24): 5063–74. doi :10.1016/j.jmb.2019.09.006. PMID  31634469. S2CID  204832601.
  33. ^ Bayraktar G, Yuanxiang P, Confettura AD, Gomes GM, Raza SA, Stork O, Tajima S, Suetake I, Karpova A, Yildirim F, Kreutz MR (نوفمبر 2020). "التحكم المتشابك في مثيلة الحمض النووي يتضمن تدهورًا معتمدًا على نشاط DNMT3A1 في النواة". علم الأدوية العصبية النفسية . 45 (12): 2120-30. دوى :10.1038/s41386-020-0780-2. بمك 7547096 . بميد  32726795. 
  34. ^ أب باكاي ، جوليان. دويفنفوردن، هندريكا؛ شافي، توماس. كلارك، كايتلين (2023). مفاهيم العتبة في الكيمياء الحيوية . مكتب لا تروب الإلكتروني. دوى :10.26826/1017. رقم ISBN 978-0-6484681-9-6. S2CID  258899183.
  35. ^ Boutard, Magali (2016). "إعادة تحديد المواقع العالمية لمواقع بدء النسخ في بكتيريا تخمر النباتات". Nature Communications . 7 : 13783. Bibcode :2016NatCo...713783B. doi : 10.1038/ncomms13783 . PMC 5171806. PMID  27982035 . 
  36. ^ رودر، روبرت ج. (1991). "تعقيدات بدء النسخ في حقيقيات النوى: تنظيم تجميع معقد ما قبل البدء". الاتجاهات في العلوم الكيميائية الحيوية . 16 (11): 402-8. doi :10.1016/0968-0004(91)90164-Q. PMID  1776168.
  37. ^ Goldman SR, Ebright RH , Nickels BE (مايو 2009). "الكشف المباشر عن نسخ الحمض النووي الريبي المجهضة في الجسم الحي". Science . 324 (5929): 927–8. Bibcode :2009Sci...324..927G. doi :10.1126/science.1169237. PMC 2718712. PMID  19443781 . 
  38. ^ Revyakin A, Liu C, Ebright RH, Strick TR (نوفمبر 2006). "البدء الإجهاضي والبدء الإنتاجي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي ينطوي على انكماش الحمض النووي". Science . 314 (5802): 1139–43. Bibcode :2006Sci...314.1139R. doi :10.1126/science.1131398. PMC 2754787. PMID  17110577 . 
  39. ^ Raffaelle M، Kanin EI، Vogt J، Burgess RR، Ansari AZ (نوفمبر 2005). “التبديل الإنزيمي والإطلاق العشوائي لعوامل سيجما من بوليميريز الحمض النووي الريبي (RNA) في الجسم الحي”. الخلية الجزيئية . 20 (3): 357-66. دوى : 10.1016/j.molcel.2005.10.011 . بميد  16285918.
  40. ^ Mandal SS, Chu C, Wada T, Handa H, Shatkin AJ, Reinberg D (مايو 2004). "التفاعلات الوظيفية لإنزيم تغطية الحمض النووي الريبي مع العوامل التي تنظم بشكل إيجابي وسلبي هروب المروج بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (20): 7572–7. Bibcode :2004PNAS..101.7572M. doi : 10.1073/pnas.0401493101 . PMC 419647. PMID  15136722 . 
  41. ^ Goodrich JA, Tjian R (أبريل 1994). "عوامل النسخ IIE وIIH وتحلل ATP يؤدي إلى تصفية المروج المباشر بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي II". Cell . 77 (1): 145–56. doi :10.1016/0092-8674(94)90242-9. PMID  8156590. S2CID  24602504.
  42. ^ ميلو، رون؛ فيليبس، روب (2015). "4. المعدلات والمدة: العقيدة المركزية: أيهما أسرع: النسخ أم الترجمة؟". علم الأحياء الخلوي بالأرقام. مطبعة سي آر سي. ص 231-236. رقم ISBN 978-1-317-23069-4. OCLC  1105558425.
  43. ^ Hodges C, Bintu L, Lubkowska L, Kashlev M, Bustamante C (يوليو 2009). "تقلبات النواة تحكم ديناميكيات النسخ لبوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني". مجلة العلوم . 325 (5940): 626–8. رمز Bibcode :2009Sci...325..626H. doi :10.1126/science.1172926. PMC 2775800. PMID  19644123 . 
  44. ^ ab Fitz V, Shin J, Ehrlich C, Farnung L, Cramer P, Zaburdaev V, Grill SW (2016). "الترتيب النووي يؤثر على ديناميكيات النسخ للجزيء الواحد". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 113 (45): 12733–12738. Bibcode :2016PNAS..11312733F. doi : 10.1073/pnas.1602764113 . PMC 5111697. PMID  27791062 . 
  45. ^ Aymard F, Bugler B, Schmidt CK, Guillou E, Caron P, Briois S, Iacovoni JS, Daburon V, Miller KM, Jackson SP, Legube G (أبريل 2014). "يجند الكروماتين النشط نسخيًا إعادة التركيب المتماثل عند فواصل خيطي الحمض النووي". Nat Struct Mol Biol . 21 (4): 366–74. doi :10.1038/nsmb.2796. PMC 4300393. PMID 24658350  . 
  46. ^ Ouyang J، Yadav T، Zhang JM، Yang H، Rheinbay E، Guo H، Haber DA، Lan L، Zou L (يونيو 2021). "نسخ الحمض النووي الريبي تحفز إعادة التركيب المتماثل من خلال تكوين حلقات DR". Nature . 594 (7862): 283–8. Bibcode :2021Natur.594..283O. doi :10.1038/s41586-021-03538-8. PMC 8855348. PMID  33981036 . 
  47. ^ García-Rubio M, Huertas P, González-Barrera S, Aguilera A (أكتوبر 2003). "التأثيرات الناتجة عن إعادة التركيب الجيني للعوامل الضارة بالحمض النووي تزداد بشكل تآزري عن طريق النسخ في Saccharomyces cerevisiae. رؤى جديدة حول إعادة التركيب الجيني المرتبطة بالنسخ". علم الوراثة . 165 (2): 457–66. doi :10.1093/genetics/165.2.457. PMC 1462770. PMID  14573461 . 
  48. ^ Richardson JP (سبتمبر 2002). "الإنهاء المعتمد على Rho وATPases في إنهاء النسخ". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - بنية الجينات والتعبير عنها . 1577 (2): 251–260. doi :10.1016/S0167-4781(02)00456-6. PMID  12213656.
  49. ^ Lykke-Andersen S, Jensen TH (أكتوبر 2007). "المسارات المتداخلة تملي إنهاء نسخ بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني". Biochimie . 89 (10): 1177–82. doi :10.1016/j.biochi.2007.05.007. PMID  17629387.
  50. ^ شي، جيه؛ وين، أيه؛ تشاو، إم؛ جين، إس؛ يو، إل؛ شي، واي؛ دونج، إس؛ هوا، إكس؛ تشانغ، واي؛ فينج، واي (18 نوفمبر 2020). "الأساس الهيكلي لإنهاء النسخ المعتمد على إم إف دي". أبحاث الأحماض النووية . 48 (20): 11762-11772. doi : 10.1093/nar/gkaa904 . PMC 7672476. PMID  33068413 . 
  51. ^ Jiang, Y; Liu, M; Spencer, CA; Price, DH (7 May 2004). "Involvement of transcription termination factor 2 in mitotic repression of transcription elongation". Molecular Cell . 14 (3): 375–85. doi : 10.1016/s1097-2765(04)00234-5 . PMID  15125840.
  52. ^ مارشال، سي جيه؛ قيوم، إم زد؛ ووكر، جي إي؛ موراكامي، كيه إس؛ سانتانجيلو، تي جيه (9 أغسطس 2022). "بنية وأنشطة عامل إنهاء النسخ العتيق إيتا توضح نقاط الضعف في مجمع استطالة النسخ". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 119 (32): e2207581119. رمز Bibcode : 2022PNAS..11907581M. doi : 10.1073/pnas.2207581119 . PMC 9371683. PMID  35917344 . 
  53. ^ abc Milano L, Gautam A, Caldecott KW (يناير 2024). "تلف الحمض النووي وإجهاد النسخ". Mol Cell . 84 (1): 70–79. doi :10.1016/j.molcel.2023.11.014. PMID  38103560.
  54. ^ Cramer, P.; Armache, K.-J.; Baumli, S.; Benkert, S.; Brueckner, F.; Buchen, C.; Damsma, GE; Dengl, S.; Geiger, SR; Jasiak, AJ; Jawhari, A. (يونيو 2008). "بنية بوليميرات الحمض النووي الريبي حقيقية النواة". المراجعة السنوية للفيزياء الحيوية . 37 (1): 337-352. doi :10.1146/annurev.biophys.37.032807.130008. PMID  18573085.
  55. ^ http://www.sigmaaldrich.com/US/en/product/sial/h6878 8-هيدروكسي كوينولين من SIGMA-ALDRICH. تم الاسترجاع في 2022-02-15
  56. ^ Datan E، Minn I، Peng X، He QL، Ahn H، Yu B، Pomper MG، Liu JO (2020). "مركب الجلوكوز-تريبتوليد يستهدف الخلايا السرطانية بشكل انتقائي تحت نقص الأكسجين". iScience . 23 (9): 101536. Bibcode :2020iSci...23j1536D. doi : 10.1016/j.isci.2020.101536 . PMC 7509213. PMID  33083765 . 
  57. ^ Saxonov S, Berg P, Brutlag DL (January 2006). "تحليل على مستوى الجينوم لثنائيات نوكليوتيد CpG في الجينوم البشري يميز بين فئتين مختلفتين من المحفزات". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 103 (5): 1412–7. Bibcode :2006PNAS..103.1412S. doi : 10.1073/pnas.0510310103 . PMC 1345710. PMID  16432200 . 
  58. ^ Bird A (يناير 2002). "أنماط مثيلة الحمض النووي والذاكرة فوق الجينية". الجينات والتنمية . 16 (1): 6-21. doi : 10.1101/gad.947102 . PMID  11782440.
  59. ^ Vogelstein B, Papadopoulos N, Velculescu VE, Zhou S, Diaz LA, Kinzler KW (مارس 2013). "مناظر جينوم السرطان". مجلة العلوم . 339 (6127): 1546–58. رمز Bibcode :2013Sci...339.1546V. doi :10.1126/science.1235122. PMC 3749880. PMID  23539594 . 
  60. ^ Tessitore A، Cicciarelli G، Del Vecchio F، Gaggiano A، Verzella D، Fischietti M، Vecchiotti D، Capece D، Zazzeroni F، Alesse E (2014). “MicroRNAs في شبكة تلف / إصلاح الحمض النووي والسرطان”. المجلة الدولية لعلم الجينوم . 2014 : 820248. دوى : 10.1155/2014/820248 . بمك 3926391 . بميد  24616890. 
  61. ^ Papantonis A، Kohro T، Baboo S، Larkin JD، Deng B، Short P، Tsutsumi S، Taylor S، Kanki Y، Kobayashi M، Li G، Poh HM، Ruan X، Aburatani H، Ruan Y، Kodama T، Wada Y، كوك للعلاقات العامة (نوفمبر 2012). “إشارات TNFα من خلال المصانع المتخصصة حيث يتم نسخ جينات الترميز المستجيب وجينات miRNA”. مجلة إمبو . 31 (23): 4404–14. سيتيسيركس 10.1.1.919.1919 . دوى :10.1038/emboj.2012.288. بمك 3512387 . بميد  23103767.  
  62. ^ "الكيمياء 2006". مؤسسة نوبل . مؤرشف من الأصل في 15 مارس 2007. تم الاسترجاع في 29 مارس 2007 .
  63. ^ وو، ت (أبريل 2020). "تسلسل الحمض النووي أحادي السلسلة بمساعدة كيثوكسال يلتقط ديناميكيات النسخ العالمية ونشاط المعزز في الموقع". طرق الطبيعة . 17 (5): 515-523. doi :10.1038/s41592-020-0797-9. PMC 7205578. PMID 32251394.  S2CID 214810294  . 
  64. ^ Raj A, van Oudenaarden A (أكتوبر 2008). "الطبيعة، التنشئة، أو الصدفة: التعبير الجيني العشوائي وعواقبه". Cell . 135 (2): 216–26. doi :10.1016/j.cell.2008.09.050. PMC 3118044. PMID  18957198 . 
  65. ^ كلارك، ديفيد ب. (2005-06-24). علم الأحياء الجزيئي. إلسفير. ص. 63. رقم ISBN 978-0-08-045421-4.
  66. ^ Kolesnikova IN (2000). "بعض أنماط آلية موت الخلايا المبرمج أثناء الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية". أطروحة (باللغة الروسية). مؤرشف من الأصل في 10 يوليو 2011. تم الاسترجاع في 20 فبراير 2011 .
  67. ^ Cesare AJ, Reddel RR (مايو 2010). "الإطالة البديلة للتيلوميرات: النماذج والآليات والتداعيات". Nature Reviews Genetics . 11 (5): 319–30. doi :10.1038/nrg2763. PMID  20351727. S2CID  19224032.
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ النسخ (الجينات) .
  • محاكاة تفاعلية باستخدام لغة جافا لبدء النسخ. محفوظ في 22 يوليو 2011 على موقع واي باك مشين من مركز نماذج الحياة محفوظ في 09 أغسطس 2011 على موقع واي باك مشين في معهد نيلز بور.
  • محاكاة تفاعلية بلغة جافا للتداخل في النسخ—لعبة هيمنة المحفز في الفيروسات البكتيرية. محفوظ في 2011-08-26 على موقع واي باك مشين من مركز نماذج الحياة محفوظ في 2011-08-09 على موقع واي باك مشين في معهد نيلز بور.
  • مجموعة الرسوم المتحركة للخلايا الافتراضية، مقدمة عن النسخ المؤرشف بتاريخ 2021-04-14 على موقع Wayback Machine
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=النسخ_(علم_الأحياء)&oldid=1258219709"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate