وظائف الجينات الكاذبة وأنواعها

ال الكاذبة فهي متسلسلة في كل مكان وفيرة للغاية في جينومات الكائنات الحية ، من الحيوانات والنباتات إلى البكتيريا. تاريخيا كانوا يعتبرون أحافير أو مجرد "دنا خردة".

ومع ذلك ، فمن المعروف اليوم أن للجينات الكاذبة وظائف تنظيمية ، ويمكن حتى نسخ بعضها إلى الحمض النووي الريبي الوظيفي. يمكن القيام بدورها في التنظيم عن طريق إسكات أو تشكيل الحمض النووي الريبي الصغيرة أو عن طريق التغييرات في الحمض النووي الريبي messenger الذي يرمز لبروتين معين.

في الدراسات التي أجريت في الجينوم البشري ، تشير التقديرات إلى أن هناك حوالي 20 ألف جينة كاذبة - وهو عدد مماثل للمتواليات التي تشفر البروتينات.

يرى بعض المؤلفين أنه من الصعب تحديد الحد الفاصل بين الجين والجين الكاذب ، حيث إن عدم فعالية الجينات في بعض الحالات غير واضح. المعرفة الحالية للجينات الكاذبة ضحلة ولا تزال هناك أسئلة كثيرة تتعلق بالموضوع.

مؤشر

• 1 ما هي الجينات الخادعة?
• 2 التاريخ
• 3 وظائف
• 4 أنواع من الجينات الخادعة
  • 4.1 معالجتها وغير المجهزة
  • 4.2 الجينات الحية ، الوهمية والجينات الكاذبة الميتة
• 5 المنظور التطوري
• 6 المراجع

ما هي الجينات الخادعة?

الجينات الخادعة هي نسخ من جينات معينة لها تسلسل ناقص أو "تالف" ، لأسباب مختلفة.

تحدث هذه الأضرار بسبب التغييرات في إطارات القراءة أو أكواد التوقف المبكرة. ومع ذلك ، تتذكر هيكليا في العديد من جوانب الجينات التي نشأت لهم.

يمكن أن توجد الجينات الكاذبة في أي مكان في الجينوم. يمكن أن تؤدي عمليات إعادة نقل الحركة إلى تجميعها بجوار الجين المشابه لها ، أو إدراجها في مكان بعيد - حتى في كروموسوم آخر.

تاريخ

الحمض النووي أكثر تعقيدا مما يبدو. ليس كل أقسام منه ترميز البروتين. أي أنه ليس كل المناطق تصبح رنا مرسال ، والذي يترجم بعد ذلك إلى سلسلة من الأحماض الأمينية - لبنات بناء البروتينات.

مع تسلسل الجينوم البشري ، أصبح من الواضح جدًا أن جزءًا صغيرًا فقط (حوالي 2٪) من رموز البروتينات. تساءل علماء الأحياء على الفور عن وظيفة هذه الكمية الهائلة من الحمض النووي التي ، على ما يبدو ، غير مهمة.

لسنوات عديدة ، تم اعتبار كل الحمض النووي الذي لم يشفر إلى البروتينات أو الحمض النووي غير المشفر ، خطأً - الحمض النووي غير الهام.

تشمل هذه المناطق العناصر القابلة للاستبدال ، المتغيرات الهيكلية ، الأجزاء المكررة ، التسلسلات المتكررة بالترادف ، العناصر غير المشفرة المحفوظة ، الحمض النووي الريبي الوظيفي غير الترميز ، العناصر التنظيمية ، الجينات الخادعة.

في الوقت الحاضر ، تم التخلص من مصطلح الحمض النووي غير الهام تمامًا من الأدب. لقد أوضحت الأدلة أن الجينات الكاذبة تشارك كعناصر تنظيمية لمختلف الوظائف الخلوية.

كان أول رواسب مزيفة تم الإبلاغ عنها في عام 1977 في الحمض النووي للبرمائيات Xenopus laevis. منذ تلك اللحظة ، تم الإبلاغ عن جينات مزيفة مختلفة ، في كائنات مختلفة ، بما في ذلك النباتات والبكتيريا.

وظائف

كما نوقش ، الجينات الكاذبة بعيدة كل البعد عن أن تكون نسخًا غير نشطة لجين آخر. تدعم الدراسات الحديثة فكرة أن الجينات الكاذبة تعمل كعناصر تنظيمية في الجينوم ، حيث تقوم بتعديل "أبناء العمومة" الذين يرمزون للبروتينات.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن نسخ عدة جينات كاذبة في الحمض النووي الريبي ، ويظهر بعضها نمط تنشيط محدد لكل نسيج.

يمكن معالجة نسخة من الكود الزائف في الرناوات الصغيرة المسببة للتداخل التي تنظم تسلسل الترميز عبر رني.

كان الاكتشاف الملحوظ هو اكتشاف أن الجينات الكاذبة قادرة على تنظيم مثبطات الورم وبعض الجينات المسرطنة ، من خلال تنشيط الرنا المكروية المحددة.

في هذا الاكتشاف القيم ، لوحظ أن الجينات الكاذبة غالباً ما تفقد تنظيمها أثناء تطور السرطان.

هذه الحقيقة تبرر إجراء تحقيق أعمق في النطاق الحقيقي لوظيفة الجين الكاذب ، للحصول على فكرة أفضل عن الشبكة التنظيمية المعقدة التي يشاركون فيها ، واستخدام هذه المعلومات للأغراض الطبية..

أنواع الجينات الخادعة

معالجتها وليس معالجتها

تصنف الجينات الكاذبة إلى فئتين عريضتين: معالجتين وغير معالجتين. وينقسم هذا الأخير إلى تصنيف فرعي إلى جينات وهمية وحدوية ومكررة.

تنتج الجينات الكاذبة من تدهور الجينات التي نشأت عن الازدواجية في مسار التطور. تحدث هذه "العيوب" من خلال عمليات مختلفة ، سواء كانت طفرات نقطية أو إدخالات أو عمليات حذف أو تغييرات في إطار القراءة المفتوحة.

يترجم فقدان الإنتاجية أو التعبير الناجم عن الأحداث السالفة الذكر إلى إنتاج مستحلب زائف غير معالج. تلك من نوع الوحدة هي نسخة واحدة من الجين الأصل الذي يصبح غير وظيفي.

تحافظ الجينات الكاذبة غير المجهزة والتكرارات على بنية الجين مع الإنترونات والكسونات. في المقابل ، تنشأ الجينات الكاذبة المعالجة من أحداث إعادة النقل.

يحدث إعادة النقل من خلال إعادة دمج [كدنا] (الحمض النووي التكميلي ، الذي هو نسخة عكسية من نص رسول الحمض النووي الريبي رسول) في منطقة معينة من الجينوم.

يتم إنشاء تسلسل المزدوج تقطعت بهم السبل من الجينات الكاذبة المعالج بواسطة الحمض النووي الريبي واحد حبلا الناتجة عن الحمض النووي الريبي polymerase II.

الجينات الحية ، الجينات الكاذبة الشبح والموت

هناك تصنيف آخر ، اقترحه تشنغ وجيرشتاين ، يصنف الجينات على أنها جينات حية ، وأشباح جينية مزيفة وجينات خادعة ميتة. يعتمد هذا التصنيف على وظيفة الجين وعلى "حياة" و "موت" هذه.

في ظل هذا المنظور ، فإن الجينات الحية هي الجينات التي ترمز للبروتينات ، والجينات الخادعة الميتة هي عناصر في الجينوم لم يتم نسخها.

تتألف الحالة الوسيطة من الجينات الكاذبة الوهمية ، والتي يتم تصنيفها إلى ثلاث فئات فرعية: السودوجين المستنفد ، والخنازير المضللة الزائفة ، والمضادة الزائفة الزائفة (من الإنجليزية) الزائفة الزائفة ، الزائفة الزائفة الخلفية ، والموت الزائفة).

المنظور التطوري

تتطور جينومات الكائنات الحية أيضًا ، والجينات لها خاصية التغيير والتكوين دي نوفو. تعمل الآليات المختلفة على التوسط في هذه العمليات ، من بينها تكرار الجينات والانصهار والانشطار الجيني ، والنقل الجانبي للجينات ، إلخ..

بمجرد تكوين الجين ، فإنه يمثل نقطة انطلاق حتى تتمكن القوى التطورية من التأثير.

يُحدث ازدواج الجينات نسخة حيث يحتفظ الجين الأصلي بوظيفته بشكل عام ، والنسخة - التي لا تخضع للضغط الانتقائي للحفاظ على تلك الوظيفة الأولية - يمكن أن تتغير بحرية وتغيير الوظيفة.

وبدلاً من ذلك ، يمكن للجين الجديد أن يتحور بطريقة ينتهي بها الأمر إلى أن يكون جينيًا خاطئًا ويفقد وظيفته..

مراجع

1. Groen، J. N.، Capraro، D.، & Morris، K. V. (2014). الدور الناشئ لـ RNAs الكاذب غير المشفر في الوظائف الخلوية. المجلة الدولية للكيمياء الحيوية وبيولوجيا الخلية, 54, 350-355.
2. Pink، R.C، Wicks، K.، Caley، D.P.، Punch، E.K.، Jacobs، L.، & Carter، D.R. F. (2011). الجينات الخادعة: المنظمون الزائفون الوظيفيون أو المنظمون الرئيسيون في الصحة والمرض?. RNA, 17(5) ، 792-798.
3. Poliseno، L.، Salmena، L.، Zhang، J.، Carver، B.، Haveman، W. J.، & Pandolfi، P. P. (2010). وظيفة مستقلة عن الترميز من الجينات والرناوية الزائفة mRNAs تنظم بيولوجيا الورم. طبيعة, 465(7301) ، 1033.
4. Tutar Y. (2012). الكاذبة. الجينوم المقارن والوظيفي, 2012, 424526.
5. Zheng، D.، & Gerstein، M. B. (2007). الحدود الغامضة بين الجينات والجينات الكاذبة: الموتى يصل ، أو يفعلون?. الاتجاهات في علم الوراثة, 23(5) ، 219-224.