إنهاء النسخ

كيف تتعرف بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) على نهاية وحدة النسخ، وتوقف التخليق، وتطلق الحمض النووي الريبوزي (RNA) المكتمل ونفسها من القالب.

Definition

إنهاء النسخ هو العملية التي تتوقف بموجبها بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) عن تخليق الحمض النووي الريبوزي (RNA) في نهاية وحدة النسخ، مطلقةً كلاً من النسخة المكتملة والبوليميراز من قالب الحمض النووي (DNA) استجابةً لإشارات إنهاء محددة.

Scope

يغطي هذا الموضوع الإشارات والآليات التي تنهي عملية النسخ. في البكتيريا، يقارن بين الإنهاء الداخلي (المستقل عن العامل)، والذي يحركه دبوس شعر (hairpin) من الحمض النووي الريبوزي (RNA) ومسار متعدد اليوريدين (poly-uridine tract)، والإنهاء المعتمد على رو (Rho-dependent termination). في حقيقيات النوى، يربط إنهاء الجينات المشفرة للبروتين بالانشطار عند الطرف 3' وتذييل عديد الأدينين (polyadenylation). يتعامل مع الإنهاء كخطوة ختامية للنسخ؛ وتتم تغطية نضوج النسخة المطلقة تحت معالجة الحمض النووي الريبوزي (RNA processing).

Core questions

• ما هي الإشارات التي تخبر بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) بالتوقف؟
• كيف يتسبب دبوس شعر (hairpin) من الحمض النووي الريبوزي (RNA) في إنهاء مستقل عن العامل في البكتيريا؟
• ماذا يفعل عامل رو (Rho factor) في الإنهاء المعتمد على رو؟
• كيف يرتبط إنهاء الجينات حقيقية النواة بمعالجة الطرف 3'؟

Key theories

الإنهاء الداخلي (المستقل عن العامل)

تتطوى سلسلة ذاتية التكميل في الحمض النووي الريبوزي (RNA) الوليد لتشكل دبوس شعر (hairpin) مستقر، والذي يليه تتابع من اليوريدينات، مما يزعزع استقرار مركب الاستطالة ويتسبب في إطلاق البوليميراز للنسخة دون الحاجة إلى بروتينات مساعدة.

الإنهاء المعتمد على العامل

في الإنهاء المعتمد على رو (Rho-dependent termination)، يرتبط بروتين رو (Rho) بالحمض النووي الريبوزي (RNA) وينتقل على طوله للحاق بالبوليميراز وتفكيكه، بينما يرتبط الإنهاء حقيقي النواة بانشطار النسخة وتذييل عديد الأدينين (polyadenylation).

Mechanisms

في الإنهاء البكتيري الداخلي، يؤدي نسخ تكرار مقلوب غني بالـ GC إلى إنتاج دبوس شعر (hairpin) من الحمض النووي الريبوزي (RNA) مباشرة قبل جزء غني باليوريدين؛ يؤدي الهجين الضعيف rU–dA بالإضافة إلى دبوس الشعر إلى زعزعة استقرار مركب الاستطالة المتوقف، مما يطلق البوليميراز والحمض النووي الريبوزي (RNA). في الإنهاء المعتمد على رو (Rho-dependent termination)، يتم تحميل هيليكاز رو (Rho helicase) على الحمض النووي الريبوزي (RNA) في موقع التعرف ويتحرك نحو البوليميراز، مستخدماً نشاطه لتفكيك المركب عند توقف لاحق. في الجينات حقيقية النوى المشفرة للبروتين، يؤدي التعرف على إشارة تذييل عديد الأدينين (polyadenylation signal) إلى انشطار النسخة، ومن خلال العوامل المرتبطة، إلى الإطلاق النهائي للبوليميراز.

Clinical relevance

قد يؤدي الفشل في الإنهاء الصحيح إلى إنتاج نسخ شاذة أو نسخ متجاوزة (read-through transcripts) متورطة في الأمراض، وتُدرس آليات الإنهاء فيما يتعلق بتنظيم الجينات؛ تُقدم كأهمية، وليست إرشادات سريرية.

History

ميزت دراسات النسخ البكتيري في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي بين الإنهاء الداخلي والإنهاء المعتمد على رو (Rho-dependent termination)، وربطت الأعمال اللاحقة الإنهاء حقيقي النواة بآلية معالجة الطرف 3'، مما أنتج الصورة المزدوجة التي تُدرّس اليوم.

Key figures

• Jeffrey Roberts
• Peter von Hippel

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

هل تنهي البكتيريا وحقيقيات النوى النسخ بنفس الطريقة؟

ليس تمامًا. تستخدم البكتيريا الإنهاء الداخلي المدفوع بدبوس الشعر والإنهاء المعتمد على رو (Rho-dependent termination)، بينما يرتبط إنهاء الجينات المشفرة للبروتين في حقيقيات النوى بالانشطار وتذييل عديد الأدينين (polyadenylation).

ما هو المنهي (terminator)؟

تسلسل حمض نووي (DNA) تشير نسخته أو سياقه إلى البوليميراز بالتوقف؛ في البكتيريا غالبًا ما يشفر دبوس شعر (hairpin) من الحمض النووي الريبوزي (RNA) يليه امتداد غني باليوريدين.