Language
Country/Area
No result found
القوة الغامضة لبوليميراز الحمض النووي الريبوزي الثالث: لماذا يعد مفتاحًا لنمو الخلايا؟
في الخلايا حقيقية النواة، يعتبر بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث (يُختصر غالبًا إلى Pol III) بروتينًا رئيسيًا مسؤولًا عن نسخ الحمض النووي إلى مجموعة متنوعة من الحمض النووي الريبي الصغير، بما في ذلك الحمض النووي الريبي الريبوسومي 5S والحمض النووي الريبي الناقل (tRNA). تلعب جزيئات الحمض النووي الريبوزي هذه دورًا لا غنى عنه في نمو الخلايا والحفاظ على الوظائف الفسيولوجية الأساسية. تُصنف هذه الجينات، التي يتم نسخها بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث، على أنها جينات "تدبير منزلي"، وهذا يعني أن التعبير عنها ضروري في جميع أنواع الخلايا وفي ظل معظم الظروف البيئية.
لذلك، فإن تنظيم بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث يرتبط بشكل مباشر بجودة نمو الخلايا وتنظيم الدورة ويتطلب عددًا أقل من البروتينات التنظيمية مقارنة ببوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني.
تحت الضغط أو الظروف المعاكسة، يتم تثبيط نشاط بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث. يعد بروتين Maf1 عاملًا مثبطًا مهمًا، كما يثبط الراباميسين نشاط بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث من خلال العمل مباشرة على مسار TOR.
عملية النسخ هي آلية معقدة تتضمن ثلاث مراحل رئيسية، بما في ذلك البدء والاستطالة والإنهاء. أولاً، خلال مرحلة البدء، يجب إنشاء معقد بوليميراز الحمض النووي الريبي على محفز الجين. ويتبع ذلك مرحلة الاستطالة، والتي يتم خلالها تصنيع نُسخ الحمض النووي الريبي، وأخيرًا مرحلة الإنهاء، والتي يتفكك خلالها معقد الحمض النووي الريبي.
عملية بدء التشغيل
تختلف عملية بدء تشغيل بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث في بعض الجوانب عن عملية بدء تشغيل بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني. يعتمد Pol III بشكل عام على تسلسلات التحكم الداخلية الموجودة داخل المنطقة المنقولة ولا يتطلب تسلسلات التحكم الموجودة أعلى الجين.
أثناء بدء تكوين بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث، ترتبط عوامل النسخ أولاً بتسلسلات التحكم ثم تقوم بتجنيد TFIIIB (عامل نسخ بوليميراز الثالث B) لتشكيل مركب.
يتكون هيكل TFIIIB من ثلاث وحدات، بما في ذلك بروتين ربط TATA (TBP)، والعامل المرتبط بـ TFIIB (BRF1 أو BRF2) ووحدة B المزدوجة (BDP1). إن هذا البناء العام مشابه جدًا لبنية بوليميراز الحمض النووي الريبي الثاني.
عملية التمديد
أثناء مرحلة الاستطالة، يظل TFIIIB مرتبطًا بالحمض النووي بعد بدء النسخ، مما يسمح للجينات التي تم نسخها بواسطة Pol III بالخضوع لإعادة بدء النسخ عالي التردد. أظهرت الدراسات أن متوسط سرعة تمديد السلسلة في خميرة Saccharomyces cerevisiae هو 21 إلى 22 نوكليوتيد في الثانية، ويمكن أن تصل السرعة القصوى إلى 29 نوكليوتيد.
إنهاء العملية
أما بالنسبة لعملية الإنهاء، فإن بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث ينهي النسخ عند تسلسل بولي-U صغير (5-6 يوراسيل). في حقيقيات النوى، على الرغم من عدم كونها ضرورية، فإن وجود حلقة دبوس الشعر يمكن أن يعزز كفاءة الإنهاء في البشر.
في الخميرة، أظهرت الدراسات أن إنهاء النسخ يحدث على مراحل عند التسلسل T7GT6 وتشير إلى أن إدراج نوكليوتيد G يمكن أن يعيد ضبط معدل النسخ.
الحمض النووي الريبوزي المنقول
تشمل الأنواع الرئيسية من الحمض النووي الريبي التي يمكن لبوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث نسخها، الحمض النووي الريبي الناقل، و5S الريبوسومي RNA، وU6 splicing RNA، وما إلى ذلك. تلعب هذه الحمض النووي الريبوزي وظائفها الفريدة في مختلف العمليات الفسيولوجية داخل الخلايا.
الدور في إصلاح الحمض النوويبالإضافة إلى وظيفتها النسخية، تلعب بوليميراز الحمض النووي الريبوزي III أيضًا دورًا مهمًا في عملية إصلاح إعادة التركيب المتماثل للحمض النووي. إنه يعزز تكوين هجينات مؤقتة من RNA-DNA عند حدوث انقطاعات في خيط DNA المزدوج، وهي خطوة وسيطة مهمة تساعد في حماية خيط DNA المتدلي 3' من التدهور.
تسلط هذه الإجراءات التي يقوم بها بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث الضوء على دوره الحاسم في نمو الخلايا، والتمثيل الغذائي، والحفاظ على استقرار الجينوم. لا يزال هناك الكثير من الألغاز حول كيفية عملها، ويبذل العلماء جهودًا كبيرة لكشف هذه الألغاز. في المستقبل، ومع استمرار الأبحاث حول بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث في التعمق، ربما نتمكن من فهم أهميته في الحياة الخلوية بشكل أوضح. فهل يعني هذا أن بوليميراز الحمض النووي الريبي الثالث سيكون له تأثيرات أعمق على الطب الحيوي في المستقبل؟