پیرایش آران‌ای

در مولکول‌های حیاتی RNA پیرایش بسیار مهم می‌باشد. این فرایند در یوکاریوت و پروکاریوت ها دیده شده ‌است دربرخی پروکاریوت ها به نام آرکی باکتری ها هم پیرایش داریم پیرایش، نقش بسیار مهمی را در آغاز ترجمه و پروتئین سازی ایفا می‌کند. در این فرآیند رونوشت اگزون‌های لازم به طرق مختلف به یکدیگر متصل شده و رونوشت اینترون‌ها از RNA جدا می‌گردند. در نتیجه می توان از یک رونوشت دنا که رنا نابالغ باشد چندین نوع رنای بالغ تولید کرد همانند پادتن ها . ماشین پیرایش یک هم آرای کوچک از ریبونوکلئوپروتئین هاست(snRNPs) که سبب تبدیل RNAی اولیه به RNAی بالغ می‌شود.

پیرایش آران‌ای یکی از فرآیندهای ویرایش پسارونویسی می‌باشد.

مراحل پیرایش

جایگاه‌های پیرایش

درون اینترون سه جایگاه وجود دارد. جایگاه پردازش'۳ که دارای توالی AG است؛ جایگاه پردازش '۵ که دارای توالی GU است و جایگاه برش که در بالادست جایگاه پردازش '۳ قرار دارد و دارای توالی پشت سرهم پیریمیدین می‌باشد و در بالادست آن برش رخ می‌دهد.

دو روش برای عمل ماشین پیرایش وجود دارد که در هر یک نوع ریبونوکلئوپروتئین‌های به کار رفته متفاوت است. روش اول روشی است که در بیشتر مواقع کاربرد دارد و در ۹۹ در صد مواقع دیده می‌شود. در این روش ریبونوکلئوپروتئین‌های U۱، U۲، U4 U۵ U6 snRNPs و پروتئین‌های U2AF و SF۱ نقش دارند.

ابتدا هم آرای اولیه توسط میان کنش U۱ با GU s در '۵ جایگاه برش و میان کنش ASF/SF۲، U2AF با '۳ جایگاه برش وارد عمل شدن SF۱ ساخته می‌شود.

U۲ به جایگاه برش متصل شده و یک آدنوزین تری فسفات هیدرولیز می‌شود.

U5/U۴/U۶ سه هم آرای U5/U۴/U۶ وارد عمل می‌شود. U۵به '۵ جایگاه برش و U۶ به U۲ متصل می‌شود.

U۱ رها می‌شود. U۵ تغییر جایگاه می‌دهد؛ و U۶با جایگاه '۵ پیرایش میان کنش می‌دهد.

U۴رها می‌شود و U6/U۲به هم متصل می‌شوند سپس '۵جایگاه پیرایش با ریبونوکلئوتید Aمتصل می‌شود U۵ به '۳ اگزون وصل می‌شود و '۵بریده می‌شود. 3'نیز بریده شده و باهیدرولیز یک آدنوزین تری فسفات دو اگزون به هم متصل می‌شوند.

روش دوم بسیار شبیه روش اول است. U۵ در هر دوروش مشترک می‌باشد. به جای U۱، U۲، U۴، و U۶به ترتیب U۱۱، U12 U۴atac، و U6atac به کار می‌روند و مراحل همانند قبل صورت می‌گیرد. روش سوم در حقیقت روشی است که در آن اگزون‌ها نه به صورت به ترتیب قرلرگیری بلکه به حالت جابه‌جا به یکدیگر متصل می‌شوند.

خود پیرایش

خودپیرایندگی در اینترون‌ها دیده می‌شود. به‌طور کلی سه نوع پیرایش دیده می‌شود که در سه گروه ۱ و۲ و ۳ تقسیم می‌شوند. گروه ۱ و۲ بدون نیاز به پروتئین یا رنای خاص، خودشان عمل پیرایش را بر روی خود انجام می‌دهند.

شماره گروه	(رنای هسته‌ای)	دو	یک
فراوانی	بیشتر ژن‌های هوهسته‌ای	کمیاب: برخی ژن‌های هوهسته‌ای در اندامک‌ها و پیش هسته ای‌ها	کمیاب :رنای ریبوزومی در برخی هوهسته ای‌ها ژن‌های اندامک هوهسته‌ای و برخی ژن‌های پروکاریوتی
ترانس استریفیکاسیون	رخ دادن دو واکنش و وجود جایگاه برش A	مشابه پیش رنا	رخ دادن دو واکنش و وجود جایگاه انشعاب G
ماشین پیرایش	اسپلایسوزوم اصلی و فرعی	ریبوزیم (زیمایه‌ای که توسط اینترون رمز می‌شود)	همانند گروه دو

در گروه یک دو واکنش ترانس استریفیکاسیون رخ می‌دهد.

• به جای توالی برش Aیک GMP، GDP GTPدر محل برش وجود دارد که ۵́جایگاه برش به ۳́ آن حمله می‌کند.
• ۳'OH به صورت یک هسته دوست عمل کرده و دومین اتصال برقرار می‌شود.

در گروه دوم نیز به صورت زیر عمل می‌شود.

• در ابتدا ۲'OH آدنوزین موجود در اینترون به ۵́جایگاه برش حمله می‌کند
• ۳'OH اگزون به جایگاه پیرایش ۳' حمله کرده و دومین واکنش استریفیکاسیون رخ می‌دهد.

پیرایش رنای ناقل

واکنش‌های لازم برای پیرایش با درگیر کردن هم آراهای پیرایش و حتی با روش‌های خود پیرایش انجام می‌گیرند. ریبونوکلئازها سبب برش و لیگازها سبب اتصال اگزون‌ها می‌شوند.

تکامل

پیرایش در تمامی موجودات و به صورت‌های مختلف روی می‌دهد در هوهسته‌ها سبب تولید پروتئین‌های مختلف از ژن‌های یکسان می‌شود و روی رناهای تولیدکنندهٔ پروتئین و غیر تولیدکننده رخ خواهد داد اما در پیش هسته ای‌ها این عمل بیشتر روی رنای غیر رمزکننده روی می‌دهد. تفاوت دیگر این موجودات در این است که در پیش هسته‌ها هیچ هم آرای پیرایش کننده‌ای دیده نمی‌شود.

	هوهسته ای‌ها	پیش هسته ای‌ها
اسپلایسوزوم (هم آرای پیرایش)	+	-
خودپیرایش	+	+
رنای ناقل(tRNA)	+	+

برهم کنش‌های بیوشیمیایی

در پیرایش‌هایی که توسط هم آرای اسپلایسوزوم و همچنین به حالت خود پیراش انجام می‌گیرد دو واکنش اصلی روی می‌دهد. تران استریفیکاسیون واکنش بسیار مهمی است که در دو مرحلهٔ مجزا انجام می‌پذیرد. پیرایش‌های مربوط به رنای ناقل از این مسیر استفاده نمی‌کند. در مرحلهٔ اول ۲'OH یک نوکلئوتید خاص در اینترون و در محل برش به جایگاه برش ۵́ حمله می‌کند و در مرحلهٔ دوم ۳́OHاگزون به جایگاه برش ۳́ حمله کرده و دومین واکنش انجام می‌پذیرد.

پیرایش متناوب

برخی پیش رناها می‌توانند با برداشت بعضی اینترون‌ها ترکیبات متفاوتی از از رنا را که می‌تواند پروتئین‌های مختلف تولید کند ایجاد می‌کننداین محصولات پروتئینی مختلف ایزوفرم نامیده می‌شوند.

جلوگیری از پیرایش

• ایجاد جهش در جایگاه‌های پیرایش که سبب از بین رفتن یک اگزون یا داشتن یک اینترون اضافی می‌شود این امر می‌تواند در نتیجهٔ ایجاد یک رمز پایان رخ دهد. همچنین می‌تواند سبب تغییر توالی سه نوکلئوتیدی شده یا حذف‌ها و اضافه‌هایی را ایجاد کند.
• تغییر در مکان جایگاه‌های برش که می‌تواند سبب کوتاه یا بلند شدن یک رنا شوند.

نظارت بر پیرایش

سه مسیر برای درست انجام‌گیری پیرایش وجود دارد. ممانعت فضایی: اگر جایگاه‌های پیرایش درون یک اینترون بسیار به هم نزدیک باشند در این حالت ماشین پیرایش نمی‌تواند از آن‌ها استفاده کند. تخریب به واسطهٔ بی معنا بودن: هرگاه وجود دو اگزون سبب تولید رنایی شود که دارای رمزهٔ خاتمهٔ نابالغ است این رنا توسط این مسیر از بین می‌رود.

پیرایش پروتئین‌ها

علاوه بر رنا پروتئین‌ها نیز می‌توانند پیرایش شوند در این حالت به جای اگزون که در رنا باقی می‌ماند اگزتن و به جای اینترون، اینتن از توالی حذف می‌شود.

پانویس

خیلی از اصطلاحات علمی مانند آر- آن- آ RNA به حدی در علوم متداول شده‌اند که ماهیت آن به اسم خاص تغییر کرده. با تغییر اینگونه اصطلاحات علمی مقالات ویکی‌پدیا بشدت گیج‌کننده و غیر مفید خواهد شد.

منابع

• ویکی‌پدیا انگلیسی

• ژنتیک مولکولی واتسون نویسنده جیمز واتسون و دیگران. گروه مترجمین خانهٔ زیست‌شناسی. ناشر خانهٔ زیست‌شناسی. چاپ اوّل ۱۳۸۹