İnsan hüceyrələrində genlərdə yazılan məlumatların yalnız kiçik bir hissəsi zülalların istehsalı üçün istifadə olunur. Hüceyrə bu məlumatı necə seçir? Spliceosom adlanan böyük molekulyar maşın davamlı olaraq genlərimizin kodlaşdıran və kodlanmayan bölgələrini ayırır və hətta siz bu sətirləri oxuduğunuz zaman da bunu edir.

Spliceosom hər bir hüceyrənin düzgün işləməsi üçün çox vacibdir və çoxsaylı genetik pozğunluqlar spliceosom funksiyası ilə bağlı problemlərlə əlaqələndirilir. Əksər eukaryotik hüceyrələrdə gen parçalarını birləşdirmək üçün iki növ spliceosom paralel işləyir: əsas spliceosom və kiçik spliceosom.

EMBL Grenoble-dakı Galej Qrupu Molecular Cell jurnalında kiçik spliceosom funksiyasına dair yeni struktur anlayışlarını dərc etdi .

Əsas spliceosom hüceyrələrdə boldur və dörd onillikdən çox müddət ərzində geniş şəkildə tədqiq edilmişdir. Onun uzun müddət ayrılmış əkizi – kiçik spliceosom, funksiyası eyni dərəcədə vacib olsa da, daha azdır və müəmmalı olaraq qalır.

Bu araşdırmada tədqiqatçılar intron seçim prosesini başlatan kiçik spliceosomun beş alt bölməsindən biri olan U11 snRNP-nin strukturunu aşkar edirlər.

Gen parçalarını bir-birinə tikmək

Spliceosomlar hüceyrələrə genetik məlumatı DNT-dən zülallara ötürməkdən məsul olan messenger RNT-nin (pre-mRNT) prekursorlarından intronlar adlanan kodlaşdırılmayan genetik məlumatın böyük hissələrini çıxarmağa kömək edir. Spliceosomlar pre-mRNT-də saxlanılan parçalanmış mesajları anlamağa kömək edən redaktə vasitəsi kimi çıxış edir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1739427582&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-minor-spliceosome-reveal-insights-essential.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTk3Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciXV0sMF0.&dt=1739427582134&bpp=1&bdt=70&idt=131&shv=r20250210&mjsv=m202502100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739427554%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739427554%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739427554%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=5707895467410&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1989&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090259%2C31090267%2C31090269%2C31090302%2C42531706%2C95330279%2C95350441%2C95352068%2C31090339%2C95347432&oid=2&pvsid=1070965091497017&tmod=362696656&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=135

Əksər genlərdə bir sinfə aid olan çoxlu intronlar var – əsas intronlar, əsas spliceosom tərəfindən çıxarılır. Bununla birlikdə, intronların təxminən 0,5% -i kiçik spliceosom tərəfindən işlənən başqa bir sinifə – kiçik intronlara aiddir.

“Bu kiçik intronlar çox nadirdir, lakin son dərəcə kritikdir, çünki onlar çox vaxt həyatı dəstəkləmək üçün vacib olan təsərrüfat genlərində yerləşirlər” dedi Galej Qrupunda doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı və tədqiqatın ilk müəllifi Jiangfeng Zhao.

Spliceosomlar böyük və dinamik RNT-zülal kompleksləridir. Əsas spliceosom beş alt bölmədən, U1, U2, U4, U6 və U5 kiçik nüvə ribonukleoprotein hissəciklərindən (snRNPs, “snurps” oxuyun) və birləşmə prosesinin müxtəlif mərhələlərində iştirak edən təxminən 150 zülaldan ibarətdir.

Kiçik spliceosom oxşar arxitekturaya malikdir, lakin onun əsas tikinti blokları fərqlidir (U11, U12, U4atac, U6atac və U5 snRNPs). Bu blokların kiçik spliceosomu qurmaq və onun funksiyasını yerinə yetirməsinə kömək etmək üçün necə tam şəkildə yığılması hələ də çətin olaraq qalır.

Böyük molekulyar maşınların strukturlarını daxili dinamik təbiətinə görə müəyyən etmək çox çətindir. Bu, kiçik spliceosom kimi hüceyrələrdə az olan molekulyar maşınlar üçün daha doğrudur.

Zhao əlavə etdi: “Bu kompleksi öyrənməkdə ən böyük problemlərdən biri onu bütün hüceyrə məzmunundan seçici şəkildə necə təmizləməyi başa düşmək idi”. “Biz bunu bacardıqdan sonra, görüntüləmə şəraitində kompleksi toxunulmaz saxlamaq üçün hələ də bir neçə il optimallaşdırma tələb olundu.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Uzun müddət ayrılmış əkizlər: Təkamülün kəsişməsində

15 ildən artıqdır ki, mRNA-dan əvvəl birləşdirmə maşınları üzərində işləyən EMBL Grenoble Qrupunun Rəhbəri Wojciech Galej, ilk dəfə yeddi il əvvəl kiçik spliceosoma diqqət yetirməyə qərar verdi.

Galej Qrupu layihəyə başladıqda, kiçik spliceosom haqqında çox az şey məlum idi və hətta indi, yalnız bir neçə tədqiqat qrupu bu RNT-zülal kompleksi üzərində struktur tədqiqatları aparır.

“Əsas və kiçik spliceosomlar təkamül yolu ilə əlaqəlidirlər, lakin bildiyimiz kimi, bütün eukariotların sonuncu ortaq əcdadı çox güman ki, artıq hər iki növ spliceosoma malikdir” dedi tədqiqatın müvafiq müəllifi Wojciech Galej. “Bu o deməkdir ki, onlar 1,5 milyard ildən çox əvvəl ayrılıblar, bu, təsəvvür etmək çox çətin bir zaman ölçüsüdür.”

Tədqiqatçılar biokimya və krioelektron mikroskopiyadan istifadə edərək U11 snRNP kompleksinin strukturunu əldə etdilər və onun bu dəqiq yerdə redaktə prosesini başlatmaq üçün “5′ birləşmə sahəsini” – intronun başlanğıc nöqtəsini necə tanıdığını aşkar etdilər.

Nəticələr göstərir ki, U11 snRNP-nin arxitekturası əsas spliceosomun müvafiq alt bölməsi olan U1 snRNP-dən təəccüblü şəkildə fərqlənir.

“Fərqli və daha mürəkkəb arxitektura U11 snRNP-yə hər hüceyrənin geniş RNT ardıcıllığı mənzərəsində nadir substratlarını xüsusi olaraq müəyyən etməyə imkan verir” deyə Zhao izah etdi.

“Bu, ot tayasında iynə tapmaq kimidir. Kiçik spliceosom bu məqsədi yüksək sədaqətlə yerinə yetirmək üçün əlavə qeyri-kanonik əsas cütləşmə qarşılıqlı təsirlərindən istifadə etmək üçün inkişaf etmişdir.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1739427604&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-minor-spliceosome-reveal-insights-essential.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTk3Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciXV0sMF0.&dt=1739427582134&bpp=1&bdt=70&idt=171&shv=r20250210&mjsv=m202502100101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739427554%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739427554%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1739427554%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C750x188%2C1005x124&nras=2&correlator=5707895467410&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=4070&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=296&eid=31090259%2C31090267%2C31090269%2C31090302%2C42531706%2C95330279%2C95350441%2C95352068%2C31090339%2C95347432&oid=2&psts=AOrYGsmJsYNKQKRwGXjIiksolQVADeHI496eYOXMOVT4teuPrAtlklgowNuhgsnO2jac010_O-wocOPyw-69kZdpJ8dk5Q%2CAOrYGsmS4tcQ8deQpO_bIFIbZq4cPmAZ8IiTfFCjqWmThz6v08_IiYl6hweAHr5KdXaWTHC0sPNH41omH7acDGBvkrKuDUpZNaP5bJIXylQ3Zt8fKtQdOA&pvsid=1070965091497017&tmod=362696656&uas=1&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=22642

İntronları kəsməyə haradan başlamaq lazım olduğunu müəyyən etmək, spliceosomun kompleks montaj yolunda yalnız ilk addımdır. Birləşmə reaksiyası bitməzdən əvvəl ən azı onlarla başqa addım lazımdır. Kiçik spliceosomların bu aralıq addımlardan necə keçdiyi haqqında çox şey məlum deyil.

“Bu, çətin bir layihə idi və biz bu yolda irəliləyiş əldə edirik, bu, həvəsləndiricidir, lakin kiçik spliceosom haqqında hələ çox şey bilmək lazımdır” dedi Zhao.

“Bizim işimiz kiçik intronların tanınması mexanizminə dair maraqlı yeni anlayışlar təqdim edir və birləşdirmə mexanizmlərinin təkamülünə işıq salır. Bu, digər kiçik spliceosom komplekslərinin öyrənilməsi üçün yeni imkanlar açır” dedi Qalej.

“Bizim uzunmüddətli məqsədimiz bütün bu yolun molekulyar səviyyədə necə işlədiyini anlamaqdır və ümid edirik ki, bu və gələcək iş kiçik spliceosomun komponentləri ilə əlaqəli genetik pozğunluqların molekulyar əsaslarının daha yaxşı başa düşülməsinə töhfə verəcək. Bu, son nəticədə yeni terapevtik tətbiqlərə səbəb ola bilər.”

Daha çox məlumat: Jiangfeng Zhao et al, Kiçik spliceosom tərəfindən 5 ′ birləşmə sahəsinin tanınmasının struktur əsasları, Molekulyar Hüceyrə (2025). DOI: 10.1016/j.molcel.2024.12.017

Jurnal məlumatı: Molecular Cell 

Avropa Molekulyar Biologiya Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir