فایل word مقاله بررسی ساختمان , عملکرد و نقش میکروRNAها در آپوپتوز و تشخیص, کنترل , درمان و پیشگیری سرطان

    —         —    

ارتباط با ما     —     لیست پایان‌نامه‌ها

... دانلود ...

بخشی از متن فایل word مقاله بررسی ساختمان , عملکرد و نقش میکروRNAها در آپوپتوز و تشخیص, کنترل , درمان و پیشگیری سرطان :

چکیده

از زمان کشف اولین مولکول میکروRNA تا به امروز حدود 20 سال میگذرد و تحقیقات در این زمینه رشد قابل ملاحظه ای داشته است. میکروRNA ها مولکول های کوچکی هستند که در فرآیندهای فیزیولوژیک , پاتولوژیک , رگزایی , آپوپتوز و سرطان نقش کلیدی دارند. این مولکول ها 18-25 نوکلئوتید طول داشته و حفاظت شده هستند که از طریق مهار ترجمه یا القا تجزیه mRNA مکانیسم خود را اعمال میکنند. میکروRNAها میتوانند به عنوان انکوژن یا مهارکننده تومور ایفای نقش کنند. افزایش بیان میکروRNAها آپوپتوز و کاهش آنها سرطان را در پی دارد. امروزه از میکروRNAها به عنوان زیست مارکرهایی برای تشخیص و درمان سرطان با هدف جلوگیری از مراحل سخت درمانی در بیماران سرطانی استفاده میشود. در این مقاله مروری بیوژنز میکروRNAها و نقش آنها در آپوپتوز و تشخیص , کنترل , درمان و پیشگیری سرطان بررسی میشود.

کلمات کلیدی: میکروRNA , آپوپتوز , سرطان , درمان , بیان

مقدمه

کشف میکروRNAها در دهه 1900 منجر به انقلابی عظیم در تحقیقات زیستی شد (رینهارت و همکاران, (2000 اما با گذشت حدود 20 سال از این کشف تاریخی , مکانیسم تنظیم ژنی این مولکول های کوچک همچنان بصورت سوالی اساسی مطرح میباشد (گایر و همکاران, .(2010 تا به امروز بیشتر از 1600 مقاله چاپ شده است که محورهای اصلی تحقیقات بالینی و مولکولی را پوشش میدهد و نقش این مولکول های ارزشمند در تنظیم بیان ژن غیرقابل انکار است (لیم و همکاران, .(2005 یک مولکول میکروRNA میتواند به تنهایی با اتصال به ناحیه ترجمه نشدنی’ص 1 مانع از ترجمه صدها مولکول 2mRNA شود (بیک و همکاران, .(2008 مطالعات بیوانفورماتیک بیان کردند که میکروRNA ها یک سوم ژنوم انسانی را کنترل میکنند و تقریبا در تمام پروسه های زیستی دخیل هستند همچنین سبب القا تکثیر, آپوپتوز, ارگانزایی و خیلی موارد دیگر میشوند (لویس و همکاران, .(2005 از سوی دیگر چنانچه فعالیت آپوپتوزی کاهش پیدا کند سلول به سمت سرطانی شدن پیش میرود (محمودی و همکاران, .(2010

میکروRNAها مولکولهای 18-25 نوکلئوتیدی هستند (ریان و همکاران, .(2009 این مولکول های باعث مهار ترجمه mRNAها و یا القا تجزیه آن ها از طریق اتصال به ناحیه ترجمه نشدنی 3′ میگردند (کانلوپولو و همکاران, .(2008 بخشی از پردازش میکروRNAها در هسته و مابقی آن در سیتوپلاسم انجام میشود (وو وهمکاران, .(2010 میکروRNA ها براساس نقشی که در روند ایجاد سرطان دارند به دو گروه تقسیم میشوند. چنانچه در ایجاد و پیشرفت تومور نقش داشته باشند انکومیر3 و اگر نقش مهاری تومور داشته باشند ساپرسورمیر4 خوانده میشوند (اسکیولا, .(2006 هرگونه تغییر در سطح میکروRNA میتواند منجر به تومورزایی یا سرطان شود (کومار و همکاران, .(2007 ژن های میکروRNA ها میتوانند درون ژن های کد کننده پروتئین5 یا در بین ژنها6 باشند که میکروRNAهای بین ژنی خود در چهار مکان اینترونی7 , اگزونی8 , 3′-UTR و 5′-UTR میتوانند قرار بگیرند (وی و همکاران, .(2008 قابل ذکر است که اکثر میکروRNAهای انسانی شناخته شده در نواحی مرتبط با سرطان قرار دارند (کالین و همکاران, .(2004

در سال 1993 اولین مولکول میکروRNA به نام 9 Lin-4 در Caenorhabditis elegans شناسایی شد. در سال 2001 با کشف نمونه دیگری در همین گونه به نام Let-7 موفق شدند نقش این مولکول را به عنوان تنظیم کننده زیستی اعلام کنند (رینهارت و همکاران, .(2000 در سال 2001 تنها 5 مقاله در مورد میکروRNAها به چاپ رسید و تا سال 2008 در پایگاه داده های PubMed حدود 3500 مقاله چاپ شد. مطالعات اخیر ارتباط میکروRNA ها را در تشخیص, کنترل و درمان سرطان اعلام کرده اند که منجر به چاپ مقالات زیادی در این رابطه شده است (گایر و همکاران, .(2010 همچنین قابل ذکر است که استفاده از میکروRNA به عنوان زیست مارکر در بیماریهای انسانی هنوز در مراحل اولیه میباشد (نوری دلوئی, .(1390 هدف از این مقاله پیشنهادی برای محققین برای استفاده وسیع از میکروRNAها در تشخیص, کنترل , درمان و پیشگیری سرطان میباشد و همچنین این مقاله ساختمان و عملکرد میکروRNAها و نقش آنها در آپوپتوز و سرطان را بررسی میکند.

تاریخچه میکروRNAها

در سال 1993 اولین میکروRNA در کرم نماتود Caenorhabditis elegans شناسایی شد. ژن این میکروRNA به نام Lin-4 گزارش شد که از طریق اتصال ناکامل به ناحیه ’-UTRص موجب مهار ترجمه میشود (آفن و همکاران, .(2000 تا سال 2001 تنها 5 مقاله در مورد میکروRNAها چاپ شد که یکی از این مقالات که توسط رواکان10 و همکارانش منتشر شده بود میکروRNA دیگری را به نام Let-7 در همان کرم شناسایی و نقش آنرا به عنوان تنظیم کننده زیستی اعلام کردند (بوسی و گروشا, .(2008 تا سال 2008 حدود 3500 مقاله منتشر شد که فقط 1500 مقاله مربوط به سال 2008 بود و این مطالعات همولوگ هایی از Let-7 را در جانوران دیگر مثل مگس سرکه, موش و انسان کشف کردند که گویای حفاظت شده بودن Let-7 از کرم نماتود تا پستانداران بود (چو, .(2010 همچنین مطالعات دیگر بیان کردند که میکروRNAها در اکثر پروسه های سلولی از قبیل رشد نمو, آپوپتوز, ارگانزایی, ترشح انسولین, خون سازی و خیلی موارد دیگر دخالت دارند (سیلوستر و همکاران, .(2007 بررسی ارتباط میکروRNA با سرطان در سال های اخیر 2008) تا (2014 سبب رشد سریع مقالات در این زمینه شده است (نوری دلوئی, .(1390

میکروRNAها

میکروRNAها زیرگروه بزرگی از خانواده RNAهای غیر کد کننده 18-25 نوکلئوتیدی هستند (ریان و همکاران, ( 2009 که بیان ژن را پس از رونویسی از طریق القا تجزیه یا مهار ترجمه mRNA از طریق مکانیسم 11RNAi القا میکنند (نگرینی و همکاران, RNAi .(2009 نوعی مکانیسم خاموش کننده پس از رونویسی میباشد که با اتصال جزئی میکروRNA به ناحیه ’-UTRص در mRNA هدف سبب مهار ترجمه یا تجزیه آن میشود. بطور مثال میکروRNA , 22نوکلئوتیدی حاصل از Lin-4 در C.elegans با اتصال به ’-UTRص-Lin-14 سبب مهار ترجمه میشود (روکو و شومون, .(2011

چیدمان ژن های میکروRNA بر روی کروموزوم

اکثر ژن های میکروRNAها بصورت خوشه ای12 بر روی کروموزوم ها قرار گرفته اند. تا به امروز تحقیقات زیادی بیان کرده اند که خوشه های گوناگونی بر روی کروموزوم های مختلف وجود دارند. برخی از این خوشه ها بصورت چند سیسترونی هستند و در موارد دیگر پس از پردازش از روی چندین میکروRNA تنها یک رونوشت اولیه تهیه میشود که به چندین میکروRNA تبدیل میگردد (میشل و همکاران, .(2008 مطالعات دیگری انجام شده است که که ژن های میکروRNA را در دوگروه بین ژنی13 و درون ژنی14 تقسیم میکنند و گروه دوم خود به چهار زیرگروه تقسیم میشوند ( وانگ و همکاران, .(2010 (جدول و نمودار(1

پایداری میکروRNAها

آزمایشات زیادی نشان داده است که برخلاف mRNAها , میکروRNAها در دمای اتاق و همچنین در چرخه های پیاپی انجماد-ذوب 15 میتوانند پایدار بمانند (میشل و همکاران, .(2008 فرضیه های گوناگونی برای بیان این پایداری میکروRNAها مطرح شده است که اولین آنها پایداری میکروRNAها را به خاطر طول کوچک آنها میداند . در اوایل فرض براین بود که میکروRNA ها با طول 20 نوکلئوتید میتوانند تجزیه نشوند (گایر و همکاران, .(2010 میشائیل16 و همکارانش با طراحی آزمایش های گوناگون نشان دادند که این موضوع صحیح نمیباشد زیرا اضافه کردن میکروRNAهای سنتز شده یا خالص شده به پلاسما سبب القا تجزیه آنها میگردد. علاوه براین آریو17 و همکارانش بیان کردند که مهار فعالیت RNAآز18 قبل از اضافه کردن میکروRNAهای خالص شده سبب مهار تجزیه آنها میشود (بارتل, .(2004 از اینرو طول کوچک میکروRNAها نمیتوانند عامل پایداری آنها باشد (سیلوستر و همکاران, .(2007 بنابراین علت پایداری میکروRNAها هنوز یک سوال باقی مانده و نیازمند تحقیقات بیشتری است.

جدول -1 طبقه بندی ژن های میکروRNA براساس موقعیت قرارگیری در ژنوم (نوری دلوئی و وندرجب پور, (1390

ردیف نام گروه نام زیرگروه
1 میکروRNAهای بین ژنی –
2 میکوRNAهای درون ژنی میکروRNAهای اینترونی
میکروRNAهای اگزونی
میکروRNAهای ناحیه UTR’3
میکروRNAهای ناحیه UTR’5

درصد

465

44

7

15

1

نمودار-1موقعیت قرارگیری ژن های میکروRNA بر روی ژنوم. ( نوری دلوئی و وندرجب پور, (1390

پردازش و تولید((Biogenesis میکروRNAها

فرآیند پردازش میکروRNAها طی 5 مرحله شکل میگیرد که بخشی از آن در هسته و مابقی در سیتوپلاسم انجام میشود (کیم, .(2005

مراحل عبارتند از:
آنزیم RNAپلیمراز I یا II در هسته رشته میکروRNA اولیه19 با طولی حدود هزار نوکلئوتید را تولید میکنند (والادی و همکاران, .(2007 رشته مذکور ساختار ساقه و حلقه با دم پلیA و کلاهک 5′ دارد (نوری دلوئی, .(1384 معمولا در Pri-miRNA هایی که ناحیه رونویسی بزرگی دارند , رونویسی به کمک RNAپلیمرازII انجام میشود (والادی و همکاران, .(2007 این دسته معمولا میکروRNAهای اینترونی هستند که پروموتور , عناصر تنظیمی و ژنی را که در آن قرار دارند بصورت یک رونوشت تولید میکنند (کای و همکاران, .(2004

Dorsha دو نسخه Pri-miRNA حاصله را پردازش میکند تا با خروج نواحی اینترونی آن یک میکروRNA پیش ساز اولیه20 حاصل گردد (کیم, Pre-miRNA .(2005 طولی حدود 60 -110 نوکلئوتید و ساختار ساقه و حلقه با دم پلیA و کلاهک 5’ دارد (کیم, .(2005 کمپلکس آنزیمی شامل یک RNAپلیمرازIII برش دهنده RNA دو رشته ای غیر وابسته به مسیر((Drosha و پروتئین متصل شونده به RNA دو رشته ای 21DGCR8/Pasha قابل ذکر است که نواحی mitron حاصل از نواحی اینترونی هستند که تشکیل ساختار ساقه و حلقه میدهند و در مسیری جانبی پردازش میشوند که نیازی به استفاده از مسیر پردازشی مذکور ندارد (می و همکاران, .(2012

مرحله سوم با انتقال Pre-miRNAها از هسته به سیتوپلاسم با کمک فاکتور صادر کننده هسته ای22 و فاکتور کمکی وابسته به انتقال دهنده نوکلئوتیدی/ سیتوپلاسمی23 صورت میگیرد (میرندا و همکاران, .(2006 با انتقال Pre-miRNA به سیتوپلاسم RanGTP به RanGDP تبدیل شده که سبب رهاسازی Pre-miRNA در سیتوپلاسم میشود(وو وهمکاران, .(2010

لینک کمکی