يُظهر رسم خرائط لمواقع الارتباط بجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) أن هذه التكوينات تنشئ كودًا آخر، مما يساعد في عملية إنتاج البروتين
يتم ترتيب خيوط الحمض النووي في الجينوم لتشكل شكلًا حلزونيًا مزدوجًا، ولكن ماذا عن جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المفردة التي يتم نسخها منها؟ تشير كيمياء "حروف" تسلسل الحمض النووي الريبي (RNA) أيضًا إلى البحث عن شريك - والذي قد يكون حرفًا آخر على نفس الجزيء. ونتيجة لذلك، فإن شريط الحمض النووي الريبي (RNA) يلتف ويلتصق بنفسه في تشكيلات تشبه دبوس الشعر. م تم إجراؤه بشكل مشترك من قبل علماء في معهد وايزمان للعلوم وجامعة ستانفورد، والذي تم نشره مؤخرًا في المجلة العلمية الطبيعةوبينت أن هذه التشكيلات لها أدوار عديدة. ويبدو أنها تعمل كنوع من "الوسم" على الشفرة الوراثية نفسها، مما يساعد آليات إنتاج البروتين في الخلية على قراءتها.
في واحدة من أكثر الدراسات شمولاً التي أجريت على بنية الحمض النووي الريبوزي (RNA) في الخلايا البشرية من يافا البروفيسور عيران سيغال وتوصل الطالب البحثي أوهاد مينور، من قسم علوم الكمبيوتر والرياضيات التطبيقية وقسم البيولوجيا الجزيئية للخلية في معهد وايزمان، مع البروفيسور هوارد تشانغ من جامعة ستانفورد، إلى المجموعة الإجمالية لتكوينات الحمض النووي الريبوزي (RNA) في خلايا ثلاثية الناس. استخدم العلماء طريقة طوروها عام 2010، وتم تسجيل براءة اختراع لها، تسمح بتحديد مناطق تسلسل الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تلتصق ببعضها البعض، وتلك التي تظل حرة. هذه طريقة إحصائية، تعطي "درجة" لكل منطقة من الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وفقًا لاحتمال مطابقتها لمنطقة أخرى والالتصاق بها. إن فحص أكثر من 160 مليون قطعة من الحمض النووي الريبي (RNA) من كل شخص - وهو ما يصل إلى آلاف جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) - جعل من الممكن إنشاء خريطة تفاعل طبوغرافية لمجموعة جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) في الخلية.
يقول البروفيسور سيجال: "عندما نظرنا إلى المعالجة الرسومية للنتائج الشائكة، برزت عدة أشياء على الفور". "على سبيل المثال، يمكننا أن نرى بوضوح شديد المنحدرات الحادة عند نقطتي "البداية" و"التوقف" في الحديقة، والتي تحدد مساحة نشاطها". هذه التدرجات - التي تشير إلى مناطق غير مترافقة في الشريط المطوي - هي انحناءات "دبوس الشعر" والنتوءات الموجودة في بنية الجزيء. واكتشف العلماء أنواعًا أخرى من "الرموز" في الحمض النووي الريبوزي المطوي، على سبيل المثال، في المناطق التي تقطع فيها الآلية الخلوية تسلسل الحمض النووي الريبي. ووفقا للبروفيسور سيغال، فإن هذه العلامة، التي يمكن مقارنتها بطريقة برايل، قد تكون مفيدة لآليات مثل الريبوسوم (الذي ينتج البروتينات وفقا لتسلسل الحمض النووي الريبي)، لأنه يمكن أن يجد مكانه بسهولة على الجزيء الطويل، دون الحاجة إلى للبحث عن مجموعة الحروف (النيوكليوتيدات) المناسبة. في الواقع، فإن العلامات التي تنشئها طيات الحمض النووي الريبي (RNA) قد تشكل رمزًا إضافيًا للكودون الثلاثي الذي يميز الأحماض الأمينية. على سبيل المثال، أشارت جميع درجات الارتباط إلى نمط من الاقتران القوي كل ثلاث نيوكليوتيدات، مما قد يمثل بداية كودون لحمض أميني جديد.
تم أخذ العينات الثلاث من زوج من الوالدين وطفل، وهي حقيقة سمحت للعلماء بطرح عدد من الأسئلة المتعلقة بتكوين الحمض النووي الريبي (RNA) والوراثة. على سبيل المثال، يحمل كل واحد منا اختلافات صغيرة مكونة من حرف أو حرفين، منتشرة في جميع أنحاء الجينوم الخاص بنا، والمعروفة باسم "تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة" (النيوكلوتايد). كيف يؤثر استبدال نيوكليوتيد واحد؟ أظهرت مقارنة درجات الاقتران للأم والأب والطفل أن تكوين حوالي 15 بالمائة من جزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) يحتوي على تسلسلات SNPكان مختلفا بشكل كبير في العينات الثلاث؛ أي إلى الحد الذي يمكن أن يكون له تأثير كبير على وظيفة البروتين المتكون منها. وقد أطلق العلماء على هذه التكوينات اسماءها ريبوسنتيشز.
قام فريق العلماء بوضع علامة علىريبوسنش والتي كانت موجودة على خريطة RNA التي قاموا بإنشائها. أشارت المواقع التي توجد بها تسلسلات الحمض النووي الريبي البديلة إلى أن ريبوسنش قد يلعب دورًا حاسمًا في تنظيم العملية التي تتم فيها ترجمة الشفرة الوراثية إلى بروتين. يشير موقعهم على الخريطة أيضًا إلى أن بعضًا منريبوسنش قد يشارك في عمليات بيولوجية مهمة، مما يساعد في المستقبل على فهم العمليات المرضية المختلفة.
