العملية الخلوية

2ffl-by-domain.png تصغير The dicer protein from Giardia intestinalis, which catalyzes the cleavage of dsRNA to siRNAs. The RNase domains are colored green, the PAZ domain yellow, the platform domain red, and the connector helix blue.[1 ] تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) هو عملية سكون الجينات التابعة للحمض النووي الريبي (RNA) والتي ينظمها الحمض النووي الريبي الذي يزيد من هدوء وسكون المركب (RISC) ، وكذلك هي العملية التي ابتدأتها جزئيات الحمض النووي الريبي القصيرة و المجدولة ازدواجياً في سيتوبلازم الخلية حيثما تتفاعل مع المكونات المحفزة للحمض النووي الريبي المؤدي لسكون المركب المعقد (RISC) cite web Advanced Information RNA interference last Daneholt first Bertil work The Nobel Prize in Physiology or Medicine url http //nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/ /adv.html accessdate -01-25 archiveurl http //web.archive.org/web/ 01 3455/http //nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/ /adv.html archivedate -01-20 . عندما تكون جزئيات الحمض النووي المزدوجة والمجدولة مع بعضها (dsRNA) خارجية أي قادمة من عدوى عن طريق فيروس مع جينات الحمض النووي الريبي أو من تلاعب في المختبر , فإنه يتم استيراد الحمض النووري الريبي (RNA) مباشرة من السيتوبلازم والمنشطر إلى أجزاء قصيرة بواسطة الإنزيم ، و كذلك عند بداية جزيئات الحمض النووري الريبي المزدوجة والمجدولة مع بعضها (dsRNA) يمكنها أن تكون باطنية النمو بأن يكون منشأها داخل الخلية كما هو الحال في بداية الأحماض النووية الريبية الصغيرة (microRNAs) التي تبدي النمط الظاهري من ترميز الجينات في مجموعة العوامل الوراثية ؛ و سلسلة الحمض النووي الريبي (RNA) الأولية من جينات هائلة هي أول عملية لتنظيم هيكل الحلقة الجذعية المميز في بداية الأحماض النووية الريبية الصغيرة (microRNAs) في النوية ، ثم يخرج إلى السيتوبلازم ليكون منشطر بواسطة إنزيم دايسر (Dicer) ، ولهذا فإن كلا الطريقتين الداخلية والخارجية تتلاقيان في مركب الحمض النووي الريبي المؤدي لسكون المركب cite journal author Bagasra O, Prilliman KR RNA interference the molecular immune syst journal J. Mol. Histol. volume 35 issue 6 pages 545–53 year 2004 pmid 15614608 doi 10.1007/s10735-004-2192-8 url http //www.kluweronline.com/art.pdf?issn 1567-2379&volume 35&page 545 .

انشطار الحمض النووي الريبي المزدوج (dsRNA)

الحمض النووي الريبي المزدوج الباطني (dsRNA) يحفز تداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) ( وهو عملية بيولوجية التي تمنع جزيئات RNA من التغير الجيني) عن طريق تفاعل الإنزيم دايسر (Dicer) cite journal author Bernstein E, Caudy A, Hammond S, Hannon G Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference journal Nature volume 409 issue 6818 pages 363–6 year 2001 pmid 11201747 doi 10.1038/35053110 الذي يعمل على تشكيل رابطة كيميائية و انشطار الأجزاء الصغيرة المنتجة مباشرة من الحمض النووي الريبي المزودج (dsRNA) لتنتج سلاسل مزدوجة منفصلة إلى 20-25 أزواج رئيسية مع ثنائي النواة وتكون متصلة في آخر الجزء الثالث. cite journal last1 Siomi first1 Haruhiko last2 Siomi first2 Mikiko C. On the road to reading the RNA-interference code journal Nature (journal) Nature volume 457 issue 7228 pages 396–404 date 22 January doi 10.1038/nature07754 pmid 19158785 bibcode Natur.457..396S cite journal author Zamore P, Tuschl T, Sharp P, Bartel D RNAi double-stranded RNA directs the ATP-dependent cleavage of mRNA at 21 to 23 nucleotide intervals journal Cell volume 101 issue 1 pages 25–33 year 2000 pmid 10778853 doi 10.1016/S0092-8674(00)80620-0 cite journal author Vermeulen A, Behlen L, Reynolds A, Wolfson A, Marshall W, Karpilow J, Khvorova A The contributions of dsRNA structure to Dicer specificity and efficiency journal RNA volume 11 issue 5 pages 674–82 year 2005 pmid 15811921 doi 10.1261/rna.7272305 pmc 1370754 cite journal last1 Castanotto first1 Daniela last2 Rossi first2 John J. The promises and pitfalls of RNA-interference-based therapeutics journal Nature (journal) Nature volume 457 issue 7228 pages 426–433 date 22 January doi 10.1038/nature07758 pmid 19158789 pmc 2702667 bibcode Natur.457..426C وقد اقترحت الدراسات الحيوية على المعلومات الوراثية للكائنات الثنائية أشارت إلى أن هذا الطول يزيد الجين المستهدف خصوصا ويقلل التأثيرات الغير محددة. cite journal author Qiu S, Ad a C, Lane T A computational study of off-target effects of RNA interference journal Nucleic Acids Res volume 33 issue 6 pages 1834–47 year 2005 pmid 15800213 doi 10.1093/nar/gki324 pmc 1072799 وتسمى تلك السلاسل المزدوجة المنفصلة بالأحماض النووية الريبية صغيرة التداخل (siRNA) و هذه الخلايا الثنائية القصيرة يتم فصلها بعد ذلك إلى أحادية البنية ودمجها مع الحمض النووي الريبي المعقد الذي يزيد من سكون المركب (RISC) وبعد الاندماج في الحمض النووي الريبي الزائد من سكون المركب (RISC) ،زوجان أساسيان من الحمض النووي الريبي صغير التداخل (siRNAs) وفقاً لناقل الشفرة الوراثية (mRNA) ويزيد من إنتاجية انقسام الناقل (mRNA) وبالتالي يمنع من استخدامها في عملية تصنيع البروتين cite journal author Ahlquist P RNA-dependent RNA polymerases, viruses, and RNA silencing journal Science volume 296 issue 5571 pages 1270–3 year 2002 pmid 1 304 doi 10.1126/science.1069132 bibcode 2002Sci...296.1270A والحمض النووي الريبي المزدوج خارجي النمو محمي ومترابط بواسطة بروتين مستجيب يعرف بـ(RDE-4) في الديدان الخيطية و بـ (R2D2) في الذباب الصغير والذي يحفز من فعالية إنزيم دايسر (dicer) cite journal author Parker G, Eckert D, Bass B RDE-4 preferentially binds long dsRNA and its dimerization is necessary for cleavage of dsRNA to siRNA journal RNA volume 12 issue 5 pages 807–18 year pmid 16603715 doi 10.1261/rna.2338706 pmc 1440910 و هذا البروتين الوحيد التي يرتبط على طول الحمض النووي الريبي المزدوج dsRNAs)) ولكن الطريقة المتبعة تنتج هذا الطول تحديدا كالغير معروف ويسهل كذلك من نقل أجزاء الحمض النووي الريبي صغير التداخل (siRNA) إلى الحمض النووي الريبي المعقد (RISC) This RNA-binding protein then facilitates the transfer of cleaved siRNAs to the RISC complex. cite journal author Liu Q, Rand T, Kalidas S, Du F, Kim H, Smith D, Wang X R2D2, a bridge between the initiation and effector steps of the Drosophila RNAi pathway journal Science volume 301 issue 5641 pages 1921–5 year 2003 pmid 14512631 doi 10.1126/science.1088710 bibcode 2003Sci...301.1921L في الديدان الخيطية بدأ هذه العملية يتزايد عن طريق تركيب مجاميع الحمض النووي الريبي صغير التداخل الثانوي (siRNAs ) خلال عملية إنتاج إنزين دايسر أو الحمض النووي الريبي صغير التداخل الأولي (siRNAs) الذي يستخدم كجزيئات . cite journal author Baulcombe D Molecular biology. Amplified silencing journal Science volume 315 issue 5809 pages 199–200 year pmid 17218517 doi 10.1126/science.1138030 والحمض النووي الريبي صغير التداخل الثانوي مختلف تماماً عن إنتاج الحمض النووي الريبي صغير التداخل لإنزيم دايسر و يظهر لينتج عن طريق الحمض النووي الريبي المعتمد على البلمرة_الحمض النووي الريبي المنتسخ_ (RdRP) . cite journal author Pak J, Fire A Distinct populations of primary and secondary effectors during RNAi in C. elegans journal Science volume 315 issue 5809 pages 241–4 year pmid 17124291 doi 10.1126/science.1132839 bibcode Sci...315..241P cite journal author Sijen T, Steiner F, Thijssen K, Plasterk R Secondary siRNAs result from unprimed RNA synthesis and form a distinct journal Science volume 315 issue 5809 pages 244–7 year pmid 17158288 doi 10.1126/science.1136699 bibcode Sci...315..244S

الأحماض النووية الريبية الصغيرة

Microrna secondary structure.png تصغير The st -loop secondary structure of a pre-microRNA from Brassica oleracea. يعمل الحمض النووي الريبي الصغير (miRNA) على ترميز الرنا غير المرمز بطريقة جينومية وهذا بدوره يساعد على ضبط التعبير الجيني وخصوصاً أثناء عملية النماء. cite journal author Wang QL, Li ZH The functions of microRNAs in plants journal Front. Biosci. volume 12 issue pages 3975–82 year pmid 17485351 cite journal author Zhao Y, Srivastava D A developmental view of microRNA function journal Trends Bioch . Sci. volume 32 issue 4 pages 189–97 year pmid 17350266 doi 10.1016/j.tibs. .02.006 إن ظاهرة تداخل الرنا بصورة عامة تتضمن تأثيرات إسكات الجينات المحرضة المتطورة طبيعياً في ميكرو الرنا وكذلك آثار الاسكات عن طريق رنا ذو نطاقين غريب. إن الميكرو رنا الناضج مماثل في تركيبته للرنا المتدخل الصغير الذي ينتج من رنا ذي نطاقين خارجي، ولكن قبل وصول الميكرو رنا للنضج فإنه يجب أن يجتاز عملية معالجة الرنا ( تحويل النسخة الأولية). إن الميكرو رنا يعبر عنه بترميز جيني أكثر طولاً كنسخة أولية تعرف بـ الميكرو رنا الأولي الذي يتم معاجته في نواة الخلية بواسطة معالجات دقيقة معقدة لتحوله إلى ما يسمّى ب الميكرو رنا السابق الذي يتكون من 70 نيوكليتيد ذو تركيب حلقي جذعي. هذه المكونات المغقدة لإنزيم الريبوكلياز تسمى بروتين دروشا و بروتين باشا (DGCR8) . إن بروتين الحمض النووي الريبي المزدوج لهذا الميكرو رنا السابق يكون مرتبط وملتصق بإنزيم دايسر لينتج جزيء الميكرو رنا الناضج التي يمكن أن يندمج مع (الرنا-مركب الاسكات والتحفيز) وهكذا فإن الميكرو رنا والرنا المتدخل الصغير يتشاركان نفس آلية المجرى السفلي الخلوية في عملية المعالجة الأولية. cite journal author Gregory R, Chendrimada T, Shiekhattar R MicroRNA biogenesis isolation and characterization of the microprocessor complex journal Methods Mol Biol volume 342 issue pages 33–47 year pmid 16957365 doi 10.1385/1-59745-123-1 33 isbn 1-59745-123-1 إن الرنا المتدخل الصغير ينشأ من مجموعة سابقة طويلة من الرنا ذي النطاقين تختلف عن الميكرو رنا في ذلك الميكرو رنا ، وخاصة في الحيوانات، عادة يكون فيهم ازدواج القواعد غير مكتمل وذلك بهدف منع ترجمة مراسيل رنا كثيرة مختلفة بنفس المتتاليات. cite journal author Pillai RS, Bhattacharyya SN, Filipowicz W Repression of protein synthesis by miRNAs how many mechanisms? journal Trends Cell Biol volume 17 issue 3 pages 118–26 year pmid 17197185 doi 10.1016/j.tcb. .12.007 وفي المقابل يكون زوج القوعد في الرنا المتدخل الصغير مكتملاً ويحث مرسال الرنا على الإنقسام في هدف محدد ومنفرد. في ذبابة الفاكهة وفي الربداء الرشيقة يعالج الميكرو رنا والرنا المتدخل الصغير بواسطة بروتينات محفزة مستقلة وبزاسطة انزيم دايسر.. cite journal author Okamura K, Ishizuka A, Siomi H, Siomi M Distinct roles for Argonaute proteins in small RNA-directed RNA cleavage pathways journal Genes Dev volume 18 issue 14 pages 1655–66 year 2004 pmid 15231716 doi 10.1101/gad.1210204 pmc 478188 cite journal author Lee Y, Nakahara K, Pham J, Kim K, He Z, Sontheimer E, Carthew R Distinct roles for Drosophila Dicer-1 and Dicer-2 in the siRNA/miRNA silencing pathways journal Cell volume 117 issue 1 pages 69–81 year 2004 pmid 15066283 doi 10.1016/S0092-8674(04)00261-2

تنشيط وتحفيز RISC

Argonaute 1u04 1ytu composite.png تصغير Left A full-length argonaute protein from the archaea species Pyrococcus furiosus. Right The PIWI domain of an argonaute protein in complex with double-stranded RNA. تعتبر أنزيمات الإندونيوكليزيز endonucleases المركب النشط والذي يكون (RISC) وهي ماتسمى ببروتينات الأرجونات argonaute proteins والتي تقوم بعملية شطر خيط الحامض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) المستهدف والمكمل لـ (si RNA). تكون الخيوط العشوائية الناتجة عبارة عن خيوط مزدوجة. ونظريا يمكن لهذه الخيوط انتاج (si RNA). لكن واحد فقط من هذه الخيوط والذي يعرف باسم الخيط القائد يمكنه أن يرتبط ببروتين الأرجونات ويقوم بعملية إسكات الجين. أما الخيط الثاني والمضاد للخيط القائد فإنه يحدث له عملية تحلل أثناء تفعيل (RISC). cite journal author Gregory R, Chendrimada T, Cooch N, Shiekhattar R Human RISC couples microRNA biogenesis and posttranscriptional gene silencing journal Cell volume 123 issue 4 pages 631–40 year 2005 pmid 16271387 doi 10.1016/j.cell.2005.10.022 وان كان يعتقد في البدء أن أنزيم الهيليكاز والمعتمد على مركب أدونيسين ثلاثي الفوسفات ( ATP-dependent helicase ) هو الذي يقوم بعملية فصل الخيطين,, مرجع كتاب العنوان Molecular Cell Biology الإصدار 5th الناشر WH Fre an New York, NY سنة 2004 مسار http //www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid mcb.TOC الرقم المعياري 978-0-7167-4366-8 المؤلف Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipurksy SL, Darnell J ولكن في الواقع فإن هذه العمليةلا تعتمدإطلاقا على مركب (ATP) وتنشط بفعل التراكيب البروتينية في (RISC). cite journal author Matranga C, Tomari Y, Shin C, Bartel D, Zamore P Passenger-strand cleavage facilitates ass bly of siRNA into Ago2-containing RNAi enzyme complexes journal Cell volume 123 issue 4 pages 607–20 year 2005 pmid 16271386 doi 10.1016/j.cell.2005.08.044 cite journal author Leuschner P, Ameres S, Kueng S, Martinez J Cleavage of the siRNA passenger strand during RISC ass bly in human cells journal EMBO Rep volume 7 issue 3 pages 314–20 year pmid 16439995 doi 10.1038/sj. bor.7400637 pmc 1456892 ومع ذلك فإن التجارب المعملية على ميكانيكية عمل (RNAi) في وجود مركب (ATP) من عدمه أشارت إلى أن مركب (ATP) قد يتطلب وجوده في عملية الفصل بين الخيطين المكونة للحامض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) وإزالته من مركب (RISC) بعد عملية التفاعل. cite journal last Haley first B coauthors Zamore B Kinetic analysis of the RNAi enzyme complex journal Nature Structural & Molecular Biology year 2004 volume 11 issue 7 pages 599–606 doi 10.1038/nsmb780 url http //www.nature.com/nsmb/journal/v11/n7/abs/nsmb780.html والخيط الذي تم اختياره ليكون الخيط القائد تتميز نهايته 5' بعدم ثباتها وارتباطها بمكملها, cite journal Asymmetry in the ass bly of the RNAi enzyme complex author Schwarz DS, Hutvأ،gner G, Du T, Xu Z, Aronin N, Zamore PD journal Cell year 2003 volume 115 issue 2 pages 199–208 pmid 14567917 doi 10.1016/S0092-8674(03)00759-1 لكن عملية اختيار الخيط لاتعتمد على الاتجاه الذي تتم فيه عملية إنشطار الخيط المزدوج من (ds RNA), وقبل التحامه مع مركب (RISC). cite journal author Preall J, He Z, Gorra J, Sontheimer E Short interfering RNA strand selection is independent of dsRNA processing polarity during RNAi in Drosophila journal Curr Biol volume 16 issue 5 pages 530–5 year pmid 16527750 doi 10.1016/j.cub. .01.061 وبدلا من ذلك قد يقوم بروتين (R2D2) بمثابة عامل التفريق حيث يرتبط بالنهاية 5' في الخيط المكمل للخيط القائد. cite journal author Tomari Y, Matranga C, Haley B, Martinez N, Zamore P A protein sensor for siRNA asymmetry journal Science volume 306 issue 5700 pages 1377–80 year 2004 pmid 15550672 doi 10.1126/science.1102755 bibcode 2004Sci...306.1377T هيولي – الخلية و قد تم اقتباس هذا المصطلح من الصفحة العربية له في ويكيبيديا تمت دراسة الأسس الهيكلية اللازمة لربط RNA مع البروتين الأرجونتي عن طريق دراسة البلورات بالأشعة السينية لمجال ارتباط RNA بالبروتين الأرجونتي. يدخل حينها الطرف الخامس من RNA والمتحول إلى فسفور في السطح الجيبي الأساسي المحجوز، الذي يقوم بالاتصال من خلال الأيون الديفلنتي ( ذرة بشحنتين موجبتين ) مثل المغنيزيوم و ذلك عن طريق الاصطفاف العطري ( عملية كيميائية تسمح لأكثر من ذرة بمشاركة الكترون وذلك عن طريق إرساله و استقباله بشكل متكرر) بين النيكلوتيد رقم 5 في RNA و بقايا التريزيون . من المتوقع أن هذا الموقع هو الذي يشكل موقع التحول إلى نيكلوتيد والذي يتم فيه ارتباط siRNA بال miRNA الهدف. cite journal author Ma J, Yuan Y, Meister G, Pei Y, Tuschl T, Patel D Structural basis for 5'-end-specific recognition of guide RNA by the A. fulgidus Piwi protein journal Nature volume 434 issue 7033 pages 666–70 year 2005 pmid 15800629 doi 10.1038/nature03514 bibcode 2005Natur.434..666M أظهرت الدراسة التحليلية للتأثير المكتسب للأزواج المترابطة عن طريق الخطأ في النهاية الخامسة أو الثالثة للنهاية الجزيئية تحت الدراسة أن الحد الخامس هو المسؤول عن الارتباط والتزواج في الناقل للشفرة الوراثية ، بينما الحد الثالث هو المسؤول عن الترتيب الفيزيائي للطرف الثالث الهدف الذي يساهم في تشكيل منطقة الريسك لصالح عملية الفصل في miRNA . من غير الواضح حتى الآن كيفية اكتشاف مركب الريسك الفعَال مكان تواجد miRNA التكميلي في الخلية. بالرغم من أنَ عملية الفصل قد يتم افتراض حدوثها بسبب عملية تحول الناقل للشفرة الوراثية (mRNA) و التي لا تعد ضرورية لعملية تفكك الوسيط لتداخل الحمض النووي الريبي (RNAi) cite journal author Sen G, Wehrman T, Blau H mRNA translation is not a prerequisite for small interfering RNA-mediated mRNA cleavage journal Differentiation volume 73 issue 6 pages 287–93 year 2005 pmid 16138829 doi 10.1111/j.1432-0436.2005.00029.x في الواقع تداخل الأحماض النووية الريبية (RNAi) فد تكون أكثر فعالية من ناقل الشفرة الوراثية (mRNA)الذي لا ينتقل cite journal author Gu S, Rossi J Uncoupling of RNAi from active translation in mammalian cells journal RNA volume 11 issue 1 pages 38–44 year 2005 pmid 15574516 doi 10.1261/rna.7158605 pmc 1370689 . ولقد تم اكتشاف أنّ البروتينات الأرجونتية _العناصر المحفزة للحمضو النووي الريبي المسكن (RISC) ، موجهة محلياً لمناطق معينة في هيولي الخلية و التي تعرف بـأجسام P أو أجسام هيولي الخلية و التي تعتبر من مناطق تفكيك RNAi بمستويات عالية. cite journal author Sen G, Blau H Argonaute 2/RISC resides in sites of mammalian mRNA decay known as cytoplasmic bodies journal Nat Cell Biol volume 7 issue 6 pages 633–6 year 2005 pmid 15908945 doi 10.1038/ncb1265

الإسكات النسخي

RNAi-simplified.png تصغير The enzyme dicer trims double stranded RNA, to form small interfering RNA or microRNA. These processed RNAs are incorporated into the RNA-induced silencing complex (RISC), which targets messenger RNA to prevent translation.[37 ] تستخدم مركبات تداخل RNA في العديد من الخلايا حقيقية النواة للحفاظ على تنظيم وتركيب الجينوم الخاص بها. يساعد تعديل الهستونات وحث تشكيل الهتروكروماتين في التقليل من الجينات قبل عملية النسخ؛ cite journal author Holmquist G, Ashley T Chromosome organization and chromatin modification influence on genome function and evolution journal Cytogenet Genome Res volume 114 issue 2 pages 96–125 year pmid 16825762 doi 10.1159/000093326 يُشار إلى هذه العملية بالإسكات النسخي RITS وتتم من خلال مجموعة معقدة من البروتينات التي تتكون في انشطار الخميرة من الأرجونات التي تتكون من بروتين يسمى Chp1 وآخر يسمى Tas3؛ البروتين مجهول الوظائف. cite journal author Verdel A, Jia S, Gerber S, Sugiyama T, Gygi S, Grewal S, Moazed D RNAi-mediated targeting of heterochromatin by the RITS complex journal Science volume 303 issue 5658 pages 672–6 year 2004 pmid 14704433 doi 10.1126/science.1093686 pmc 3244756 bibcode 2004Sci...303..672V ونتيجة لذلك فإن تتطلب عملية الحث أرجونات وبروتينات RdRP. cite journal author Irvine D, Zaratiegui M, Tolia N, Goto D, Chitwood D, Vaughn M, Joshua-Tor L, Martienssen R Argonaute slicing is required for heterochromatic silencing and spreading journal Science volume 313 issue 5790 pages 1134–7 year pmid 16931764 doi 10.1126/science.1128813 bibcode Sci...313.1134I في الواقع، حذف هذه الجينات في انشطار الخميرة يعطل مثيلة الهيستون ويشكل السنترومير، cite journal author Volpe T, Kidner C, Hall I, Teng G, Grewal S, Martienssen R Regulation of heterochromatic silencing and histone H3 lysine-9 methylation by RNAi journal Science volume 297 issue 5588 pages 1833–7 year 2002 pmid 12193640 doi 10.1126/science.1074973 bibcode 2002Sci...297.1833V مما يتسبب في تباطؤ أو توقف طور الصعود أثناء إنقسام الخلية. cite journal author Volpe T, Schramke V, Hamilton G, White S, Teng G, Martienssen R, Allshire R RNA interference is required for normal centromere function in fission yeast journal Chromosome Res volume 11 issue 2 pages 137–46 year 2003 pmid 12733640 doi 10.1023/A 1022815931524 في بعض الحالات، لوحظ في عمليات مماثلة مرتبطة بتعديل الهيستونات زيادة عدد الجينات عن طريق النسخ. cite journal author Li LC, Okino ST, Zhao H, Pookot D, Place RF, Urakami S, Enokida H, Dahiya R year Small dsRNAs induce transcriptional activation in human cells url journal Proc Natl Acad Sci USA volume 103 issue 46 pages 17337–42 pmid 17085592 pmc 1859931 doi 10.1073/pnas.0607015103 bibcode PNAS..10317337L الآلية التي يحث بها البروتين RITS الهتروكروماتين على التشكيل والتزاوج ليست مفهومة بشكل جيد. ركزت معظم الدراسات على التزاوج من نوع انشطار الخميرة، التي قد لا تكون ممثلة للأنشطة الجينية في الكائنات الأخرى. للحفاظ على تواجد الهتروكروماتين يُشكل البروتين RITS عقدة مع مكملة (siRNAscompl entary) الجينات المحلية والهستونات. يعتمد تشكيل الهتروكروماتين على المقامر وذلك قد يكون لكونه مطلوباً لتوليد التكملة الأولى siRNAs التي هي النسخ الهدف لاحقا. cite journal author Noma K, Sugiyama T, Cam H, Verdel A, Zofall M, Jia S, Moazed D, Grewal S RITS acts in cis to promote RNA interference-mediated transcriptional and post-transcriptional silencing journal Nat Genet volume 36 issue 11 pages 1174–80 year 2004 pmid 15475954 doi 10.1038/ng1452

التداخل مع تحرير الحمض النووي الربيبي (RNA)

نوع تحرير الحمض النووي الريبي (RNA) هو الأكثر انتشاراً في الكائنات حقيقة النواة السائدة التي تحول نيوكليوتيد الأدينوسين إلى إينوسين في الحمض النووي الربيبي المزدوج (dsRNA) وذلك عن طريق إنزيم نازعة أمين الأدينوسين (ADAR) cite journal author Bass B RNA Editing by Adenosine Deaminases That Act on RNA journal Annu Rev Bioch volume 71 issue pages 817–46 year 2002 pmid 12045112 doi 10.1146/annurev.bioch .71.110601.135501 pmc 1823043 والذي تم اقتراحه أول مرة في عام 2000م بأن تداخل الحمض النووي الريبي RNAi) ) وتحرير مسارات الحمض النووي الريبي (A→I RNA) قد يتزاحما على سطح الحمض النووي الريبي المزدوج (dsRNA) _ السطح الذي ينمو عليه كائن حي أو يتصل به _ . cite journal author Bass B Double-stranded RNA as a t plate for gene silencing journal Cell volume 101 issue 3 pages 235–8 year 2000 pmid 10847677 doi 10.1016/S0092-8674(02)71133-1 وبالفعل تخضع بعض بدايات الأحماض النووية الريبية الصغيرة (miRNAs) لتحرير الحمض النووي الريبي (RNA) cite journal author Luciano D, Mirsky H, Vendetti N, Maas S RNA editing of a miRNA precursor journal RNA volume 10 issue 8 pages 1174–7 year 2004 pmid 15272117 doi 10.1261/rna.7350304 pmc 1370607 cite journal author Yang W, Chendrimada T, Wang Q, Higuchi M, Seeburg P, Shiekhattar R, Nishikura K Modulation of microRNA processing and expression through RNA editing by ADAR deaminases journal Nat Struct Mol Biol volume 13 issue 1 pages 13–21 year pmid 16369484 pmc 2950615 doi 10.1038/nsmb1041 وهذه المكيانيكية قد تنظم تسلسل وتعبير الأحماض النووية الصغيرة miRNA)) الناضجة وعلاوة على ذلك، فإن واحداً على الأقل من إنزيم نازعة أمين الأدينوسين (ADAR) الخاص بالثدييات يمكنه عزل الأحماض النووية صغيرة التداخل ((siRNA من مسار عناصر تداخل الأحماض النووية الريبية (RNAi) cite journal author Yang W, Wang Q, Howell K, Lee J, Cho D, Murray J, Nishikura K ADAR1 RNA Deaminase Limits Short Interfering RNA Efficacy in Mammalian Cells journal J Biol Ch volume 280 issue 5 pages 3946–53 year 2005 pmid 15556947 pmc 2947832 doi 10.1074/jbc.M407876200 ؛ ويصدر المزيد من الدعم لهذه النماذج من الدراسات التي أجريت على إنزيم نازعة أمين الأدينوسين الصفرية _ أي التي بلا قيمة _ على سلاسلات الديدان الخيطية وتشير إلى أن تحرير الحمض النووي الريبي (A→I RNA) قد يتفاعل عكسيا مع تداخل الحمض النووي الريبي لإخماد الطفرات باطنية النمو والطفرات المتنقلة cite journal author Nishikura K Editor meets silencer crosstalk between RNA editing and RNA interference journal Nat Rev Mol Cell Biol volume 7 issue 12 pages 919–31 year pmid 17139332 pmc 2953463 doi 10.1038/nrm2061

التباين بين الكائنات الحية

Rnai diagram retrovirology.png تصغير Illustration of the major differences between plant and animal gene silencing. Natively expressed microRNA or exogenous small interfering RNA is processed by dicer and integrated into the RISC complex, which mediates gene silencing.[53 ] الكائنات تختلف في قدرتها على تناول الحمض النووي الرايبوزي المزدوج الجديلة dsRNA واستخدامها في مسار الحمض النووي الرايبوزي المتداخل RNAi. تأثير الحمض النووي الرايبوزي المتداخل يمكن أن يكون نظامي أو وراثي في النباتات و دودة الربداء الرشيقة C. elegans وليس في ذبابة الفاكهة أو الثدييات. في النباتات يُعتقد أن الحمض النووي الرايبوزي المتداخل ينتشر عن طريق انتقال الحمض النووي الرايبوزي المتداخل الصغيرsiRNA بين الخلايا من خلال الرابطة الهيولية (قنوات في جدران الخلايا التي تمكِّن التواصل والنقل). ويأتي التوريث من مثيلة من المحفزات المستهدفة من قبل RNAi؛ يتم نسخ النمط الجديد من الحامض في كل جيل جديد من الخلية. cite journal author Jones L, Ratcliff F, Baulcombe DC RNA-directed transcriptional gene silencing in plants can be inherited independently of the RNA trigger and requires Met1 for maintenance journal Current Biology year 2001 volume 11 issue 10 pages 747–757 url http //www.sciencedirect.com/science?_ob ArticleURL&_udi B6VRT-433PCG6-K&_user 10&_coverDate 05 2F15 2F2001&_rdoc 1&_fmt &_orig search&_sort d&view c&_acct C000050221&_version 1&_urlVersion 0&_userid 10&md5 1e8ad684cc54f07e94776926599d292b doi 10.1016/S0960-9822(01)00226-3 pmid 11378384 هناك تمييز واسع النطاق بين النباتات والحيوانات في انتاج الحمض النووي الرايبوزي الصغير miRNA. ففي النباتات الحمض النووي الرايبوزي الصغير يكون عادة مكمل بشكل مثالي أو شبه مثالي للجين الهدف و يحث على إنتاج الحمض الرايبوزي الناقل mRNA وينشق ب RISC . بينما في الحيوانات الحمض الرايبوزي الصغير miRNA مختلف في التركيب ويؤدي إلى إحباط الإسنتساخ. بينما الـ miRNAs الخاصة بالحيوانات تميل لتكون أكثر تبايناً في التسلسل. يمكن أن تنتج تفاعلات تحول دون البدء من عوامل الترجمة للـ RNA الرسول.. cite journal author Humphreys DT, Westman BJ, Martin DI, Preiss T year 2005 MicroRNAs control translation initiation by inhibiting eukaryotic initiation factor 4E/cap and poly(A) tail function journal Proc Natl Acad Sci USA volume 102 pages 16961–16966 pmid 16287976 doi 10.1073/pnas.0506482102 issue 47 pmc 1287990 bibcode 2005PNAS..10216961H بعض البروتوزوا وحيدة الخلية مثل الليشمينيا الكبيرة leishmania major و تريبانوسوما كروزي Trypanosoma cruzi تفتقد إلى مسار تداخل الحمض الريبي النووي - التداخل الرناوي RNAi. cite journal author DaRocha W, Otsu K, Teixeira S, Donelson J Tests of cytoplasmic RNA interference (RNAi) and construction of a tetracycline-inducible T7 promoter syst in Trypanosoma cruzi journal Mol Bioch Parasitol volume 133 issue 2 pages 175–86 year 2004 pmid 14698430 doi 10.1016/j.molbiopara.2003.10.005 cite journal author Robinson K, Beverley S Improv ents in transfection efficiency and tests of RNA interference (RNAi) approaches in the protozoan parasite Leishmania journal Mol Bioch Parasitol volume 128 issue 2 pages 217–28 year 2003 pmid 12742588 doi 10.1016/S0166-6851(03)00079-3 كل أو اغلب المكونات مفقودة في بعض أنواع الفطريات و أوضح مثال لذلك فطريات الخميرة saccharomyces cerevisiae . cite journal author L. Aravind, Hid i Watanabe, David J. Lipman, and Eugene V. Koonin Lineage-specific loss and divergence of functionally linked genes in eukaryotes journal Proceedings of the National Acad y of Sciences volume 97 issue 21 pages 11319–11324 year 2000 id doi 10.1073/pnas.200346997 pmid 11016957 pmc 17198 bibcode 2000PNAS...9711319A بالرغم من ذلك، دراسه حديثة أوضحت وجود التداخل الرناوي في فصائل اخرى من الفطريات كال ساكرومايسيس كاتالي saccharomyces caatellii و كانديدا البيكانز candida albicans . دلالات اخرى تشير إلى وجود نوعان من البروتينات المتعلقة بالتداخل الرناوي في S. castellii و التي تسهل هذا التداخل في فطريات الخميرة S. cerevisiae. cite journal author Drinnenberg IA, Weinberg DE, Xie KT, Nower JP, Wolfe KH, Fink GR, Bartel DP RNAi in Budding Yeast journal Science year pmid 19745116 doi 10.1126/science.1176945 volume 326 issue 5952 pages 544–50 bibcode Sci...326..544D و هذا يدل على أن بعض الفطريات الكيسية و الدعامية تفتقد إلى هذا التداخل و بالتالي البروتينات الضرورية لعملية تقطيع حمض الـ ار ان آي RNA silencing تكون قد فقدت بشكل تام في العديد من سلالات الفطريات و غالبا ذلك يعود إلى تطور طرق غير مألوفة بوظائف مشابهة أو فقدان بعض المميزات الاختيارية في جدران الخميرة. cite journal author Nakayashiki H, Kadotani N, Mayama S Evolution and diversification of RNA silencing proteins in fungi journal J Mol Evol volume 63 issue 1 pages 127–35 year pmid 16786437 doi 10.1007/s00239-005-0257-2

الأجهزة المرتبطة بالكائنات وحيدة الخلايا

عملية التعبير الجيني Gene expression في الكائنات متعدده الخلايا تتآثر بنظام يعتمد على RNA مشابها نوعا ما لنظام التداخل الرناويRNAi. شفرات الحمض الريبي النووي الجينية RNA-encoding gene تقوم بالتحكم بالحمض الريبي النووي المراسلRNAm بترجمة تلك الجينات بواسطة تكوين مكمَل للحمض الريبي النووي ثم ينفصل عنه ليكون الحمض الريبي النووي المراسلRNAm. و على الرغم من كل هذه المنظمات الرناوية إلا أنها لا تعتبر مماثلة لـ miRNA بسبب عدم وجود أنزيم dicer دايسر cite journal author Morita T, Mochizuki Y, Aiba H Translational repression is sufficient for gene silencing by bacterial small noncoding RNAs in the absence of mRNA destruction journal Proc Natl Acad Sci USA volume 103 issue 13 pages 4858–63 year pmid 16549791 doi 10.1073/pnas.0509638103 pmc 1458760 bibcode PNAS..103.4858M . و قد اقتُرِح أن تداخل كريسبر CRISPR interference في الكائنات متعددة الخلايا متماثل للموجود في نظام التداخل الرناوي في وحيدات الخلية بالرغم من أنه لا يوجد أي تشابه في تركيب البروتينات للحمض الريبي النووي. cite journal author Makarova K, Grishin N, Shabalina S, Wolf Y, Koonin E A putative RNA-interference-based immune syst in prokaryotes computational analysis of the predicted enzymatic machinery, functional analogies with eukaryotic RNAi, and hypothetical mechanisms of action journal Biol Direct volume 1 issue pages 7 year pmid 16545108 doi 10.1186/1745-6150-1-7 pmc 1462988

الوظايف الحيوية

المناعة

التداخل الرناوي يعتبر جزء مهم و حيوي في الدفاع المناعي ضد الفيروسات أو أي مواد جينيه لأجسام غريبة، خصوصا في النباتات حيث أنها قد تمنع الانتشار الذاتي للينقولات. cite journal author Stram Y, Kuzntzova L Inhibition of viruses by RNA interference journal Virus Genes volume 32 issue 3 pages 299–306 year pmid 16732482 doi 10.1007/s11262-005-6914-0 النباتات مثل Adabidopsis thaliana ( أرابيدوبسيس ثاليانا) المطلق عليه إذن الفأر تقوم بتمثيل العديد من التنادد _أي تشابه بين عضيات بسبب انحدارهم من جد مشترك_ أو الصفات المتشابهة المختصة بالتفاعل بطريقة مختلفة عندما يتعرض النبات لأنواع عديدة من الع¤يروسات. cite journal author Blevins T, Rajeswaran R, Shivaprasad P, Beknazariants D, Si-Ammour A, Park H, Vazquez F, Robertson D, Meins F, Hohn T, Pooggin M Four plant Dicers mediate viral small RNA biogenesis and DNA virus induced silencing journal Nucleic Acids Res volume 34 issue 21 pages 6233–46 year pmid 17090584 doi 10.1093/nar/gkl886 pmc 1669714 مع العلم أنه حتى قبل فهم التداخل الرناوي بشكل واضح، كان معروفا أن عملية إلغاء تنشيط الجين (gene silencing) في النباتات قد تنتشر في النبته ذاتها على هيئة التأثير الكلي؟!! cite journal author Palauqui J, Elmayan T, Pollien J, Vaucheret H Syst ic acquired silencing transgene-specific post-transcriptional silencing is transmitted by grafting from silenced stocks to non-silenced scions journal EMBO J volume 16 issue 15 pages 4738–45 year 1997 pmid 9303318 doi 10.1093/ boj/16.15.4738 pmc 1170100 و بالتالي قد تنتقل من الأصل إلى السلالة المطعمة ( النبته الاساس للنبات الجديد ) بواسطة عملية تطعيم النباتات. منذ أن اكتشفت هذه الصفة و عرفت كأحد وسائل الجهاز المناعي المكتسب، سمحت للنبات بأن يستجيب للفايروس بعد المواجهة الأولية. cite journal author Voinnet O RNA silencing as a plant immune syst against viruses journal Trends Genet volume 17 issue 8 pages 449–59 year 2001 pmid 11485817 doi 10.1016/S0168-9525(01)02367-8 في عملية الاستجابة، العديد من فيروسات النباتات قامت بتطوير وسائلها لتثبيط استجاب التداخل الرناوي؛ و هذا يتضمن بروتينات الفايروس التي تربط قطع الحمض النووي الرايبوزي المزدوج بالفردي siRNA كالتي تتكون بواسطة نشاط انزيم ديسر ( dicer) cite journal author Mérai Z, Kerényi Z, Kertész S, Magna M, Lakatos L, Silhavy D Double-Stranded RNA Binding May Be a General Plant RNA Viral Strategy To Suppress RNA Silencing journal J Virol volume 80 issue 12 pages 5747–56 year pmid 16731914 doi 10.1128/JVI.01963-05 pmc 1472586 بعض جينات النباتات تقوم بتمثيل أو تعريض siRNA من أجل الاستجابة في حال وجود إلتهابات بسبب أنواع محددة من البكتيريا، cite journal author Katiyar-Agarwal S, Morgan R, Dahlbeck D, Borsani O, Villegas A, Zhu J, Staskawicz B, Jin H A pathogen-inducible endogenous siRNA in plant immunity journal Proc Natl Acad Sci USA volume 103 issue 47 pages 18002–7 year pmid 17071740 doi 10.1073/pnas.0608258103 pmc 1693862 bibcode PNAS..10318002K هذا التآثير قد يكون نوعا من الاستجابة الكلية لمسبب المرض الذي يعمل على إخلال تنظيم أي عملية حيوية في النبات و الذي يساعد في عملية الاصابة أو الالتهاب. cite journal author Fritz J, Girardin S, Philpott D Innate immune defense through RNA interference journal Sci STKE volume issue 339 pages pe27 year pmid 16772641 doi 10.1126/stke.339 pe27 بالرغم من أن الحيوانات بشكل عام تتعرض لانزيم Dicer (إنزيم مفتت) أقل من النباتات إلا أن التداخل الرناوي في بعض الحيوانات أظهر بعض الاستجابة لمضادات الفيروسات . في كلا نوعا ذبابة الفاكهة ( البالغ و الصغير)،أظهر التداخل الرناوي أهميته في المناعة الاساسية ضد الفيروسات و تتنشط ضد أي مسبب مرضي ك Drosophila X virus. cite journal author Zambon R, Vakharia V, Wu L RNAi is an antiviral immune response against a dsRNA virus in Drosophila melanogaster journal Cell Microbiol volume 8 issue 5 pages 880–9 year pmid 16611236 doi 10.1111/j.1462-5822. .00688.x cite journal author Wang X, Aliyari R, Li W, Li H, Kim K, Carthew R, Atkinson P, Ding S RNA Interference Directs Innate Immunity Against Viruses in Adult Drosophila journal Science volume 312 issue 5772 pages 452–4 year pmid 16556799 doi 10.1126/science.1125694 pmc 1509097 bibcode Sci...312..452W نفس دور المناعة موجود أيضا في ايليجانس (C. )elegans كبروتين ارجونايتي (argonaute) الذي يتنظم حين الاستجابة إلى الفيروسات و الديدان اللذان يعملان على زيادة تمثيل التداخل الرناوي و بالتالي تقاوم الإلتهاب الفايروسي. cite journal author Lu R, Maduro M, Li F, Li H, Broitman-Maduro G, Li W, Ding S Animal virus replication and RNAi-mediated antiviral silencing in C elegans journal Nature volume 436 issue 7053 pages 1040–3 year 2005 pmid 16107851 doi 10.1038/nature03870 pmc 1388260 bibcode 2005Natur.436.1040L cite journal author Wilkins C, Dishongh R, Moore S, Whitt M, Chow M, Machaca K RNA interference is an antiviral defence mechanism in Caenorhabditis elegans journal Nature volume 436 issue 7053 pages 1044–7 year 2005 pmid 16107852 doi 10.1038/nature03957 bibcode 2005Natur.436.1044W دور التداخل الرناوي في الجهاز المناعي الأساسي للثدييات غير مفهوم كليا بعد، و ذلك قد يعود إلى كمية المعلومات الضئيلة المتوفرة، و على الرغم من ذلك وجود فيروسات قادرة على تثبيط استجابة عملية التداخل الرناوي قد يكون دلالة على أن التداخل الرناوي يعتمد على الجهاز المناعي في الثدييات ولكن هذه النظرية قد تبطل نظرا لضعف الأدلة و البراهين. cite journal author Berkhout B, Haasnoot J The interplay between virus infection and the cellular RNA interference machinery journal FEBS Lett volume 580 issue 12 pages 2896–902 year pmid 16563388 doi 10.1016/j.febslet. .02.070 cite journal author Schütz S, Sarnow P Interaction of viruses with the mammalian RNA interference pathway journal Virology volume 344 issue 1 pages 151–7 year pmid 16364746 doi 10.1016/j.virol.2005.09.034 هناك أيضا وظائف أخرى بديلة للتداخل الرناوي في الثدييات، علي سبيل المثال هذا التداخل قد ظهر بواسطة فايروس الهربس الذي يعمل كمحفز للكروماتين المغاير الذي يؤدي إلى تعديل الفيروس الكامن cite journal author Li H, Ding S Antiviral silencing in animals journal FEBS Lett volume 579 issue 26 pages 5965–73 year 2005 pmid 16154568 doi 10.1016/j.febslet.2005.08.034 pmc 1350842

قله (ضعف) عمل الجينات

التطور الطبيعي (المقصود به النمو و التكون) بقوم ب تنشيط عمل مايكرو الحمض الرايبي النوووي و هذا يتضمن كلا من الانترون و المناطق الفاصله بين كل جين . التطور يلعب دور مهم في كبح ترجمة الجين and in the regulation of. cite journal author Carrington J, Ambros V Role of microRNAs in plant and animal development journal Science volume 301 issue 5631 pages 336–8 year 2003 pmid 12869753 doi 10.1126/science.1085242 bibcode 2003Sci...301..336C و في تنظيم النمو خصوصا في وقت التخلق و الحفاظ على الخلايا الغير متمايزة او المتباينة بشكل غير كامل كالخلايا الجذعيه. هذه العملية تم تعريفها لاول مره في عام 1993 في c.elegans. cite journal author Lee R, Feinbaum R, Ambros V The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense compl entarity to lin-14 journal Cell volume 75 issue 5 pages 843–54 year 1993 pmid 8252621 doi 10.1016/0092-8674(93)90529-Y و تم اكتشافها أيضاً في النبات، في نبته تدعى ارابيدوبسيس عندما وجد ان JAW microRNA يدخل في تنظيم عدد من الجينات المسئوله عن تحديد شكل النبته. cite journal author Palatnik J, Allen E, Wu X, Schommer C, Schwab R, Carrington J, Weigel D Control of leaf morphogenesis by microRNAs journal Nature volume 425 issue 6955 pages 257–63 year 2003 pmid 12931144 doi 10.1038/nature01958 bibcode 2003Natur.425..257P في النباتات ، اغلب الجينات التي تنظم بواسطه مايكرو حمض الرايبو النووي تعتبر من عوامل عملية النسخ. cite journal author Zhang B, Pan X, Cobb G, Anderson T Plant microRNA a small regulatory molecule with big impact journal Dev Biol volume 289 issue 1 pages 3–16 year pmid 16325172 doi 10.1016/j.ydbio.2005.10.036 و بالتالي نشاط هذا الحمض يعتبر واسع حيث يمتد لكل شبكات للجين خلال فتره النمو بواسطة إحداث تعديلات لأهم الجينات المنظمة. و هذا يتضمن عوامل النسخ و بروتينات F-box. cite journal author Jones-Rhoades M, Bartel D, Bartel B MicroRNAS and their regulatory roles in plants journal Annu Rev Plant Biol volume 57 issue pages 19–53 year pmid 16669754 doi 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105218 في اغلب الكائنات (وهذا يتضمن الإنسان)، ارتبط مفهوم مايكرو حمض الرايبو النووي بتكوين الأورام وعدم انتظام دورة حياة الخلية. في هذه الحالة يعمل الحمض كجين ورمي و جين مثبط للورم. cite journal author Zhang B, Pan X, Cobb G, Anderson T microRNAs as oncogenes and tumor suppressors journal Dev Biol volume 302 issue 1 pages 1–12 year pmid 16989803 doi 10.1016/j.ydbio. .08.028

عملية التطور

بناءً على التحليل القائم على التبسيط (parsimony-based) في علم الوراثة العرقي -دراسة العلاقات التطورية بين مجموعات الكائنات الحية، التي تُكتشف عبرَ التحاليل الجزيئية ودراسة تشكيل الكائنات المختلفة-، وجد أن أغلب المورثات في حقيقيات النوى (Eukaryote‏) على الأرجح تمر في مسار تداخل الحمض النووي الريبي المبكر، كما اعتُقد أن عدم وجود هذا المسار في حقيقيات نوى معينة يعتبر صفة. cite journal author Cerutti H, Casas-Mollano J On the origin and functions of RNA-mediated silencing from protists to man journal Curr Genet volume 50 issue 2 pages 81–99 year pmid 16691418 doi 10.1007/s00294-006-0078-x pmc 2583075 إن هذا النظام الموروث غالباً يحتوي بروتين واحد على الأقل شبيه بالدايسر وواحد من كل من بروتين أرجونات argonaute وبروتين PIWI بالإضافة إلى الرنا المعتمد على بوليميراز الرنا، ويشار إلى أن هذه البروتينات من الممكن أن يكون لها مهمات أخرى في الخلية. وفي مجال أوسع فإن إحدى دراسات علم الجينوم المقارن أشارت أيضاً إلى أن حقيقيات النوى التابعة للمجموعة التاجية قد مرت بكل المراحل السابقة وبالتالي فقد يكون لها ارتباط بطريقة ما بأنظمة تحطيم الحمض الرايبوزي كما في exosom. cite journal author Anantharaman V, Koonin E, Aravind L Comparative genomics and evolution of proteins involved in RNA metabolism journal Nucleic Acids Res volume 30 issue 7 pages 1427–64 year 2002 pmid 11917006 doi 10.1093/nar/30.7.1427 pmc 101826 هذه الدراسة اقترحت أيضاً أن عائله بروتين أرجونات argonaute والتي يتشارك فيها جميع الكائنات حقيقيات النوى وأغلب العتائق (الجراثيم العتيقة Archaea) وبعض البكتيريا مثل أكويفكس إيوليكوس (Aquifex aeolicus) قد تكون مماثلة ومنشأة بالأصل من مكونات المرحلة الأولى في نظام الترجمة (translation initiation syst ). على وجه العموم فقد اتفق على أن دور المورّثات في نظام تداخل الرنا يكمن في أنها خط الدفاع المناعي الأول ضد الأجزاء الجينية الخارجية الغريبة عنه كالترانسبوزونات وفيروسات الجينوم. cite journal author Buchon N, Vaury C RNAi a defensive RNA-silencing against viruses and transposable el ents journal Heredity volume 96 issue 2 pages 195–202 year pmid 16369574 doi 10.1038/sj.hdy.6800789 ربما كانت الأدوار المرتبطة بذلك مثل تعديل هيستون قد لوحظت في مورثات حقيقيات النوى الحديثة، وإن كانت الأدوار الأخرى المرتبطة كضبط عملية النمو بواسطة مايكرو الحمض الرايبوزي miRNA استنبطت في وقتٍ لاحق. إن جينات RNAi (كمكونات للجهاز المناعي الأساسي ضد الفيروسات في العديد من كائنات حقيقيات النوى) يدخل في عملية سباق التسلح التطوري مع الجين الفيروسي. بعض الفيروسات كوّنت آليات محددة من أجل تثبيط الاستجابة لعملية تداخل الرنا RNAi في خلايا الجسم المُضيف، وهذا ماتم ملاحظته في فيروسات النبات على وجه الخصوص. دراسات اخرى عن مستوى التطور في ذبابة الفاكهة (Drosophila) أوضحت ان الجينات في مسار RNAi تخضع لانتقاء اتجاهي قوي وهي أسرع الجينات تطوراً في جينوم هذا الكائن. cite journal author Obbard D, Jiggins F, Halligan D, Little T Natural selection drives extr ely rapid evolution in antiviral RNAi genes journal Curr Biol volume 16 issue 6 pages 580–5 year pmid 16546082 doi 10.1016/j.cub. .01.065

التطبيقات التقنية

يستخدم نظام تدخل RNA عادة في علم الأحياء التجريبي لدراسة وظائف الجينات في مزرعة الخلية والكائنات الحية المثالية. الحمض الثنائي الشريطي RNA مركب من سلسلة مكملة لجين نافع ويدخل في الخلية او الكائن الحي، حيث يتم التعرف عليه كجين وراثي خارجي ينشط مسار تدخل RNA. وقد توصل الباحثون إلى ان استخدام هذه الالية يُسبب نقصاً حاداً في مقدار الجين المستهدف, ويمكن دراسة تاثيرات هذا النقصان ان يظهر الدور الفسيولوجي لمنتج الجين.وقد لا يلغي حمض RNAi الرنوي التعبير عن الجينات تماما, ويُطلق على هذه التقنية أحيانا مُسمى الضربة لتمييزها عن إجراءات الضربة القاضية التي يتم من خلالها التخلص من الجين تماما. cite journal author Voorhoeve PM, Agami R Knockdown stands up journal Trends Biotechnol. volume 21 issue 1 pages 2–4 year 2003 pmid 12480342 url http //linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167779902000021 doi 10.1016/S0167-7799(02)00002-1 وُجهت الجهود في علم الأحياء الحسابي نحو تصميم كاشفات dsRNA المزدوجة الناجحة التي تزيد من الضربات الجينية أن الكاشف مع التقليل من التأثيرات الخارجية. تنشأ التأثيرات الخارجية البعيدة عن الهدف عندما يكون لدى إنتاج الحمض النووي الريبي قاعدة لترتيب المكونات في شيء مبلور _خاصة ترتيب النيوكوتيد في الأحماض النووية _وتقترن وبالتالي تخفض مقدار الجينات المتعددة في كل مرة. تحدث هذه المشاكل بشكل أكثر عندما يحتوي dsRNA المزدوج الجديلة على تسلسلات متكررة . وقد تشير الدراسات إلى أن جينات H . sapiens, C. elegans, and S. إلى احتمال احتواء 10 من siRNAs على آثار جوهرية خارج نطاق الهدف. وقد طورت أدوات برمجيات التصميم العام لتطبيق الخوارزميات, cite journal author Naito Y, Yamada T, Matsumiya T, Ui-Tei K, Saigo K, Morishita S dsCheck highly sensitive off-target search software for double-stranded RNA-mediated RNA interference journal Nucleic Acids Res volume 33 issue Web Server issue pages W589–91 year 2005 pmid 15980542 doi 10.1093/nar/gki419 pmc 1160180 cite journal author Henschel A, Buchholz F, Habermann B DEQOR a web-based tool for the design and quality control of siRNAs journal Nucleic Acids Res volume 32 issue Web Server issue pages W113–20 year 2004 pmid 15215362 doi 10.1093/nar/gkh408 pmc 441546 على حيوانات ثديه خاصة, وفيروسات خاصة. ويتم التحقق تلقائياً من siRNAs لاحتمال حدوث تفاعلات معاكسة.

علم الجينوم الوظيفي

Drosophila melanogaster - side (aka) تصغير A normal adult Drosophila fly, a common model organism used in RNAi experiments. استخدمت معظم تطبيقات علم الجينوم الوظيفي RNA في الحيوانات C. elegans cite journal author Kamath R, Ahringer J Genome-wide RNAi screening in Caenorhabditis elegans journal Methods volume 30 issue 4 pages 313–21 year 2003 pmid 12828945 doi 10.1016/S1046-2023(03)00050-1 الربداء الأنيقة (أحد انواع الديدان الاسطوانية) وDrosophila, cite journal author Boutros M, Kiger A, Armknecht S, Kerr K, Hild M, Koch B, Haas S, Paro R, Perrimon N Genome-wide RNAi analysis of growth and viability in Drosophila cells journal Science volume 303 issue 5659 pages 832–5 year 2004 pmid 14764878 doi 10.1126/science.1091266 bibcode 2004Sci...303..832B ذبابة الفاكهة، باعتبارهما النموذح الحي المنتشر الذي يمتاز بأن تداخل RNA فيه هو الأكثر فعالية. الربداء الأنيقة مفيدة بشكل خاص في أبحاث تداخل RNA وذلك لسببين؛ الأول لأن تأثيرات اطفاء الجينات تنتقل عادة بالوراثة والثاني لأن عملية تسليم الرنا ذي النطاقين تكون سهلة جداً. من خلال آلية غير مفهومة التفاصيل فإن بكتيريا مثل البكتيريا الإشريكية القولونية التي تحمل RNA ذي النطاقين المطلوب يتم تقديمها كغذاء للديدان ومن خلالها ستنتقل حمولتها من RNA إلى الدودة عن طريق السبيل المعوي. cite journal author Fortunato A, Fraser A Uncover genetic interactions in Caenorhabditis elegans by RNA interference journal Biosci Re ShRNA Lentivirus.svg تصغير Lentiviral delivery of designed shRNA's and the mechanism of RNA interference in mammalian cells. تداخل RNA أو تداخل الحمض النووي الريبي - (RNA)- هو عملية بيولوجية يتم من خلالها تثبيط التعبير الجيني في جزيئات الرنا، ويحدث عادة بسبب تخريب جزيئات محددة في ناقل الشفرة الوراثية (mRNA) وقد عرفت هذه العملية تاريخياً بأسماء أخرى مثل المشاركة في الإعاقة و سكون جينات مابعد النسخ و التهدئة إلى أن تم فهم هذه العملية بعدما كانت تبدو غير مترابطة، وأصبح جلياً أنها تصف ظاهرة تداخل الرنا . في عام تشارك آندرو فاير وكريغ فيلو جائزة نوبل في الفسيولوجيا -علم وظائف الأعضاء- أو الطب عن دراسة نشراها في العام 1998 وقدما فيها بحثاً عن تداخل الرنا في الربداء الرشيقة إحدى الديدان الخيطية. يوجد نوعين لجزيئات الحمض الريبي النووي الصغيرة (RNA) والتي تشكّل أساساً لعملية تداخل الرنا وهي ميكرو حمض ريبي نووي جزيئات الحمض النووي الريبي الميكروية (miRNA) و الرنا المتداخل الصغير جزيئات الحمض النووي الريبي المتداخلة الصغيرة (siRNA)، تعدّ الرناوات منتجات مباشرة للجينات، وبذلك تتمكن جزيئات الرناوات الصغيرة من الإرتباط بجزيئات محددة من مرسال الرنا مما يؤثر عليها إما بزيادة أو تقليل نشاطها، ومثال على ذلك منع مرسال الرنا من إنتاج البروتين. إن عملية تداخل الرنا لها دور مهم في الدفاع عن الخلايا ضد سلاسل النوكليوتيد الطفيلي أي الفيروسات والنيقولات، كما أن لها دور في توجيه عملية النماء (التطور) كما هو دورها في التعبير الجيني بشكل عام.