بخشی از مقاله
چکیده:
میکروRNA1 ها کلاسی از RNAهایکوچک20-24 2 نوکلئوتیدی درونزاد3 هستند که نقش های مهمی را در تنظیم پس از ترجمه ژن طریق هدف قرار دادن mRNAها برای برش یا سرکوب ترجمه ایفا می کنند. تمام پیش سازهای miRNAs دارای ساختارهای ثانویه حفظ شده مشابهی هستند که به کمک آن و با استفاده از روش های محاسباتی، وجود اورتولوگ ها یا همولوگ های میکروRNAهای جدید را در دیگر گونه های گیاهی می توان پیش بینی کرد. بر این اساس و پس از رعایت مجموعه ای از ضوابط، تعداد 25 میکروRNA جدید متعلق به 3 خانواده mir-845، mir-5523 و mir-171 در انگور شناسایی شد. به منظور درک نقش miRNAs جدید در شبکه های تنظیم ژن در انگور، تعداد 27 ژن هدف برای این 3 خانواده miRNAs با استفاده از پایگاه اطلاعاتی psRNATarget شناسایی شد که بیانگر عملکرد آنها در پروسه های مختلف بیولوژیکی از جمله متابولیسم، نمو، کنترل تقسیم سلولی، مورفوژنز و انتقال سیگنال است. این داده ها اطلاعات مفیدی را پیرامون توصیف عملکرد miRNAs در انگور فراهم آورد.
واژه های کلیدی: انگور، روش های بیوانفورماتیکی، میکروRNA، ژن هدف، . psRNATarget
مقدمه:
میکروRNAهای گیاهی، RNAهایکوچک، درونزاد و غیرکدکننده به طول 20-24 نوکلئوتید هستند که نقش کلیدی در تنظیم بیان ژن ایفا می کنند - . - Bartel:2004 تخمین زده می شود که miRNAs یک درصد از ژن های پیش بینی شده در ژنوم یوکاریوت های عالی را شامل می شود و همچنین در تنظیم بیان بیش از 10-30 درصد از ژن های این موجودات دخالت دارد - . - Pandey: 2013 اولین miRNA گیاهی در سال 2002 در آرابیدوپسیس کشف شد و بعدها تعداد زیادی از miRNAs در دیگر گونه های گیاهی شناسایی شدند - . - Reinhart:2002بالغ شدن miRNAs در گیاهان شامل چندین مرحله است. ابتدا یک ژن miRNA توسط آنزیم RNA پلیمراز II به توال miRNA اولیه - pri-miRNA - که معمولا بیش از چند صد نوکلئوتید طول دارد، رونویسی می شود.
سپس pri-miRNA توسط آنزیم DCL14 به یک توالی سنجاق سر5 به نام پیش ساز - pre-miRNA - miRNAs و پس از آن توسط همین آنزیم به دورشته ایی miRNA/miRNA* برش می خورد. سپس این دو دورشته ایی توسط آنزیم HST6 که اورتولوگ اکسپورتین 5 در گیاهان است به سیتوپلاسم منتقل می شود. در این دورشته ایی ، miRNA7 - رشته راهنما - به منظور مهار RNAهای هدف به پروتئین آرگونات8 در کمپلکس RISC9 متصل می شوند و بیان ژن هدف را تنظیم می کند، در حالیکه miRNA*10 اغلب تخریب می شود - . - Xie: 2015miRNAs توسط ژن های درونزادMIR کد می شوند و بسیاری از آن ها در میان گونه های گیاهی مختلف حفظ شده اند. تا به امروز هزاران MIR شناسایی شده است.
ژنهای MIR اغلب در نواحی بین ژنی واقع شده اند و مشابه ژن های کدکننده پروتئین رونویسی می شوند. برخی miRNAs واحدهای رونویسی مستقل نیستند، در عوض آن ها هم در توالی های اینترونی و هم در توالی های اگزونی ژن میزبان خود تعبیه شده اند، همچنین تعداد کمی از miRNAs گیاهی از عناصر متحرک11 تولید می شوند - . - Xie: 2015مطالعات نشان داده است که بسیاری از اهداف miRNAs که بصورت آزمایشی تایید شده یا به شکل محاسباتی پیش بینی شده است ژن هایی هستند که پروتئین های تنظیمی را کد می کنند که حاکی از نقش miRNAs در مرکز شبکه تنظیمی ژن است.
مطالعاتژنومیکس عملکردی، دخالت miRNAs گیاهی در بسیاری از پروسه های نمویی را نشان داده اند، به عنوان مثال آنها نمو اندام های گیاه از جمله آغاز ریشه، نمو برگ، نمو آوندی، نمو گل، فاز گذار و نمو بذر را تنظیم می کنند. علاوه براین miRNAs در پاسخ به تنش های گوناگون مانند خشکی، شوری، سرما، اکسیداتیو، کمبود مواد مغذی و تنش زنده نقش دارند - . - Eldem:2013استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی جهت شناسایی miRNAs و توالی های هدف آنها با توجه به در دسترس بودن توالی های ژنومی در پایگاه های اطلاعاتی، در سال های اخیر به علت کارآمد بودن و صرف هزینه کم تر بسیار مورد توجه و کاربرد قرار گرفته است.
روش های مبتنی بر نرم افزار برای جستجوی miRNAs و اهداف آن ها در گیاهان، حیوانات، قارچ ها و انسان به کار رفته است.با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی در سال 2010، 37 ژن هدف کاندید برای miRNA 13 شناسایی شده در چای پیش بینی شد - . - Das :2010 در سال 2012، در یک بررسی ژنومی بر روی سیب، برای miRNA 154 جدید حفظ شده، تعداد 424 ژن هدف کاندید شناسایی شد - . - Ye: 2013 همچنین در سال 2014 در مطالعه ای که در گیاه سویا انجام گرفت تعداد 323 ژن هدف برای 48 miRNAs شناسایی شده، بدست آمد - . - Guo:2014 این دست مطالعات بر انگور نیز صورت گرفته است.
در سال 2010، برای 47 miRNA شناسایی شده، تعداد mRNA 112 هدف شناسایی شد که تعداد mRNA 44 هدف ویژه گیاه انگور بودند - . - Pantaleo:2010 در سال 2011، 134 ژن هدف کاندید برای 25 خانواده miRNA که بتازگی شناسایی شده بود براساس رابطه مکملی بین miRNAs و mRNA هدف شناسایی شد - . - Wang:2011در مطالعه حاضر اهداف کاندید miRNAs جدید شناسایی شده در انگور پیش بینی شد که برای تکمیل پایگاه اطلاعاتی miRNAs در این گونه و همچنین مطالعه بر روی نقش تنظیمی miRNAs انگور اهمیت دارد.
مواد و روش ها:
شناسایی توالی miRNAs جدید و توالی های پیش ساز آن ها در انگور و همچنین آنالیزهای فیلوژنی - فاطمی:. - 1393
شناسایی اهداف miRNAs جدید:
از miRNAs جدید شناسایی شده به عنوان توالی ورودی علیه مجموعه ای از ژن های انگور Cancer unigene, DFCI - Dana- Farber - - Institute - gene index - VVGI - , version 8, released on 2011.04.02 در پایگاه اطلاعاتی psRNATarget استفاده شد - - 2011:Dai و پس از رعایت مجموعه ای از ضوابط - Patanun : 2013 - اهداف کاندید miRNAs جدید شناسایی شد.
ضوابط به این قرار است:
