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Maneira Nova de olhar MicroRNA e como controla a expressão genética

Um grupo de cientistas no The Scripps Research Institute está relatando uma descoberta que derrame a luz em uma área do fundamento da pesquisa a tudo dos processos normais que governam a vida quotidiana de pilhas humanas aos mecanismos aberrantes que são a base de muitas doenças, incluindo o cancro e choque séptico.

A descoberta refere-se aos fragmentos minúsculos do RNA conhecidos como o microRNA e o seu relacionamento aos transcritos genéticos conhecidos como o RNA de mensageiro (mRNA).

Todos Os genes expressados no corpo humano devem ser transcritos como o mRNA antes que possam ser traduzidos em proteínas, e a estabilidade destes transcritos do mRNA é essencial para o controle da expressão genética.

Na introdução a mais atrasada da Pilha do jornal, a Equipa de investigação de Scripps, conduzida pelo Professor Jiahuai Han da Imunologia, descreve como o controle genético pode ser exercido em pilhas vivas com a acção dos microRNA conjuntamente com diversas proteínas diferentes.

“A Maioria do microRNA de necessidade provavelmente a ajuda destas outras proteínas e de outras moléculas de visar o mRNA,” diz Han. “[Isto que visa] depende não somente de sua seqüência complementar mas sobre se estas proteínas são ao redor os estabilizar.”

Han e seu Scripps Pesquisam colegas colaboraram com os pesquisadores nos Institutos de Novartis para a Pesquisa Biomedicável em Basileia, Suíça, e na Universidade de Hong Kong da Ciência & a Tecnologia em Hong Kong, China para este estudo.

Depois que os biólogos começaram primeiramente traçar traços genéticos aos genes particulares, a ciência e a sociedade foram fascinadas por aqueles dez dos milhares de estiramentos do ADN dentro dos núcleos das pilhas que nós chamamos nossos genes.

Uma coisa que se tornou clara nas últimas várias décadas, contudo, é que quando nossos genes contribuírem à saúde humana e à doença, não é sempre os genes eles mesmos que importam, mas um pouco como os genes são controlados que faz uma diferença. O regulamento da expressão genética é uma das tarefas as mais fundamentais de cada pilha no corpo porque muitos de nossos genes codificam as proteínas que podem somente ser necessários ocasionalmente. Certamente, ter algumas destas proteínas em torno quando não são necessários pode criar todo o número de problemas para que um organismo, e não controle correctamente a expressão genética pode ser fatal. Certamente, a expressão aberrante dos genes é a causa subjacente de muitas doenças diferentes.

Por exemplo, a expressão de proteínas inflamatórios do cytokine por pilhas de sistema imunitário deve finamente ser ajustada de modo que estas proteínas não causem mais dano ao corpo do que a infecção que bacteriana foram produzidas para derrotar. A inflamação Excessiva pode conduzir à falha e à morte do órgão, e este é exactamente o que acontece quando os povos são golpeados com choque séptico. Igualmente, a perda de controle da expressão genética é a causa subjacente de vários formulários do cancro--por exemplo o overexpression dos genes que fazem com que a pilha cresça e a supressão dos genes que limitam o crescimento da pilha.

Os Seres Humanos e outros animais evoluíram muitas maneiras de sobreposição de controlar a expressão genética. Muitos controles diferentes determinam quando um gene do ADN é transcrito no mRNA, e quando e como o mRNA é traduzido em uma proteína. Muitas proteínas são controladas igualmente firmemente com as várias alterações cargo-translational que as activam ou desactivam.

A Tradução é o passo final na expressão de cada gene, e a pilha exercita o controle sobre este processo em maneiras numerosas, e daqui em expressão de um gene. Uma maneira de exercer este controle está assegurando-se de que os mRNAs que não são necessários estejam destruídos. Uma das maneiras que a natureza evoluiu destruindo determinados mRNAs está fazendo-os degradação inerente instável e inclinada.

Esta instabilidade inerente é construída no 3' cauda do mRNA sob a forma dos estiramentos noncoding de elementos AU-ricos chamados RNA. Os Lotes dos genes, incluindo cytokines inflamatórios e oncogenes cancerígenos, têm estes elementos AU-ricos construídos dentro.

a degradação AU-rica do elemento envolve um número de proteínas diferentes, incluindo as proteínas que ligam às regiões do AU do mRNA. Estes eventos obrigatórios podem jogar um papel na estabilidade e na degradação do mRNA. Apesar de muita pesquisa ao longo dos últimos anos em exactamente como esta trabalha, a pergunta não tinha sido respondida.

“Até agora, não foi realmente claro o que o mecanismo é,” diz Han.

Agora, Han e seus colegas estão relatando em seu papel da Pilha que o mecanismo da degradação envolve as partes minúsculas de RNA conhecidas como o microRNA. Estes microRNAs, que são geralmente somente 17 ou 20 nucleotides, foram identificados primeiramente aproximadamente 20 anos há, e nos últimos anos cientistas realizaram que o microRNA é uma categoria nova de moléculas reguladoras e de centenas identificadas de microRNA diferente nos mamíferos.

A pergunta grande era, que ele está fazendo? Sobre dúzia anos há alguns estudos saíram que mostrado que o microRNA poderia suprimir a tradução em determinados genes da Drosófila (mosca de fruto) se aqueles genes contiveram as seqüências complementares à seqüência dos microRNA. Mas encontrando os alvos dos estes o microRNA provou difícil, e pela volta fora do século, simplesmente alguns tinham sido identificados.

Quando o genoma humano foi resolvido e publicado em 2001, muitos cientistas pensaram que a tarefa de encontrar o mRNA a que o limite do microRNA seria relativamente directo. Apesar de tudo, um estiramento curto dos nucleotides como um microRNA deve ser esperado ligar a uma parte de RNA do comprimento igual e da seqüência complementar. E desde que estas seqüências do microRNA foram sabidas, uma busca do computador através das três bilhão letras do genoma humano deve encontrar aquelas seqüências de harmonização.

Mas isto não trabalhou. As buscas da homologia renderam distante menos alvos do que esperados e não puderam esclarecer todos os microRNAs conhecidos. A razão, diz Han, é que os cientistas estavam tentando prever os alvos do microRNA usando a homologia da seqüência dos microRNAs completos.

Em seu artigo da Pilha, Han e seus colegas mostram que você não precisa o microRNA complementar completo de todo. Observaram que o microRNA estêve envolvido na degradação dos genes com os elementos ricos do AU, e que o microRNA usou somente oito bases para visar o mRNA. Dado que os microRNAs têm uma seqüência de escolha de objectivos tão curto, podem ter a capacidade de escolha de objectivos larga, dizem Han.

Significativamente, os pesquisadores encontraram aquele para que a degradação AU-rica do elemento trabalhe, o mRNA teve que interagir com as proteínas obrigatórias assim como o microRNA do RNA múltiplo. Isto sugere que as proteínas obrigatórias do RNA estejam lá facilitar a degradação e que o microRNA está exigido também. Acreditam que o microRNA e a proteína formam um grande complexo das moléculas, embora não sabe exactamente quantas proteínas e outras moléculas seja involvido.

O artigo, a “Participação de MicroRNA na Instabilidade Elemento-Negociada AU-Rica do mRNA” por Qing Jing, Shuang Huang, Sabine Guth, Tyler Zarubin, Andrea Motoyama, Jianming Chen, o Di Padua de Franco, o Sheng-Cai Lin, Relvado de Hermann, e Jiahuai Han e publicam-se na introdução do 11 de março de 2005 da Pilha do jornal (120, 1-12).

http://www.scripps.edu/