مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

نسخه انگلیسی
مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

video

مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

sound

مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

نسخه انگلیسی

مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

بازدید:

8
مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

دانلود:

0
مرکز اطلاعات علمی Scientific Information Database (SID) - Trusted Source for Research and Academic Resources

استناد:

اطلاعات مقاله نشریه

عنوان

نقش ریزRNAها در سازگاری به تنش‎ های غیرزیستی در گیاهان

صفحات

 صفحه شروع 63 | صفحه پایان 75

چکیده

 1چکیده مبسوط امنیت غذایی جهانی به‎دلیل تغییرات سریع آب و هوا به یک نگرانی فوری تبدیل شده است. گیاهان پایه و اساس زنجیره غذایی هستند و دائماً تحت فشارهای محیطی مانند خشکی, شوری و دماهای زیاد و کم قرار دارند. این عوامل تنش‎زا رشد و بهره‎وری گیاهان را تهدید می‎کند و منجر به خطر افتادن منابع غذایی جهانی می‎شود. گیاهان می توانند محرک های محیطی را حس کنند و مکانیسم های دفاعی را از طریق شبکه های تنظیمی مختلف, از جمله ریزRNA ها, برای مبارزه با عوامل تنش‎زای غیر زنده فعال کنند. این تغییرات باعث ایجاد تعداد زیادی از پاسخ‎های دفاعی, از جمله استفاده از ریزRNA‎ها برای محافظت از خود در برابر آسیب‎ها می‎شود. ریزRNA‎ها (MicroRNAs) برای اولین بار کمتر از دو دهه پیش در گیاهان شناسایی شدند و از آن زمان به‎عنوان کنترل کننده‎های حیاتی فرآیندهای مختلف رشد شناخته شده‎اند. این فرآیندها شامل مورفوژنز برگ (تشکیل برگ‎ها), تغییر فاز رویشی (گذر از رشد رویشی به گلدهی), زمان گلدهی و توانایی پاسخگویی به سیگنال‎های محیطی است. ریزRNA‎ها که به‎عنوان یکی از مهم ترین مولکول‎های RNA شناخته می‎شوند, با تعدیل عملکرد ژن از طریق مکانیسم‎های پس از رونویسی و ترجمه نقشی محوری دارند. RNA تداخلگر (RNAi) گروهی متشکل از 18 تا 25 RNA توالی نوکلئوتیدی خاص است که به‎وفور در ژنوم گیاهان یافت می‎شود. این RNA‎ها نقش مهمی در فرآیندهای مختلف از جمله رشد و نمو گیاه, رفتار سلولی, فعالیت‎های بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی, دفاع در برابر تهدیدات ژنوم و تحمل به تنش‎های غیر زنده ایفا می‎کنند. علی‎رغم اندازه کوچکشان, قدرت زیادی در تنظیم شبکه‎های بیان ژن دارند. miRNA‎ها بیان طیف وسیعی از ژن‎ها را در سطوح رونویسی (متیلاسیون DNA), پس از رونویسی و ترجمه به‎طور منفی تنظیم می‎کنند. آنها به‎عنوان تنظیم کننده‎های پس از رونویسی عمل می‎کنند و به توالی‎های خاصی روی مولکول‎های RNA پیام‎رسان (mRNA) متصل می‎شوند. این اتصال mRNA هدف را می‎شکند و به‎طور موثر, ژنی را که کدگذاری می‎کند خاموش می‎کند یا از ترجمه آن به پروتئین جلوگیری می‎کند. RNA‎های تداخلی کوتاه (siRNA) از پردازش RNA‎های بلند دو رشته‎ای (dsRNAs) به‎دست می‎آیند. سپس, یک رشته راهنمای خاص انتخاب شده و در کمپلکس خاموش کننده القا شده (RISC) ادغام می شود. هنگامی‎که این کمپلکس در داخل RISC قرار می‎گیرد, یکی از اعضای خانواده پروتئینArgonaute  (AGO) با رشته راهنما متصل می‎شود و RISC را به‎سمت RNA‎های هدف با مکمل توالی کامل هدایت می‎کند. این تعامل منجر به برش دقیق RNA‎های هدف توسط پروتئین Argonaute می‎شود. این فرآیند که به‎عنوان تداخلRNA  (RNAi) شناخته می‎شود, نقش اساسی در تنظیم ژن و پاسخ‎های دفاعی در گیاهان دارد. گیاهان از یک سیستم تنظیمی پیچیده به‎نام خاموشی ژن استفاده می‎کنند که بیان ژن را با غیرفعال کردن ژن‎های خاص کنترل می‎کند. دو مکانیسم کلیدی در این سیستم شامل خاموش کردن ژن پس از رونویسی (PTGS) است که با هدف قرار دادن مولکول های RNA ژن ها را غیرفعال می کند و دیگری خاموش کردن ژن رونویسی (TGS) که از تولید RNA از الگوی DNA جلوگیری می کند. miRNA‎ها می‎توانند با ترویج تخریب رونوشت‎های خاص mRNA و TGS با به‎کارگیری متیلاسیون DNA برای ژن‎های هدف, بر PTGS تأثیر بگذارند. PTGS در سیتوپلاسم عمل می‎کند و مولکول‎های RNA پیام‎رسان (mRNA) را هدف قرار می‎دهد. PTGS می‎تواند توسط dsRNA‎ها یا miRNA‎ها تحریک شود. این dsRNA‎ها می‎توانند از عفونت ویروسی, درج ترانس‎ژن و تکرارهای معکوس در ژن‎های گیاهی منشاء بگیرند. Dicer, یک کمپلکس آنزیمی RNase III است که dsRNA‎های مربوطه را شناسایی کرده و به RNA‎های مداخله‎گر کوچک (siRNA) برای تداخلRNA (RNAi)  می‎شکافد. سپس siRNA‎ها یک کمپلکس پروتئینی به‎نام کمپلکس خاموش کننده القاییRNA (RISC) را به‎سمت توالی‎‎های mRNA مکمل هدایت می‎کنند. RISC, mRNA‎های هدف را می‎شکافد, آنها را خاموش می‎کند و از ترجمه آنها به پروتئین‎ها جلوگیری می‎کند. TGS با اصلاح DNA در هسته عمل می کند, آن را برای رونویسی کمتر در دسترس قرار می دهد و در نتیجه از تولید mRNA جلوگیری می کند. TGS به مکانیسم‎هایی مانند متیلاسیون DNA و تغییرات هیستون برای خاموش کردن بیان ژن در هسته متکی است. این تغییرات یک محیط کروماتین سرکوب کننده ایجاد می‎کند که مانع از دسترسی و رونویسی RNA پلیمراز به DNA می‎شود. در حالی‎که نقش اصلی miRNA‎ها در PTGS کاملاً شناسایی نشده است, برخی مطالعات نشان می‎دهد که ممکن است بر TGS نیز تأثیر بگذارند. برخی از miRNA‎ها می‎توانند با پروتئین‎های دخیل در متیلاسیون DNA یا بازسازی کروماتین تعامل داشته باشند که به‎طور غیرمستقیم منجر به خاموش شدن رونویسی می‎شود. تعامل بین PTGS و TGS پیچیده است. در حالی‎که دارای مسیرهای متمایزی هستند, می‎توانند به‎هم مرتبط باشند. در برخی موارد, PTGS ممکن است از طریق مکانیسم هایی بر TGS تأثیر بگذارد. mRNA‎های تخریب شده از PTGS ممکن است به‎عنوان سیگنال‎هایی عمل کنند که متیلاسیون DNA را به توالی‎های DNA همولوگ هدایت می‎کنند و به‎طور بالقوه منجر به خاموش شدن رونویسی طولانی‎مدت می‎شوند. برعکس, خاموش کردن ژن با واسطه TGS می‎تواند از تشکیل dsRNA‎ها یا رونوشت‎های نابجا که باعث تحریک PTGS می‎شود, جلوگیری کند. miRNAها با هدف قرار دادنmRNA های خاص و تنظیم دقیق تولید پروتئین‎های ضروری برای تحمل تنش‎های محیطی, به‎عنوان سوئیچ‎های مولکولی عمل می‎کنند. این کنترل دقیق به گیاهان اجازه می‎دهد تا با یک محیط پویا سازگار شوند و بیان ژن خود را برای مقابله با چالش‎های خاصی که با آن روبرو هستند تنظیم کنند. miRNAهای گیاهی به‎عنوان واسطه‎ای برای خاموش کردن یا برش مستقیمmRNA های هدف عمل می‎کنند. در حالی‎که برخی ازmiRNA ها کاملاً با اهداف mRNA خود مطابقت دارند, برخی دیگر می‎توانند با برخی عدم تطابق عمل کنند. خانواده های miRNA بر اساس نقاط حفاظت شده و تغییرات در طول پردازش به miRNA های حفاظت شده و غیر حفاظت شده گروه بندی شوند. هر گروه از اینmiRNA ها اهداف خاص خود را دارند. امروزه خاموشی RNA ناشی از مولکول‎های RNA دو رشته‎ای (dsRNA) به ابزاری استاندارد و سودمند در مطالعات فعالیت ژن‎ها تبدیل شده است. تاکنون مطالعاتی در زمینه مهندسی ژنتیک برای دست‎ورزی ریزRNA در گیاهان به‎منظور افزایش تحمل به تنش‎های زیستی و غیرزیستی انجام گرفته است, در حالی‎که در زمینه شبکه‎های عملکردی و نظارتی آنها اطلاعات اندکی موجود است. آگاهی از نقش نظارتی این گروه از RNAها, راه‎های جدیدی برای مطالعات کاربردی در زمینه‎های ژنومی, مقاومت در برابر بیماری‎های گیاهی, تحمل به تنش‎های غیرزیستی نظیر خشکی, شوری, گرما و سرما, بهبود کیفیت محصول و افزایش تولید مواد غذایی ارائه خواهد نمود. هدف از این مطالعه, تجزیه و تحلیل دانش فعلی در رابطه با ریزRNAهای گیاهی و نقش آنها در تحمل به تنش‎های غیر زیستی گیاهان زراعی است.

چندرسانه ای

  • ثبت نشده است.

    • استنادها

  • ثبت نشده است.

    • ارجاعات

  • ثبت نشده است.

    • استناددهی

    مقالات مرتبط نشریه ای

  • ثبت نشده است.

    • مقالات مرتبط همایشی

  • ثبت نشده است.

    • طرح های مرتبط

  • ثبت نشده است.

    • کارگاه های پیشنهادی






    بازگشت به بالا
    email sharing button
    telegram sharing button
    whatsapp sharing button
    linkedin sharing button
    twitter sharing button
    email sharing button
    email sharing button
    sharethis sharing button