مروری بر نقش بیولوژیک RNAهای طویل غیرکدکننده (LncRNA) در غلات و گیاهان زراعی

نویسندگان

1 بخش بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران.

2 بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران.

doi
10.22126/cbb.2024.9699.1055
چکیده

بر اساس مطالعات انجام شده روی ارگانیسم‌های مختلف گیاهی، حدود 90 درصد از کل ژنوم یک ارگانیسم زنده به صورت RNA رونویسی می­شود. با این حال، تنها یک تا دو درصد از ژنوم رونویسی شده، مربوط به RNAهای کدکننده پروتئین هستند. RNAهای غیر کدکننده، مولکول‌های RNAیی هستند که الگوی ساخت هیچ پروتئینی نبوده و به اصطلاح، قابل ترجمه نیستند. RNAهای طویل غیر کد­کننده (LncRNAs) نیز دسته­ای از این RNAهای غیر کد­کننده هستند که دارای طولی بیش از 200 نوکلئوتید می‌باشند. بر اساس ارگانیسم مورد مطالعه و زمینه ژنومی، LncRNAs متنوع هستند و دارای انواع مختلفی می­باشند. از جمله انواع متفاوت این RNAها می­توان به LncRNAهای سنس (معنی) و آنتی­سنس (غیرمعنی)، اینترونیک، بین ژنی، دو طرفه و تقویت کننده اشاره کرد. LncRNAها در درجه اول با RNAهای پیام‌رسان، DNA، پروتئین و RNAهای کوچک از نظر طولی تعامل و اثرمتقابل دارند که این موضوع باعث تأثیرگذاری آن­ها روی بیان ژن‌ها در سطوح اپی‌ژنتیک، رونویسی، پس از رونویسی، ترجمه و پس از ترجمه شده و به روش­های گوناگون، زمان و مقدار بیان ژن‌ها در غلات را تحت شرایط متغیر تنظیم می­کنند. علاوه بر آن، این دسته بزرگ از RNAها، دارای نقش­های مهمی در فرآیندهای بیولوژیکی مانند بازآرایی کروماتین، فعال‌سازی رونویسی و تنظیمات پروموتوری، تداخل رونویسی به صورت اعمال توقف یا ادامه‌دار بودن آن، پردازش RNAهای رونویسی شده و کمک به ایجاد ساختار صحیح آن‌ها و همچنین ترجمه mRNA به پروتئین را در غلات و گیاهان زراعی دارند. از جمله اثرات بیولوژیکی RNAهای بلند غیر کدکننده می‌توان به نقش اساسی آن‌ها در عملکردهای مهمی مانند رشد و نمو، پاسخ به تنش‌های زنده و غیر زنده (تنش‌های محیطی)، تنظیم تمایز سلولی و چرخه سلولی در گیاهان زراعی و به ویژه غلات نام برد. با توجه به اهمیت بسیار زیاد RNAهای غیر کد­کننده خصوصاً LncRNAها و طبیعت بسیار جدید و ناشناخته بودن آن‌ها، در این مقاله مروری، به بررسی انواع و مکانیسم­های عملکرد LncRNAها در سطوح مختلف اپی ژنتیک، رونویسی، پس از رونویسی، ترجمه و پس از ترجمه در غلات و سایر گیاهان زراعی پرداخته خواهد شد. همچنین در این مقاله سعی گردیده است که ارتباط LncRNAها با پاسخ این گیاهان به تغیرات شرایط محیطی و نقش تعاملی آن‌ها روی عوامل و پروتئین­های دخیل در فعالیت‌های بیولوژیک گیاهان مورد بررسی و تحقیق قرار گیرد تا به بررسی کارهای انجام شده در داخل و خارج کشور پرداخت. خاطر نشان می‌گردد که در دنیا تعداد کمی مقالات در ارتباط با نقش و کارکرد LncRNAها به ویژه در زبان فارسی در دسترس است.