Polaritate (biologie moleculară)

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

In biologie moleculara si genetica , polaritatea unui acid nucleic moleculă, în particular a unui ADN sau ARN fir , se referă la rolurile și toronului sale complementare în codificarea unui aminoacid secvență. În funcție de context, polaritatea poate avea semnificații ușor diferite.

Polaritatea ADN-ului

Datorită naturii complementare a bazei de asociere între polimeri de acid nucleic, o moleculă de ADN dublu catenar va fi compus din două catene cu secvențe complementare între ele. Pentru a ajuta biologii moleculari să identifice în mod specific fiecare catenă, acestea din urmă sunt distincte în catenă de sens și catenă antisens. O singură catenă de ADN se numește pozitivă (sau „simț”, indicată cu semnul „+”) dacă secvența sa de nucleotide este aceeași cu cea a transcriptului ARN (având în vedere că în ARN timina este înlocuită cu uracil ) care este tradus sau care poate fi tradus într-o secvență de aminoacizi. Cealaltă catenă a moleculei de ADN este polaritatea negativă (sau „antisens”, notată cu semnul „-”) și este complementară atât catenei pozitive cât și transcriptului ARN. Este catena antisens care este utilizată ca șablon de ARN polimerază pentru transcrierea ARN.

Catenă senzorială a ADN-ului are aceeași secvență nucleotidică ca ARN mesager (ARNm) și, prin urmare, poate fi citită pentru a cunoaște secvența codonilor care, în timpul traducerii, dă naștere unei polipeptide . De exemplu, tripletul ATG în catena de sens corespunde codonului AUG de pe ARNm care codifică aminoacidul metionină . Prin urmare, trebuie remarcat faptul că firul ADN sens este atât de definit nu pentru că este firul utilizat pentru sintetizarea proteinei, ci pentru că corespunde secvenței de codoni de pe ARN. Prin această logică, transcrierea ARN în sine este uneori numită „simț”.

Uneori, termenii „catenă de codare” și „catenă șablon” se găsesc în loc de catenă „sens” și „antisens”, respectiv în contextul moleculei de ADN cu catenă dublă, utilizarea acestor termeni este echivalentă. Cu toate acestea, catenă de codificare sau sens nu conține întotdeauna triplete care codifică o proteină, de fapt ar putea transcrie un ARN codificator sau un ARN necodificator .

Termenii „sens” și „antisens”, referindu-se la catenele ADN, sunt întotdeauna și numai relative la un anumit transcript ARN. Cu alte cuvinte, fiecare dintre firele de ADN poate acționa ca un fir de sens sau antisens. În majoritatea organismelor cu un genom suficient de mare, ambele catene pot servi drept șablon pentru transcrieri diferite de ARN în locuri diferite pe aceeași moleculă de ADN. În unele cazuri, transcrierile ARN pot fi sintetizate în ambele direcții de la un promotor comun (a se vedea „ambisens” mai jos). [1] [2] [3]

Ambisense

Un genom monocatenar care poate avea polaritate pozitivă și negativă se numește „ambisens”. Unii viruși au genomi ambițioși. Bunyavirusul are trei ARN monocatenar (ssRNA, single catena engleză ), dintre care unele conțin secțiuni atât negative, cât și pozitive; arenavirusurile sunt, de asemenea, de obicei virusuri ssRNA cu un genom ambisens.

ARN antisens

O secvență de ARN care este complementară unui ARNm endogen este uneori numită „ ARN antisens ”. Cu alte cuvinte, este o catenă necodificatoare complementară secvenței de codoni a ARNm, similar cu ARN-urile virale cu polaritate negativă. Când un ARNm leagă ARN antisens, traducerea este blocată. Acest proces este implicat în interferența ARN . Celulele pot produce în mod natural molecule de ARN, numite microARN , care interacționează cu molecula de ARNm complementară și inhibă expresia genelor . Aceasta a fost exploatată ca o tehnică de biologie moleculară, introducând artificial o transgenă care codifică un ARN antisens pentru a bloca expresia genei de interes.

Polaritatea ARN-ului în viruși

În virologie , termenul „polaritate” are un sens ușor diferit. Genomul unui virus ARN poate fi pozitiv sau negativ. Polaritatea este utilizată pentru a clasifica virușii în clasificarea Baltimore .

Virus ARN monocatenar pozitiv

Virusurile ARN monocatenare pozitive (5'-3 ') au un genom ARN care poate fi tradus direct în proteine ​​virale și, prin urmare, poate fi considerat ARNm viral. Unii viruși (cum ar fi Coronaviridae ) au genomi pozitivi care pot acționa ca ARNm și pot fi folosiți direct pentru a sintetiza proteinele fără ajutorul ARN-ului complementar. Datorită acestui fapt, aceste viruși nu trebuie să aibă o ARN polimerază inclusă în virion , care va fi una dintre primele proteine ​​care vor fi produse de celula gazdă, necesare pentru reproducerea genomului virusului.

Virus ARN monocatenar negativ

Virușii ARN monocatenari negativi (3'-5 ') au un genom complementar ARNm viral și, prin urmare, nu pot fi traduși direct în proteine. De fapt, trebuie transcris în ARN pozitiv, care va constitui ARNm viral, de către un ARN polimerază dependentă de ARN înainte de traducere. Unii viruși (cum ar fi virusul gripal ) au genomi cu polaritate negativă și trebuie să aibă o ARN polimerază în virion.

Oligonucleotide antisens

Tăcerea genelor poate fi efectuată prin introducerea unei oligonucleotide antisens complementare cu ARN-ul de interes. Acest experiment a fost făcut pentru prima dată de Zamecnik și Stephenson în 1978 [4] și continuă să fie o abordare utilă, atât pentru experimentele de laborator, cât și potențial pentru aplicații clinice ( terapia antisens ). [5] Numeroși viruși, precum virusurile gripale, [6] [7] [8] [9] virusul sincițial respirator uman [6] și virusul SARS [6] au fost etichetați cu oligonucleotide pentru a inhiba replicarea lor în celulele gazdă.

Notă

  1. ^ Anne-Lise Haenni, Strategii de expresie a virusurilor ambisense , în Virus Research , vol. 93, nr. 2, 2003, pp. 141-150, DOI : 10.1016 / S0168-1702 (03) 00094-7 , PMID 12782362 .
  2. ^ Kakutani T, Hayano Y, Hayashi T și Minobe Y., Segmentul Ambisense 3 al virusului benzii de orez: prima instanță a unui virus care conține două segmente ambisense , în J Gen Virol , vol. 72, nr. 2, 1991, pp. 465–8, DOI : 10.1099 / 0022-1317-72-2-465 , PMID 1993885 .
  3. ^ Zhu Y, Hayakawa T, Toriyama S și Takahashi M., Secvența nucleotidică completă a ARN 3 a virusului benzii de orez: o strategie de codificare ambisensă , în J Gen Virol , vol. 72, nr. 4, 1991, pp. 763–7, DOI : 10.1099 / 0022-1317-72-4-763 , PMID 2016591 .
  4. ^ Zamecnik, PC și Stephenson, ML, Inhibarea replicării virusului sarcomului Rous și a transformării celulare de către o oligodeoxinucleotidă specifică , în Proc. Natl. Acad. Sci. SUA , vol. 75, nr. 1, 1978, pp. 280–284, Bibcode : 1978PNAS ... 75..280Z , DOI : 10.1073 / pnas.75.1.280 , PMC 411230 , PMID 75545 .
  5. ^ Watts, JK și Corey, DR,Silențierea genelor bolii în laborator și în clinică , în J. Pathol. , vol. 226, nr. 2, 2012, pp. 365–379, DOI : 10.1002 / path.2993 , PMC 3916955 , PMID 22069063 .
  6. ^ a b c ( EN ) Binod Kumar, Madhu Khanna, Clement A. Meseko, Melvin Sanicas, Prashant Kumar, Kumari Asha, Kumari Asha, Prashant Kumar și Melvin Sanicas,Progrese în terapie pe bază de acid nucleic împotriva infecțiilor virale respiratorii , în Journal of Medicină Clinică , vol. 8, nr. 1, ianuarie 2019, p. 6, DOI : 10.3390 / jcm8010006 , PMC 6351902 , PMID 30577479 .
  7. ^ Binod Kumar, Kumari Asha, Madhu Khanna, Larance Ronsard, Clement Adebajo Meseko și Melvin Sanicas, Amenințareaemergentă a virusului gripal: statutul și noi perspective pentru terapia și controlul său , în Arhivele Virologiei , vol. 163, nr. 4, 10 ianuarie 2018, pp. 831–844, DOI : 10.1007 / s00705-018-3708-y , ISSN 0304-8608 ( WC ACNP ) , PMC 7087104 , PMID 29322273 .
  8. ^ Prashant Kumar, Binod Kumar, Roopali Rajput, Latika Saxena, Akhil C. Banerjea and Madhu Khanna, Cross-Protective Effect of Antisense Oligonucleotide Developed Against the Common 3 ′ NCR of Influenza A Virus Genome , in Molecular Biotechnology , vol. 55, nr. 3, 2 iunie 2013, pp. 203-211, DOI : 10.1007 / s12033-013-9670-8 , ISSN 1073-6085 ( WC ACNP ) , PMID 23729285 .
  9. ^ B. Kumar, Madhu Khanna, P. Kumar, V. Sood, R. Vyas și AC Banerjea, Clivajul mediat de acidul nucleic al genei M1 a virusului gripal A este semnificativ mărit de molecule antisens vizate de hibridizare aproape de locul de scindare , în Biotehnologie moleculară , vol. 51, nr. 1, 9 iulie 2011, pp. 27–36, DOI : 10.1007 / s12033-011-9437-z , ISSN 1073-6085 ( WC ACNP ) , PMID 21744034 .

Elemente conexe

Biologie Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Polarity_(molecular_biology)&oldid=121096272 ”