माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स

माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो पशु कोशिकाओं में माइक्रोआरएनए (एमआईआरएनए) और आरएनए हस्तक्षेप (आरएनएआई) के प्रसंस्करण के शुरुआती चरणों में शामिल है। कॉम्प्लेक्स राइबोन्यूक्लिएज एंजाइम ड्रोसा और डिमेरिक आरएनए-बाध्यकारी प्रोटीन DGCR8 (गैर-मानव जानवरों में पाशा के रूप में भी जाना जाता है) से न्यूनतम रूप से बना है, और कोशिका केंद्रक में प्री-miRNA के लिए प्राथमिक miRNA सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान) को साफ करता है।   माइक्रोप्रोसेसर उन दो बहु-प्रोटीन परिसरों में से भी छोटा है जिनमें मानव द्रोह होता है।



रचना
माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स में कम से कम दो प्रोटीन होते हैं: ड्रोसा, एक राइबोन्यूक्लिज़ III एंजाइम; और DGCR8, एक डबल फंसे आरएनए RNA-बाइंडिंग प्रोटीन।  (DGCR8 स्तनधारी आनुवंशिकी में इस्तेमाल किया जाने वाला नाम है, जिसे DiGeorge syndrome Critical Region 8 से संक्षिप्त किया गया है; Drosophila melanogaster और Caenorhabditis elegans जैसे मॉडल जीवों में समरूप प्रोटीन को Drosha के पार्टनर के लिए Pasha कहा जाता है।) न्यूनतम परिसर का Stoichiometry एक पर था। बिंदु प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करना कठिन है, लेकिन यह दो DGCR8 प्रोटीन और एक ड्रोसा के प्रोटीन ट्रिमर के रूप में प्रदर्शित किया गया है।

कम से कम उत्प्रेरक रूप से सक्रिय माइक्रोप्रोसेसर घटकों के अलावा, अन्य कॉफ़ेक्टर्स जैसे कि DEAD / DEAH बॉक्स हेलिकेज़ और विषम परमाणु राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन ड्रोसा की गतिविधि में मध्यस्थता करने के लिए परिसर में मौजूद हो सकते हैं। कुछ miRNAs को केवल विशिष्ट सहकारकों की उपस्थिति में माइक्रोप्रोसेसर द्वारा संसाधित किया जाता है।

समारोह
सेल न्यूक्लियस में स्थित, माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स प्राथमिक miRNA (pri-miRNA) को Precursor mRNA (प्री-miRNA) में विभाजित करता है। इसके दो सबयूनिट्स को pri-miRNAs से miRNAs के विकास की मध्यस्थता के लिए आवश्यक और पर्याप्त के रूप में निर्धारित किया गया है। लगभग 70 न्यूक्लियोटाइड्स के इन अणुओं में नली का लूप या हेयरपिन संरचना होती है। Pri-miRNA सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान) या तो गैर-कोडिंग RNA जीन से या इंट्रॉन से प्राप्त किया जा सकता है। बाद के मामले में, इस बात के सबूत हैं कि माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स spliceosome के साथ इंटरैक्ट करता है और आरएनए स्पिलिंग से पहले प्राइ-miRNA प्रसंस्करण होता है।

pri-miRNAs का माइक्रोप्रोसेसर दरार आमतौर पर सह-प्रतिलेखन (जीव विज्ञान) होता है और 2-3 न्यूक्लियोटाइड्स के एक विशेषता RNase III एकल-फंसे हुए ओवरहैंग को छोड़ देता है, जो ट्रांसपोर्ट प्रोटीन एक्सपोर्टिन-5 -5 के लिए एक मान्यता तत्व के रूप में कार्य करता है। Pre-miRNAs को न्यूक्लियस से कोशिका द्रव्य में एक RanGTP-निर्भर तरीके से निर्यात किया जाता है और आगे संसाधित किया जाता है, आमतौर पर एंडोरिबोन्यूक्लिएज एंजाइम डिसर द्वारा।

हेमिन DGCR8 सबयूनिट के एक प्रेरित रूपात्मक परिवर्तन के माध्यम से pri-miRNAs के बढ़ते प्रसंस्करण की अनुमति देता है, और RNA के लिए DGCR8 की बाध्यकारी विशिष्टता को भी बढ़ाता है। माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स सबयूनिट DGCR8 हेयरपिन संरचनाओं और सिंगल-स्ट्रैंडेड RNA के बीच के जंक्शनों को पहचानता है और जंक्शनों से लगभग 11 न्यूक्लियोटाइड को दूर करने के लिए ड्रोसा को उन्मुख करने का काम करता है, और ड्रोसा के विखंडन और पृथक्करण के बाद pri-miRNAs के संपर्क में रहता है।

यद्यपि माइक्रोप्रोसेसर द्वारा बड़ी संख्या में miRNAs का प्रसंस्करण किया जाता है, मिर्ट्रॉन नामक अपवादों की एक छोटी संख्या का वर्णन किया गया है; ये बहुत छोटे इंट्रोन्स होते हैं, जो जोड़ने के बाद, पूर्व-miRNA के रूप में काम करने के लिए उपयुक्त आकार और स्टेम-लूप संरचना रखते हैं। माइक्रोआरएनए के लिए प्रसंस्करण मार्ग और बहिर्जात रूप से व्युत्पन्न छोटे दखल देने वाले आरएनए डिसर प्रसंस्करण के बिंदु पर अभिसरण करते हैं और बड़े पैमाने पर समान डाउनस्ट्रीम होते हैं। व्यापक रूप से परिभाषित, दोनों रास्ते आरएनए हस्तक्षेप का गठन करते हैं। माइक्रोप्रोसेसर को राइबोसोम बायोजेनेसिस में विशेष रूप से आर-लूप | आर-लूप को हटाने और राइबोसोमल प्रोटीन एन्कोडिंग जीन के सक्रिय प्रतिलेखन में भी शामिल पाया जाता है।

विनियमन
MiRNA द्वारा जीन विनियमन कई जीनोमों में व्यापक है - कुछ अनुमानों के अनुसार 60% से अधिक मानव प्रोटीन-कोडिंग जीनों को miRNA द्वारा विनियमित किए जाने की संभावना है, हालांकि miRNA- लक्ष्य इंटरैक्शन के लिए प्रायोगिक साक्ष्य की गुणवत्ता अक्सर कमजोर होती है। क्योंकि माइक्रोप्रोसेसर द्वारा प्रसंस्करण miRNA बहुतायत का एक प्रमुख निर्धारक है, फिर माइक्रोप्रोसेसर ही विनियमन का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य है।

ड्रोसा और माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स सबयूनिट DGCR8 दोनों अनुवाद के बाद का संशोधन द्वारा स्थिरता, इंट्रासेल्युलर स्थानीयकरण और गतिविधि स्तरों के नियमन के अधीन हैं। माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स के साथ बातचीत करने वाले अतिरिक्त प्रोटीन कॉफ़ैक्टर्स द्वारा विशेष सबस्ट्रेट्स के खिलाफ गतिविधि को नियंत्रित किया जा सकता है। प्राइ-एमआईआरएनए स्टेम-लूप का लूप क्षेत्र भी नियामक प्रोटीन के लिए एक मान्यता तत्व है, जो उनके द्वारा लक्षित विशिष्ट एमआईआरएनए के माइक्रोप्रोसेसर प्रसंस्करण को ऊपर या नीचे-विनियमित कर सकता है।

माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स सबयूनिट DGCR8 mRNA में पाए जाने वाले pri-miRNA जैसी हेयरपिन संरचना के सहयोग से माइक्रोप्रोसेसर स्वयं नकारात्मक प्रतिक्रिया द्वारा ऑटो-विनियमित होता है, जब क्लीव्ड माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स सबयूनिट DGCR8 एक्सप्रेशन को कम करता है। इस मामले में संरचना एक एक्सॉन में स्थित है और अपने आप में miRNA के रूप में कार्य करने की संभावना नहीं है।

विकास
ड्रोसा डाउनस्ट्रीम राइबोन्यूक्लिज़ डिसर के साथ हड़ताली संरचनात्मक समानता साझा करता है, एक विकासवादी संबंध का सुझाव देता है, हालांकि ड्रोसा और संबंधित एंजाइम केवल जानवरों में पाए जाते हैं जबकि डिसर रिश्तेदार व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं, जिनमें प्रोटोजोआ भी शामिल हैं। माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स के दोनों घटक ज्ञात जीनोम वाले मेटाज़ोन्स के विशाल बहुमत के बीच अनुक्रम संरक्षण हैं। Mnemiopsis leidyi, एक ctenophore, में Drosha और माइक्रोप्रोसेसर कॉम्प्लेक्स सबयूनिट DGCR8 होमोलॉग्स, साथ ही पहचानने योग्य miRNAs दोनों का अभाव है, और यह एकमात्र ज्ञात मेटाज़ोन है जिसमें Drosha का कोई पता लगाने योग्य जीनोमिक सबूत नहीं है। पौधों में, miRNA बायोजेनेसिस मार्ग कुछ अलग है; पादप कोशिकाओं में न तो ड्रोसा और न ही DGCR8 में एक होमोलॉजी (जीव विज्ञान) है, जहां miRNA प्रसंस्करण में पहला कदम आमतौर पर एक अलग सेल न्यूक्लियस राइबोन्यूक्लिज़, DCL1, डिसर के एक होमोलॉग द्वारा निष्पादित किया जाता है।

वंशावली विश्लेषण के आधार पर यह सुझाव दिया गया है कि बहिर्जात सब्सट्रेट (रसायन विज्ञान) पर आधारित आरएनए हस्तक्षेप के प्रमुख घटक पैतृक यूकेरियोट में मौजूद थे, संभवतः वाइरस और ट्रांसपोजेबल तत्वों के खिलाफ एक प्रतिरक्षा तंत्र के रूप में। MiRNA-मध्यस्थ जीन विनियमन के लिए इस मार्ग का विस्तार बाद में विकसित हुआ माना जाता है।

नैदानिक ​​महत्व
रोगों में miRNAs की भागीदारी ने वैज्ञानिकों को माइक्रोप्रोसेसर जैसे अतिरिक्त प्रोटीन परिसरों की भूमिका में अधिक रुचि लेने के लिए प्रेरित किया है, जो कि miRNAs के कार्य और अभिव्यक्ति को प्रभावित या संशोधित करने की क्षमता रखते हैं। माइक्रोप्रोसेसर जटिल घटक, DGCR8, गुणसूत्र 22 के एक छोटे से हिस्से 22q11.2 के सूक्ष्म विलोपन|माइक्रो-डिलीशन के माध्यम से प्रभावित होता है। यह विलोपन miRNAs के अनियमित प्रसंस्करण का कारण बनता है जो DiGeorge सिंड्रोम की ओर जाता है।