MikroRNK (ingl. microRNA, miRNA) — kichik kodlamaydigan RNK molekulalari bo‘lib, ularning uzunligi 18—25 nukleotid (o‘rtacha 22). Ular o‘simliklar, hayvonlar va ayrim viruslardauchraydi hamda transkripsion va transkripsiyadan keyingi gen ekspressiyasini boshqarishda vosita sifatida RNK interferensiyasiorqali ishtirok etadi. Hujayra ichidagi mikroRNKdan tashqari, hujayradan tashqarida uchraydigan (aylanuvchi) mikroRNK ham aniqlangan.

MikroRNKlar o‘simlik va hayvonlarning yadro DNK si, shuningdek DNK saqlovchi ayrim viruslarning virus DNKsi orqali kodlanadi. MikroRNKlar genlar faolligini susaytirishda qatnashadi: ular komplementarlik asosida juftlashib, muayyan mRNK qismlarining translyatsiyasinibostiradi. Bundan tashqari, mikroRNK va mRNK komplekslari ko‘pincha hujayratomonidan tez parchalanadi. Bu maqsadli degradatsiya misollaridan biridir, chunki mazkur komplekslar ikki RNK molekulasining komplementarligi asosida hosil bo‘ladi. Shuningdek, RNKga bog‘liq DNK metillanishiBu muhim mexanizmlardan biri bo‘lib, genlarni bostirish, allel istisnosi hamda transpozonlar faolligining oldini olishni ta’minlaydi.

2014-yilga kelib insonda 1800 dan ortiq mikroRNK ma’lum bo‘lgan. Biroq ularni aniqlash usullari takomillashishi bilan bu raqam sezilarli oshishi mumkin. Turli hujayra va to‘qimalar turli mikroRNK to‘plamlarini sintez qiladi, shu sababli ularni o‘rganish yangi molekulalar kashf etilishiga olib kelishi mumkin. Turli baholashlarga ko‘ra, insonning oqsil kodlaydigan genlarining 30 dan 60 % gacha bo‘lgan qismi mikroRNK nishonidir.

MikroRNKlar yuqori darajada konservativ bo‘lib, eukariotlarorasida saqlanib qolgan. MikroRNKlar genlar ekspressiyasini boshqarish tizimining hayotiy zarur va evolyutsion qadimiy tarkibiy qismi deb hisoblanadi. O‘simliklar va hayvonlarda mikroRNKning hayot sikli asosiy qismlari o‘xshash bo‘lsa-da, ushbu ikki olam vakillaridagi mikroRNKlar turli faoliyat modellari bilan bir-biridan mustaqil ravishda rivojlangan. O‘simlik mikroRNKlari nishon mRNKlarga to‘liq yoki deyarli to‘liq komplementarligi bilan ajralib turadi; ular nishon transkriptlarning parchalanishini boshlab, gen ekspressiyasini bostiradi. MikroRNK transkriptning kodlovchi hamda kodlamaydigan qismiga bog‘lanishi mumkin. Hayvon mikroRNKlari esa tegishli mRNKni kamida 6—8 nukleotid asosida, ya’ni uning 5’-uchida orqali tanishi mumkin. MikroRNK va uning nishon mRNKsi orasida birga-bir moslik bo‘lishi shart emas: bir mikroRNK bir nechta mRNKni nishonga olishi, bir mRNK esa bir nechta mikroRNK bilan bog‘lanishi mumkin.

Ilk mikroRNKlar 1990-yillarning boshida tavsiflangan, ammo ular aniq vazifalarga ega biologik boshqaruvchi molekulalarning alohida sinfi sifatida faqat 2000-yillarning boshida qarala boshlangan. Shundan buyon mikroRNKning salbiy boshqaruvdagi (transkriptlarning parchalanishi yoki ajratib qo‘yilishi, translyatsiyaning bostirilishi) ko‘plab vazifalari va ijobiy boshqaruvdagi (transkripsiya va translyatsiyani faollashtirish) ehtimoliy ishtiroki aniqlangan. MikroRNKlar gen ekspressiyasini boshqarishda qatnashgani sababli aksariyat biologik jarayonlarga ta’sir qiladi. Turli hujayra va to‘qimalarda mikroRNKlarning turli to‘plamlari uchraydi.

Ko‘plab kasallik holatlarida mikroRNK ekspressiyasi buzilishi kuzatilgan. MikroRNK asosidagi davolash imkoniyatlari ham o‘rganilmoqda.

Odatdagi mikroRNK nishonga oladigan noyob mRNKlarning umumiy soni baholash usuliga qarab farq qiladi. 2004-yilgi baholashlarga ko‘ra, odatdagi mikroRNK atigi 7 ta mRNKni nishonga olishi mumkin edi, keyingi baholashlarda esa bu ko‘rsatkich yuqoriroq bo‘ldi. Aniqlanishicha, har bir umurtqali hayvon mikroRNKsi o‘rtacha taxminan 200 ta nishon transkriptga ega. Bitta mikroRNK yuzlab oqsillarhosil bo‘lishini bostirishi ham ma’lum, ammo bu susaytirish nisbatan mo‘tadil (ekspressiya 2 martadan kam kamayadi).

MikroRNKlar 1993-yilda Viktor Embros, Rozalind Li va Roda Feynbaum tomonidan lin-14genini o‘rganish davomida kashf etilgan. Bu gen nematoda Caenorhabditis elegansrivojlanishida ishtirok etadi. Ular LIN-14 oqsili miqdorini lin-4genining qisqa RNK mahsuloti boshqarishini aniqlashdi. 61 nukleotidli boshlang‘ich molekula lin-4genidan transkripsiya qilinib, 22 nukleotidli RNKga yetiladi. Ushbu qisqa RNK molekulasida ba’zi ketma-ketliklarga qisman komplementar bo‘lgan ketma-ketliklar mavjud edi, xususan 3'-translyatsiya qilinmaydigan sohadagi (3'-UTR) mRNKning ayrim qismlariga mos keladigan ketma-ketliklar. Bu mRNK lin-14genidan transkripsiya qilingan edi. Komplementarlik lin-14 mRNKsining LIN-14 oqsiliga translyatsiyasini bostirish uchun zarur va yetarli shart bo‘lib chiqdi. Shunday qilib, lin-4 kichik RNKsi aniqlangan birinchi mikroRNK bo‘ldi, garchi o‘sha paytda bunday RNKlar faqat nematodalarga xos deb hisoblangan bo‘lsa ham. Faqat 2000-yilda ikkinchi mikroRNK — let-7 tavsiflandi; u lin-41, lin-14, lin-28, lin-42 va daf-12 genlari ekspressiyasini Caenorhabditis elegansrivojlanishining o‘tish bosqichlarida bostirgan. Keyinchalik let-7 ning ko‘plab turlarda saqlanishi aniqlanib, bu hodisa keng tarqalganini ko‘rsatdi.

let-7 kashf etilgach, kodlamaydigan kichik RNKlarning yangi sinfi — mikroRNKlar jadal o‘rganila boshlandi. Hozirga kelib inson va boshqa turlarning minglab mikroRNKlari tavsiflangan, ularni o‘rganishning turli usullari ishlab chiqilgan va mikroRNK ketma-ketliklarining onlayn ma’lumotlar bazalari (masalan, miRBase).

Umumqabul qilingan nomenklatura qoidalariga ko‘ra, mikroRNKlarga nomlar ularning kashf etilgani haqida xabar e’lon qilinishidan oldin, tajribada aniqlanib tasdiqlangach beriladi. «mir» old qo‘shimchasidan keyin defis va nom berish ketma-ketligini ko‘rsatuvchi raqam yoziladi. Masalan, mir-122 mir-456 dan oldin kashf etilgan va nomlangan. «mir-» old qo‘shimchasi pre-mikroRNKni, «MIR-» mikroRNKni kodlovchi genni, «miR-» esa yetilgan shaklni anglatadi. Ketma-ketligi bir yoki ikki nukleotid bilan farqlanadigan mikroRNK nomiga qo‘shimcha kichik harf qo‘shiladi. Masalan, miR-123a miR-123b ga yaqin qarindoshdir. Genomning turli joylarida joylashgan, lekin 100 % bir xil mikroRNK hosil qiluvchi pre-mikroRNKlar nomiga defis bilan ajratilgan qo‘shimcha raqam kiritiladi. Masalan, hsa-mir-194-1 va hsa-mir-194-2 pre-mikroRNKlari bir xil mikroRNK (hsa-miR-194) hosil qiladi, ammo ular genomning boshqa-boshqa hududlarida joylashgan. MikroRNK ajratib olingan tur nomda uch harfli old qo‘shimcha bilan belgilanadi, masalan, insonning hsa-miR-123 (Homo sapiens) va qo‘yning oar-miR-123 (Ovis aries). Virus mikroRNKlari uchun ko‘pincha «v-», drozofila mikroRNKlari uchun esa «d» old qo‘shimchasi ishlatiladi. Boshlang‘ich pre-mikroRNKning ikki xil uchidan ikkita yetilgan mikroRNK hosil bo‘lsa, ularga −3p yoki −5p qo‘shimchasi qo‘shiladi. Ilgari «s» (ma’noli) va «as» (antima’noli) belgilari ham ishlatilgan. Umumiy boshlang‘ich molekulaga ega ikki mikroRNKning nisbiy ekspressiya darajasi ma’lum bo‘lsa, sochto‘g‘nog‘ichning qarama-qarshi uchidan hosil bo‘ladigan mikroRNKga nisbatan kamroq ekspressiyalanadigani yulduzcha bilan belgilanadi. Masalan, miR-123 va miR-123* bitta boshlang‘ich sochto‘g‘nog‘ichsimon pre-mikroRNKdan hosil bo‘ladi, biroq hujayrada miR-123 ko‘proq uchraydi, ya’ni uning ekspressiya darajasi yuqoriroq.

Tavsiflangan mikroRNK genlarining aksariyati genlar oralig‘ida joylashgan yoki qo‘shni genlarga nisbatan antima’noli yo‘nalgan. Shuning uchun ular mustaqil birliklar sifatida transkripsiya qilinadi deb taxmin qilinadi. Biroq ayrim holatlarda mikroRNK o‘zining nishon geni bilan birga transkripsiya qilinadi, bu esa ularni birgalikda boshqarishga imkon beradi. MikroRNKlarning taxminan 40 % qismi intronlar va oqsil kodlamaydigan genlarda joylashgan genlar bilan, ayrim hollarda esa hatto oqsil kodlamaydigan uzun genlarning ekzonlarida kodlanadi. Bunday vaziyatda mikroRNK genlari odatda (lekin har doim ham emas) ma’noli yo‘nalishda joylashib, nishon genlar bilan birga boshqariladi. Boshqa mikroRNK genlari umumiy promotorgaega; barcha mikroRNKlarning 42-48 % qismi ko‘plab alohida halqalarni o‘z ichiga oladigan polisistronli birliklardan hosil bo‘ladi va keyinchalik ulardan yetilgan mikroRNK qayta ishlanib hosil qilinadi . Biroq olingan mikroRNKlar tuzilishi va vazifasiga ko‘ra o‘zaro gomologik bo‘lishi shart emas.

MikroRNK genlari promotorlarida motivlarborligi ko‘rsatilgan; ular RNK-polimeraza IIorqali o‘qiladigan boshqa genlar, xususan oqsil kodlovchi genlar promotoridagi motivlarga o‘xshaydi. DNK qolipi hosil bo‘ladigan mikroRNKning birlamchi tuzilishini belgilovchi yagona omil emas: mikroRNKlarning 6 % qismida RNK tahrirlanishi (IsomiR^[ingl.], ya’ni bitta DNK qolipidan turli RNK mahsulotlarini olish imkonini beradigan RNKning muayyan joyidagi modifikatsiyasi aniqlangan. Bu bitta gendan hosil bo‘ladigan mikroRNK xilma-xilligi va imkoniyatlarini oshiradi.

Yadrodagi qayta ishlanish

Bitta pri-mikroRNK bir tadan oltitagacha mikroRNK boshlang‘ich molekulasini (pre-mikroRNK) saqlashi mumkin. Ushbu sochto‘g‘nog‘ichsimon tuzilmalarning har biri 70 ta nukleotiddan iborat. Ulardagi ikki zanjirli RNK yadro oqsillari tomonidan tanib olinadi: umurtqalilarda DiGeorge Syndrome Critical Region 8 (DGCR8, nomi Di Jorj sindromibilan bog‘liq), yoki Pasha^[ingl.] oqsili umurtqasizlardauchraydi. DGCR8 Drosha^[ingl.] — RNKni kesuvchi oqsil bilan birgalikda «mikroprotsessor» deb ataluvchi kompleksni hosil qiladi. Bu kompleksda DGCR8 Drosha tarkibidagi katalitik domenni RNKaza IIIturiga mansub sohani shunday yo‘naltiradiki, u sochto‘g‘nog‘ich asosidan 11 nukleotid narida RNKni kesib, pri-mikroRNKdan sochto‘g‘nog‘ichlarni ajratib oladi. Hosil bo‘lgan mahsulotda 2 ta chiqib turgan nukleotid 3’-uchida joylashadi va u 3’-gidroksil hamda 5’-fosfat guruhlariga ega. Bu mahsulot ko‘pincha pre-mikroRNK (mikroRNK boshlang‘ich molekulasi) deb ataladi.

Intronlardan splaysing orqali hosil bo‘ladigan va «mikroprotsessor»dan o‘tmaydigan pre-mikroRNKlar mirtronlar^[ingl.]deb ataladi. Ilgari mirtronlar faqat drozofila va Caenorhabditis elegansda uchraydi deb hisoblangan, hozir esa ular sutemizuvchilarda ham topilgan.

Taxminlarga ko‘ra, pre-mikroRNKlarning 16 % qismi yadroda RNK tahrirlanishidan o‘tadi. Eng ko‘p tarqalgan holatda ferment— adenozindeaminaza^[ingl.], RNKga ta’sir qiluvchi (ADARs) — adenozinning (A) inozinga (I) gidrolitik dezaminlanishini katalizlaydi. RNK tahrirlanishi yadrodagi qayta ishlanishni to‘xtatishi (masalan, tahrirlangan pri-miR-142 RNKaza Tudor-SN tomonidan parchalanadi) hamda keyingi jarayonlarga, jumladan mikroRNKning sitoplazmadagi qayta ishlanishiga ta’sir qilishi, shuningdek qayta ishlangan mikroRNKning nishon mRNKsini o‘zgartirishi mumkin (masalan, miR-376ning markaziy asab tizimidagi faoliyati misolida).

Yetilgan mikroRNK faol RNK orqali genni o‘chirish kompleksi (RISC) tarkibiga kiradi. Unda Dicer va boshqa ko‘plab oqsillar ham mavjud. RISC mikroRNK-ribonukleoprotein kompleksi (mikroRNP, microRNP) deb ham ataladi; mikroRNK saqlovchi RISC ba’zan miRISC deb belgilanadi.

Dicer tomonidan pre-mikroRNKning qayta ishlanishi dupleksning ajralishi bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin. miRISC tarkibiga dupleksning faqat bitta zanjiri kiradi; u zanjirning termodinamik beqarorligi va ikkinchi zanjirga nisbatan asoslarining kuchsizroq juftlashuvi asosida tanlanadi. Zanjirni tanlashga sochto‘g‘nog‘ichning mavjudligi ham ta’sir qilishi mumkin. miRISC tarkibiga kirgan zanjir «yo‘naltiruvchi» deb ataladi. «Yo‘lovchi» deb ataladigan boshqa zanjir barqaror holatda kamroq energiyaga ega bo‘lib (* bilan belgilanadi) odatda parchalanadi. Ba’zi hollarda dupleksning ikkala zanjiri ham faol mikroRNKga aylanadi va turli mRNK turlariga ta’sir qiladi. RISC tarkibidagi mikroRNK nishon mRNKdagi muayyan ketma-ketlikni tanib oladigan qolip vazifasini bajaradi.

RISC faoliyatida Argonaute (Ago) oilasiga mansub oqsillar asosiy rol o‘ynaydi. Ular mikroRNK orqali mRNKni o‘chirish uchun zarur va mikroRNKni bog‘lovchi ikkita konservativ markazga ega: domen PAZ mikroRNKning 3’-uchidagi qism bilan ta’sirlashadi, PIWI domeni esa tuzilish jihatidan ribonukleaza H ga o‘xshaydi va mikroRNKning 5’-uchini bog‘laydi. Ular birgalikda yetilgan mikroRNKni bog‘lab, nishon mRNK bilan ta’sirlashish uchun mos yo‘nalishga keltiradi. Argonaute oilasining ayrim oqsillari, masalan, inson Ago2 oqsili, nishon transkriptni bevosita kesadi. Bu oila oqsillari translyatsiyani bostirish uchun qo‘shimcha oqsillarni ham jalb qilishi mumkin. Inson genomida Argonaute oilasining 8 ta oqsili kodlanadi; ular aminokislotalar ketma-ketligiga ko‘ra 2 guruhga bo‘linadi: AGO (sutemizuvchilarning barcha hujayralarida ekspressiyalanadigan 4 ta oqsil, insonda E1F2C/hAgo deb ataladi) va PIWI (jinsiy hujayralar rivojlanadigan qatorda hamda qon yaratuvchi hujayralarda topilgan).

RISCning qo‘shimcha tarkibiy qismlari quyidagi oqsillardir: TRBP ( OIVvirusining TAR transaktivlovchi RNKsini bog‘lovchi oqsil), PACT ( interferonningfaollashtiruvchi proteinkinazabilan induksiyalanadigan oqsil faollashtiruvchisi), SMN kompleksi, FMRP, Tudor-SN, taxminiy DNK-helikaza MOV10, TNRC6B.

Gen mRNK parchalanishi yoki uning translyatsiyasining oldini olish orqali o‘chirilishi mumkin. Masalan, miR16 ko‘plab beqaror mRNKlarning 3’-UTR sohasidagi AUga boy elementga, jumladan TNF-α yoki GM-CSFga komplementar ketma-ketlikni saqlaydi. Agar mikroRNK nishon mRNKga to‘liq komplementar bo‘lsa, Ago2 mRNKni kesib, uning bevosita parchalanishiga olib keladi. To‘liq komplementarlik bo‘lmasa, gen translyatsiyani to‘xtatish orqali o‘chiriladi.

MikroRNK barqarorligining boshqarilishi mikroRNK kodlovchi genlar ekspressiyasidagi tezkor o‘zgarishlar uchun zarur. MikroRNK sitoplazmada yetilayotganda Argonaute oqsillari yo‘naltiruvchi zanjirni barqarorlashtiradi, «yo‘lovchi» zanjir esa ko‘pincha parchalanadi. Bunda Argonaute nishonlari ko‘proq bo‘lgan mikroRNKlarni uzoqroq barqarorlashtiradi va shu tariqa nishonsiz mikroRNKlarning parchalanishiga yordam beradi.

MikroRNKning Caenorhabditis elegans dagi parchalanishi 5’→3’ yo‘nalishda ta’sir qiluvchiekzoribonukleaza XRN2^[ingl.](Rat1p nomi bilan ham ma’lum) orqali amalga oshadi. O‘simliklarda SDN oqsillari (ingl. small RNA degrading nuclease — kichik RNKni parchalovchi nukleazalar) mikroRNKni teskari (3’→5’) yo‘nalishda parchalaydi. SDN o‘simlik genlariga gomolog genlar hayvonlar genomida ham topilgan, biroq ularning vazifasi hali tavsiflanmagan.

MikroRNKning ayrim modifikatsiyalari uning barqarorligiga ta’sir qiladi. Bu Arabidopsis thalianao‘simliklarda yetilgan mikroRNKlar ularga qo‘shilgan metil guruhlari bilan barqarorlashtiriladi. Metil guruhlari mikroRNKning 3’-uchiga 2’-O bog‘i orqali birikib, uridinfosfat (U) qoldiqlarining uridiltransferaza yordamida qo‘shilishiga to‘sqinlik qiladi; bu modifikatsiya mikroRNK parchalanishi bilan bog‘liq. Biroq uridinlanish ayrim mikroRNKlarni aksincha himoyalashi mumkin; uning oqibatlari hozircha to‘liq aniqlanmagan. Hayvon mikroRNKlarining uridinlanishi ham ma’lum. O‘simlik va hayvon mikroRNKlari adenozin nukleotid birliklari (A) mikroRNKning 3’-uchiga qo‘shilishi orqali ham o‘zgartirilishi mumkin. Sutemizuvchilarning miR-122 molekulasi ( jigardako‘p uchraydigan va C gepatitirivojlanishida muhim rol o‘ynaydigan mikroRNK) uchiga qo‘shilgan qo‘shimcha adenozinfosfat uni barqarorlashtiradi. Shuningdek, uchida qo‘shimcha adenozin nukleotidi bor o‘simlik mikroRNKlari kamroq parchalanishi ma’lum.

Yuqorida aytilganidek, mikroRNKlar genlar ekspressiyasini boshqarishda muhim rol o‘ynaydi. MikroRNK bir yoki bir nechta mRNKning muayyan qismiga komplementar bo‘ladi. Hayvon mikroRNKlari odatda 3’-UTRga, o‘simlik mikroRNKlari esa ko‘pincha mRNKning kodlovchi qismiga komplementar. MikroRNK bilan nishon mRNK orasidagi asoslarning to‘liq yoki deyarli to‘liq juftlashuvi nishonning parchalanishini boshlaydi. O‘simliklarda jarayon shu tarzda kechadi. Hayvonlarda esa mikroRNK o‘simliklardagidek butun mRNKga emas, faqat uning bir qismiga komplementar bog‘lanadi; aniq moslik 2- va 7-nukleotidlar orasidagi kichik sohada — mikroRNKning «urug‘ sohasi»da (seed region) zarur bo‘ladi. Hayvon mikroRNKlari nishon transkriptning kesilishini faollashtirishdan tashqari, ko‘pincha translyatsiyani ham to‘sadi. Bu hodisa o‘simliklarda ham bor, biroq ancha kam uchraydi. Nishonlariga qisman komplementar mikroRNKlar deadenillanishini ham faollashtirishi, shu orqali nishon mRNK umrini qisqartirishi mumkin. Hozir mikroRNK nishon mRNKning parchalanishiga sabab bo‘lishi aniqlangan, ammo translyatsiyaning bostirilishi qanday amalga oshishi — faqat mRNK parchalanishi, maxsus omillar yordamida translyatsiyaning to‘xtatilishi yoki ikkala mexanizm birgalikda ishlashi — faol muhokama qilinmoqda. Danio-reriodagi miR-430, danio-reriohamda bantam-miRNA va miR-9^[ingl.] ning drozofila hujayralari kulturasidagi so‘nggi tadqiqotlari translyatsiyaning bostirilishi translyatsiyani boshlash kompleksining parchalanishidan kelib chiqishini va deadenillanish bilan bog‘liq emasligini ko‘rsatdi.

MikroRNKning translyatsiyada qatnashuvchi oqsillar bilan o‘zaro ta’siri.

Translyatsiyani bostirishning 7 ta usuli mavjud 9 mexanizmdan ko‘rsatilgan: M1) boshlanish bosqichida boshlovchi oqsil kompleksining yig‘ilishini yoki ribosomaning 40S subbirligining mRNKga bog‘lanishini to‘sish; M2) ribosomaning yig‘ilishi bosqichida; M3) elongatsiya davrida; M7, M8) mRNKning parchalanishi. MikroRNKning oqsil translyatsiyasiga ta’sir etuvchi boshqa mexanizmlari (transkripsion ta’sirlar, P-tanachalariga^[ingl.]tashish, ribosomaning ajralishi, kotranslyatsion oqsil parchalanishi va boshqalar) bu yerda ko‘rsatilmagan. Rasmda ribosomaning 40S va 60S subbirliklari mos ravishda ochroq va to‘qroq rangda, 80S esa mRNKga bog‘langan yig‘ilgan ribosoma sifatida tasvirlangan; eIF4F^[ingl.] — translyatsiyani boshlash omili, PABC1 — poli(A) bog‘lovchi oqsil, kep — mRNKning 5'-uchidagi maxsus tuzilma. mRNK translyatsiyasi kepsiz ham, 40S subbirlikningingl. Internal Ribosome Entry Site(IRES) joyiga bog‘lanishi orqali boshlanishi mumkin. Bu joy 5'-translyatsiya qilinmaydigan sohada (5'-UTR) joylashgan. mRNKni bevosita o‘chirishni RNK orqali genni o‘chirish kompleksi (RISC) amalga oshiradi; uning asosiy katalitik subbirligi Argonaute (AGO) guruhidagi oqsillardan biridir, mikroRNK esa mRNKdagi muayyan ketma-ketlikni tanish uchun qolip vazifasini bajaradi.

Ba’zan mikroRNKlar gistonlarning modifikatsiyasini va DNK metillanishini gen promotorlarihududida yuzaga keltiradi; bu genlar ekspressiyasigata’sir qiladi.

Umumlashtirilgan matematik model yordamida mikroRNK ta’sirining 9 ta mexanizmi tavsiflangan va izohlangan:

1. ribosomaning 40S subbirligi kep hududiga birikishini to‘xtatish;
2. ribosomaning 60S subbirligi birikishini bostirish;
3. elongatsiyani bostirish;
4. ribosoma kompleksini ajratish (muddatidan oldin tugallanish);
5. kotranslyatsion yordamchi oqsillarning parchalanishi; P-tanachalarini
6. ajratib qo‘yish; P-tanachalar^[ingl.];
7. mRNKning parchalanishi (beqarorlashishi);
8. mRNKni kesish;
9. mikroRNK vositasidagi qayta tashkil etish orqali transkripsiyani bostirish.

Ushbu mexanizmlar termodinamik jihatdan farq qilsa-da, reaksiyalar tezligi konstantalari haqidagi eksperimental ma’lumotlardan foydalanib, ularni ko‘pincha bir-biridan ajratib bo‘lmaydi.

O‘simlik mikroRNKlaridan farqli o‘laroq, hayvon mikroRNKlari genlarning turli to‘plamlariga ta’sir qiladi. Biroq barcha hujayralar uchun umumiy jarayonlarda qatnashadigan genlar nisbatan kamdan-kam mikroRNK nishoniga aylanadi va, aftidan, ular mikroRNK bilan ta’sirlashishga qarshi yo‘nalgan tanlanish ta’sirida bo‘ladi.

Ikki zanjirli RNK (izRNK) molekulalari genlarni faollashtira olishi ma’lum. Bunday RNKning nishonlari genlarning promotorlari bo‘lib, ular tegishli genlar transkripsiyasini kuchaytirishi mumkin. Bu hodisa inson hujayralarida kichik faollashtiruvchi RNKlar^[ingl.] (small activating RNA, saRNA) deb ataladigan sun’iy izRNKlar, shuningdek ichki mikroRNKlar misolida ko‘rsatilgan.

MikroRNKning genlardagi va hatto gomologik ketma-ketliklarga ega psevdogenlardagikomplementar ketma-ketliklar bilan o‘zaro ta’siriparaloggenlar orasida gen ekspressiyasini boshqaradigan teskari aloqa kanali deb hisoblanadi. Ushbu mikroRNKlar raqobatlashuvchi endogen RNKlar^[ingl.]deb ataladi. Ular genlar va psevdogenlarning o‘ziga xos boshqaruvchi elementlariga bog‘lanadi; bu eukariot genomida kodlamaydigan ketma-ketliklar ko‘pligini izohlashi mumkin.

MikroRNKlar muhim filogenetik markerlar hisoblanadi, chunki ularning evolyutsiyatezligi hayratlanarli darajada past. MikroRNKlar boshqaruvchi element sifatida dastlab begona interferensiyalovchi RNKlardangenetik materialga ,masalan, viruslargaqarshi himoyada foydalanilgan molekulalardan rivojlangan deb hisoblanadi. Biroq ayrim mikroRNKlar, masalan, insonning hsa-mir-548 oilasiga mansub mikroRNKlar, kichik teskari yo‘nalgan^[ingl.] transpozonlardankelib chiqqan bo‘lishi mumkin. Ularning paydo bo‘lishi morfologik xilma-xillik rivojlanishiga yo‘l ochgan, chunki gen ekspressiyasini nozikroq va aniqroq boshqarish imkoniyati tug‘ilgan. Bu, ayniqsa, alohida organlar va ehtimol butun organizmlarning individual rivojlanishida muhimdir. Darhaqiqat, morfologik o‘zgarishlarning yuqori tezligi odatda mikroRNKlarning to‘planishi bilan o‘zaro bog‘liq.

MikroRNKning yangi turlari ko‘plab yo‘llar bilan paydo bo‘ladi. Ular DNKning kodlamaydigan qismida (ya’ni intronlar yoki genlar oralig‘idagi elementlarda) tasodifan yuzaga keladigan sochto‘g‘nog‘ichsimon tuzilmalardan , shuningdek mavjud mikroRNKlarning duplikatsiyasi yoki modifikatsiyasi orqali vujudga kelishi mumkin. Oqsil kodlovchi ketma-ketliklarning teskari yo‘nalgan duplikatsiyalari ham mikroRNK manbai bo‘la oladi, chunki ulardan sochto‘g‘nog‘ichsimon tuzilmalar hosil bo‘lishi mumkin. Yaqinda paydo bo‘lgan mikroRNKlardagi evolyutsiya tezligi (ya’ni nukleotidlar almashinuvi) kodlamaydigan DNKdagiga o‘xshaydi. Bu neytral dreyforqali evolyutsiyalanishni anglatadi. Biroq qadimiy mikroRNKlarda evolyutsiya tezligi ancha past bo‘lib, yuz million yilda bittadan ham kam almashinuv sodir bo‘lishi mumkin. Bu mikroRNK muayyan vazifaga ega bo‘lgach, juda kuchli tabiiy tanlanishga uchrashi va keyinchalik deyarli o‘zgarmasligini tasdiqlaydi. MikroRNK genining turli hududlariga turli evolyutsion jarayonlar ta’sir qiladi; ayniqsa, qayta ishlanish va faoliyat uchun zarur hududlar ancha yuqori darajada saqlanadi. Ba’zan hayvon genomidan mikroRNKlar yo‘qoladi, lekin yaqinda paydo bo‘lgan va ko‘pincha hali faol bo‘lmagan mikroRNKlar tez-tez yo‘qoladi. Arabidopsis thaliana da mikroRNK genlarining yo‘qolish tezligi million yiliga 1,2 — 3,3 ta gen deb baholangan. Shu sababli mikroRNK genlari qulay filogenetik markerlardir va ehtimol bo‘g‘imoyoqlilar.

o‘rtasidagi filogenetik munosabatlarning murakkabligini ham shu tushuntiradi. MikroRNKlar ko‘pchilik eukariotlargenomlarida, jumladan qo‘ng‘ir suvo‘tlar dan tortib hayvonlargacha kodlanadi. Biroq ularning vazifasi va qayta ishlanishidagi farqlar mikroRNKlar hayvonlar va o‘simliklarda mustaqil paydo bo‘lganini ko‘rsatadi. Ko‘p hujayrali o‘simlik va hayvonlardan tashqari, ayrim bir hujayrali organizmlarda ham mikroRNKlar ma’lum. Masalan, ular Chlamydomonas reinhardtiisuvo‘tida aniqlangan. Zamburug‘larda mikroRNK hali ajratib olinmagan, biroq ularning rivojlanishidagi ayrim xususiyatlar zamburug‘lar genomida ham mikroRNK kodlanishi mumkinligini ko‘rsatadi. 2010-yil mart holatiga ko‘ra, mikroRNK 5000 ta turda tavsiflangan. Bakteriyalarda uzunligi 50 nukleotiddan bir necha yuz nukleotidgacha bo‘lgan qisqa RNK bo‘laklari keng tarqalgan bo‘lsa-da, ularda haqiqiy mikroRNK yo‘q.

2004-yildan buyon 200 dan ortiq mikroRNK ikki zanjirli DNK saqlovchi viruslardanajratib olingan, asosan gerpesviruslar va poliomaviruslardan. Virus mikroRNKlari uzunligi 22±3 nukleotid bo‘lib, mRNKning 3'-UTRsohasiga bog‘lanadi va transkriptning parchalanishiga yoki translyatsiya to‘xtashiga sabab bo‘ladi. Hayvonlardagidek, bu bog‘lanish faqat qisman komplementarlikka asoslanadi. Hozircha virus mikroRNKlarining nishonlari nisbatan kam holatlarda aniqlangan; ular ham virus genining, ham xo‘jayin hujayra genining ekspressiyasini bostirishi mumkin. Masalan, SV40 va qarindosh poliomaviruslar virusning katta T-antigeniekspressiyasini susaytiruvchi mikroRNKlarni kodlaydi; α-, β- va γ-gerpesviruslarda esa mikroRNKning yashirin bosqichdan litik bosqichga o‘tishdagi roli ko‘rsatilgan. Insonning 6-tur gerpes virusida transkripsiya omillari ekspressiyasi virus mikroRNKlari nazoratida bo‘lishi mumkin. Virus mikroRNKlarining xo‘jayin hujayra hayotidagi roli hali endigina o‘rganilayotgan bo‘lsa-da, ko‘plab tajribalar ularning immun tanib olish reaksiyalari, hujayraning yashab qolishi, to‘qimalarning tiklanishi , proliferatsiya va hujayralarning ixtisoslashuvi.

Tadqiqotchilar mikroRNKning fiziologik va patologik jarayonlardagi rolini jadal o‘rganayotgan bir paytda, mikroRNKni ajratib olishning bir necha usuli ishlab chiqildi. Ammo ajratib olingan mikroRNKlarning barqarorligi ko‘pincha shubha tug‘dirgan. MikroRNKlar qisman qisqa bo‘lgani, shuningdek RNKazalar doimiy mavjudligi sababli mRNKlarga qaraganda ancha tez parchalanadi. Shu bois mikroRNK bilan ishlaganda namunalarni muzda sovitish va faqat RNKaza bilan ifloslanmagan uskunalardan foydalanish zarur.

MikroRNK ekspressiyasini ikki bosqichli polimeraza zanjir reaksiyasi (PZR) yordamida miqdoriy aniqlash mumkin. Birinchi bosqichda teskari transkripsiyali PZR, undan keyin esa real vaqtdagi PZRqo‘llanadi. Ushbu usulning mikroRNKning mutlaq yoki nisbiy miqdorini aniqlovchi variantlari mavjud. MikroRNKni yuzlab yoki minglab nishon mikroRNK zondlariga ega mikrochiplarga gibridlash orqali turli namunalardagi mikroRNKning nisbiy miqdorini aniqlash ham mumkin. Yangi mikroRNKlarni topish va ketma-ketligini tavsiflash uchun yuqori unumli sekvenslash (mikroRNKni sekvenslash^[ingl.]usullari ishlatiladi. MikroRNK faolligini tajribada oligonukleotidlar yopiq nuklein kislota^[ingl.] (ingl. Locked nucleic acid, LNA), morfolino, shuningdek 2’-O-metil guruhli oligoribonukleotid yordamida bostirish mumkin. Bundan tashqari, komplementar oligonukleotid — antagomir^[ingl.]yordamida ham mikroRNKni o‘chirish mumkin. MikroRNKning yetilishini bir nechta bosqichda fazoviy to‘suvchi oligonukleotidlar bilan to‘xtatish mumkin. Ular yordamida mRNKning mikroRNK bog‘lanadigan sohasini ham berkitish mumkin. MikroRNKni in situ aniqlash uchun LNA yoki morfolino zondlaridan foydalaniladi. LNA yopiq konformatsiyaga ega bo‘lgani uchun uning gibridlanish qobiliyati, sezgirligi va o‘ziga xosligi yuqori; shu bois u mikroRNKni aniqlash uchun juda qulay zonddir.

MikroRNK miqdorini yuqori unumli usullarda aniqlash ko‘pincha juda murakkab bo‘lib, katta tafovutlar (mRNKga nisbatan) va uslubiy muammolar tufayli xatolarga olib keladi. Shu sababli mikroRNK ekspressiyasi darajasini va aynan shu darajadagi biologik ta’sirlarini o‘rganish muhimdir. mRNK va mikroRNK ma’lumotlarini taqqoslash uchun mikroRNK ketma-ketligi asosida nishon mRNKni bashorat qiladigan maxsus ma’lumotlar bazalariishlatiladi. Muayyan mikroRNK nishonini aniqlashning ham bir qancha usullari ishlab chiqilgan. Bunday texnologiya qiziqish uyg‘otgan mikroRNK ajratib olingach (xususan, ekspressiyasi yuqori bo‘lganligi sababli) qo‘llanilsa-da, mRNK va mikroRNK haqidagi ma’lumotlarni birlashtira oladigan tahlil vositalariga oid qator g‘oyalar ham taklif etilgan.

MikroRNKlar eukariot hujayraning odatiy faoliyatida qatnashgani sababli, ularning faoliyatidagi buzilishlar kasalliklarga olib kelishi mumkin. Ommaga ochiq miR2Disease ma’lumotlar bazasida mikroRNK faoliyatining buzilishi bilan turli kasalliklar orasidagi bog‘liqlik haqida ma’lumotlar jamlangan.

Saraton

bostiradi. MikroRNK faoliyatidagi buzilishlar bilan bog‘liqligi aniqlangan birinchi inson kasalligi surunkali limfoleykozbo‘lgan. Keyinchalik ko‘plab mikroRNKlar ayrim saraton turlari bilan bog‘liqligi aniqlangan (bunday mikroRNKlar ba’zan onkomirlar^[ingl.]deb ataladi). Onkomir deb tavsiflangan dastlabki mikroRNKlardan biri miRNA21 bo‘lib, u bir necha saraton turini, jumladan glioblastoma va astrositomani.

keltirib chiqaradi. Ortiqcha c-Myc — mutatsiyaga uchragan shakllari bir necha saraton turining rivojlanishida qatnashadigan oqsil — ishlab chiqaruvchi sichqonlarni o‘rganish mikroRNKlar haqiqatan ham saraton rivojlanishiga ta’sir qilishini ko‘rsatdi. Limfomahujayralarida aniqlangan mikroRNKlarni ortiqcha ishlab chiqaruvchi mutant sichqonlarda kasallik 50 kunda rivojlangan va yana 2 haftadan keyin o‘lim yuz bergan. Taqqoslash uchun, mikroRNK ortiqcha bo‘lmagan sichqonlar 100 kundan ortiq yashagan. Leykemiya mikroRNK genlari oldiga virus genomi kiritilishi tufayli kelib chiqishi mumkinligi ko‘rsatilgan, chunki bu tegishli mikroRNK genlari ekspressiyasini oshiradi.

Boshqa tadqiqotda mikroRNKning ikki turi hujayra ko‘payishini boshqaruvchi E2F1 oqsilini bostirishi aniqlangan. MikroRNK mRNKning muayyan genlarni faollashtiradigan yoki o‘chiradigan oqsillarga translyatsiya qilinishidan oldin unga bog‘lanishi mumkin.

MikroRNK kodlaydigan 217 ta gen faolligini o‘lchash orqali saratonning ayrim turlariga xos gen faolligi kombinatsiyalari aniqlangan. MikroRNKlar asosida saraton turlarini tasniflash mumkin. Bu shifokorlarga o‘sma qaysi to‘qimadan kelib chiqqanini aniqlash hamda to‘qima turi haqidagi ma’lumotga asoslanib mos davolash yo‘lini tanlash imkonini beradi. MikroRNKlar surunkali limfoleykoz sekin rivojlanishini yoki tajovuzkor shaklga o‘tishini belgilashi aniqlangan.

Muayyan mikroRNK ekspressiyasi ortiqcha yoki kam bo‘lgan transgen sichqonlarda o‘tkazilgan tajribalar kichik RNKlarning turli xavfli o‘smalar rivojlanishidagi rolini tushunishga yordam berdi. MikroRNKning saratonning o‘zak hujayralaridagi^[ingl.], ayniqsa kimyoterapiyaga chidamli va qaytalanishga moyil hujayralardagi roli batafsil o‘rganildi.

Hozirda mikroRNK asosida yo‘g‘on va to‘g‘ri ichak saratonini dastlabki bosqichda aniqlovchi test ishlab chiqilgan va klinik sinovlardan o‘tmoqda. So‘nggi tadqiqotlarda erta, operatsiya qilish mumkin bo‘lgan bosqichdagi (II bosqich) ushbu saratonga chalingan bemorlarning qon plazmasi namunalari turli yosh va jinsdagi sog‘lom odamlar namunalaridan farq qilishi aniqlangan. Yetarli o‘ziga xoslik va tanlovchanlikka oz miqdordagi (1 ml dan kam) qon bilan ham erishish mumkin. Bu test kolonoskopiyadan.

o‘tishi kerak bo‘lgan xavf guruhidagi bemorlarni aniqlashning samarali va qulay usuliga aylanishi mumkin. MikroRNKning saratonni tashxislash va davolashdagi yana bir qo‘llanilishi kasallik prognozini tuzishdir. Masalan, o‘pka saratonining NSCLC^[ingl.] shaklida miR-324a past konsentratsiyasi omon qolish ko‘rsatkichi yomonligidan, miR-185 yuqori yoki miR-133b past konsentratsiyasi esa yo‘g‘on va to‘g‘ri ichak saratonida metastazlar borligidan va demak omon qolish prognozi yomonligidan darak beradi.

Saratonni maqbul davolash uchun bemorlarni xavf darajasiga qarab aniq ajratish zarur. Dastlabki davolashga tez javob bergan bemorlar davolashning qisqartirilgan shaklida ham sog‘ayishi mumkin, shu sababli kasallik darajasini to‘g‘ri baholash kerak. Hujayradan tashqaridagi mikroRNKlar qon plazmasida barqaror saqlanadi va saraton paytida ko‘p miqdorda ekspressiyalanadi; ularning miqdorini laboratoriyada o‘lchash mumkin. Klassik Xojkin limfomasida qon plazmasidagi miR-21, miR-494 va miR-1973 kasallik borligini bildiruvchi ishonchli markerlardir. Aylanuvchi mikroRNKlar tashxis qo‘yishda pozitron-emission tomografiya va kompyuter tomografiyasi bilan bir qatorda katta ahamiyatga ega. Usulning yana bir afzalligi — kasallikning rivojlanish darajasini muntazam baholash va qaytalanishni dastlabki bosqichlarda aniqlash imkonidir.

So‘nggi tadqiqotlar miR-205 ko‘krak bezi saratonidametastazlar rivojlanishini bostirishini ko‘rsatdi. 5 ta a’zodan iborat microRNA-200 oilasi (miR-200a, miR-200b, miR-200c, miR-141 va miR-429) ko‘krak bezida xavfli o‘smalar rivojlanganda salbiy boshqariladi.

• MicroRNAs in Medicine Charlz H. Lori (muharrir), 2013-yil dekabr, Wiley-Blackwell

• Nature jurnali saytida mikroRNKga bag‘ishlangan maqolalar to‘plami .
• Starokadomskiy, Pyotr. Dunyodagi barcha katta va kichik RNKlar haqida . // Sayt: Biomolecula.ru (9-iyun 2010-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 16-yanvarda 2018-yil.
• Kondratenko, Yuliya. MikroRNKlar genlar ekspressiyasidagi shovqinni kamaytiradi . // Sayt: Biomolecula.ru (2-iyun 2015-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-martda 2018-yil.
• Natalin, Pavel. MikroRNKlar ilk bor bir hujayrali organizmda aniqlandi . // Sayt: Biomolecula.ru (31-may 2007-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 16-yanvarda 2018-yil.
• Stefanov, Yuriy. MikroRNKlar o‘smalarning metastazlanishini boshqarishda ishtirok etadi . // Sayt: Biomolecula.ru (5-oktabr 2007-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-martda 2018-yil.
• Starokadomskiy, Pyotr; Natalin, Pavel. MikroRNK: o‘rgangan sari yangi ma’lumotlar ko‘payaveradi . // Sayt: Biomolecula.ru (7-fevral 2008-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-martda 2018-yil.
• Tatosyan, Karina. Bir necha daqiqada RNKdan qanday qutulish mumkin? . // Sayt: Biomolecula.ru (12-avgust 2013-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-martda 2018-yil.
• Kermanov, Anton. Kichik molekulalarning katta ishlari: kichik RNKlar bakteriya genlarini qanday boshqaradi? . // Sayt: Biomolecula.ru (3-oktabr 2013-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-martda 2018-yil.
• Yenikeyev, Aleksandr. RNK tuzilmalari olamidagi bioinformatika . // Sayt: Biomolecula.ru (25-noyabr 2014-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-yanvarda 2018-yil.
• Yasniy, Ilya. Antisenslarning ma’nosi bormi?  // Sayt: Biomolecula.ru (3-oktabr 2017-yil). Murojaat sanasi: 22-mart 2018-yil. Arxivlangan 18-martda 2018-yil.