rnaهای حلقوی: ویژگی‌ها،کارکردها و ارتباط آنها با بیماری‌ها به ویژه سرطان

در اوایل سال 2012 دنیای علم شاهد یک کشف جذاب به نام rnaهای حلقوی (circular rna) به عنوان یک محصول رونویسی شده از هزاران ژن در موش و انسان بود. این rnaهای حلقوی اخیرا به عنوان گروهی از rnaهای کد کننده در گروه مستقلی قرار گرفته اند که تفاوت چشمگیر آنها با دیگر rnaها خطی نبودن آنهاست که در آن، دو انتها با اتصال کوالانسی به هم متصل شده و ساختاری حلقه ای شکل را ایجاد می کنند. این مولکول ها در تنظیم بیان ژن ها در پستانداران ایفای نقش می کنند و هم چنین بر خلاف سایر rnaها بسیار پایدارند. این دسته از rnaها به صورت کاملا متفاوتی به وسیله سازوکاری به نام پیرایش برگشتی (back splicing) ایجاد می شوند. در این سازوکار در یک مولکول rna، اگزون ها و یا اینترون های کمندی شکل در دو انتهای ʹ3 و ʹ5 با پیوند کوالانسی به هم متصل می شوند و ساختارهای حلقوی ایجاد می کنند که برخلاف دیگر rnaهای معمول در سیتوپلاسم بسیار پایدارند.rna های حلقوی به عنوان mrna sponge عمل کرده و با اتصال به پروتئین های مرتبط با rna، مجموعه ای متشکل از rna و پروتئین را شکل می دهند که در تنظیم رونویسی شرکت می کنند. این موضوع پیشنهاد کننده این مطلب است که این دسته از rnaها تنظیم بیان ژن را در سطح رونویسی و پس از آن به وسیله واکنش با mirna ها انجام می دهند. در واقع آن دسته از rnaهای حلقوی که در تنظیم کارکرد mirnaها نقش دارند در آغاز و پیشرفت سرطان نیز واجد کارکرد هستند. در بافت های توموری در مقایسه با بافت های طبیعی، rnaهای حلقوی دچار کاهش بیان می شود و این امر ممکن است به دلایل رخداد خطا در سازوکار پیرایش برگشتی، تخریب آنها به وسیله mirnaهای تنظیم نشده و یا افزایش تکثیر سلولی باشد. rnaهای حلقوی اخیرا در مطالعات اگزوزوم و در جابجایی کروموزوم ها در سرطان ها نیز شناسایی شده اند و مشخص شده است که الحاق نادرست و ناهنجار این دسته از rnaها با مقاومت دارویی ارتباط دارد. با وجود اینکه تصور بر این است که rnaهای حلقوی غیر کد کننده اند، اما شماری از آنها به پروتئین های کارکردی ترجمه می شوند. تاکنون ناشناخته های فراوانی در زمینه rnaهای حلقوی و سازوکار تنظیم بیان ژن ها توسط آنها وجود دارد، اما شواهد فزاینده ای ما را متقاعد می کند که به زودی از آنها به عنوان بیومارکرهایی جهت تشخیص بیماری ها و اهداف درمانی در سرطان ها استفاده خواهد شد.

Circular RNA: features, functions and their correlation with diseases especially cancer

In early 2012, the world of science saw a fascinating discovery called circular RNA as a transcription product of thousands of genes in mice and humans. These circular RNAs have recently been grouped as the encoding RNA in an independent group that their remarkable difference with other RNAs is that these RNAs are not linear, in which two ends connect with a covalent connection creating a loopshaped structure. These molecules play a role in regulating the expression of genes in mammals, and also, unlike other RNAs, they are very stable. These RNAs are created quite differently by means of a mechanism called back splicing. In this mechanism, in a molecule of RNA, axons or lariat shaped introns are bonded at two ends of '3 and '5 with a covalent bond, creating circular structures that, unlike other common RNAs in the cytoplasm, are very stable. The circular RNAs act as mRNA sponge and form a set of RNA and protein that engage in transcription regulation by binding to RNArelated proteins. This suggests that these RNAs regulate gene expression at the transcriptional level and then they react by miRNAs. In fact, those circular RNAs that play a role in regulating the function of miRNAs also play a role in the onset and progression of the cancer. In tumor tissues, circular RNAs are reduced in comparison with normal tissues, and this may be for reasons like error occurs in the back splicing mechanism, degradation by unregulated miRNAs or increased cell proliferation. Recently circular RNAs have been identified in exosomic studies and in the movement of chromosomes in cancers, and there is found that the incorrect and abnormal attachment of these types of RNAs is related to drug resistance. Although it is thought that circular RNAs are noncoding, some of them are translated into functional proteins. So far, there are many unknowns about circular RNAs and the mechanism for regulating the expression of genes by them, but there is a lot of evidence to convince us that they will soon be used as biomarkers to diagnose diseases and therapeutic targets for cancers.