مروری بر شناسایی ژن‌های هدف میکروrnaها با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی در تحقیقات زیست پزشکی

میکروrnaها گروهی از rnaهای غیر کدکننده کوچک هستند که بیان ژن در یوکاریوت ها را در سطح پس از رونویسی تنظیم می کنند. میکروrnaها با تنظیم بیان تعداد زیادی از mrnaها، به عنوان تنظیم کننده های اصلی فرآیندهای زیستی مختلفی مانند تکوین جنینی، تکثیر و تمایز سلولی و مرگ برنامه‌ریزی شده سلول عمل می‌‌ کنند. بنابراین شناسایی میکروrnaها و ژن های هدف شان در شناسایی مکانیسم‌های رشد و نمو و نیز فرآیندهای دخیل در ایجاد و پیشرفت بیماری‌ها بسیار موثر است. به دلیل هزینه‌بر بودن کارهای تجربی مولکولی، شناسایی میکروrnaهای موثر از طریق روش‌های بیوانفورماتیکی و زیست شناسی محاسباتی ارزان‌تر و سریعتر از روش های معمول آزمایشگاهی است. تعدادی بانک اطلاعاتی و نرم‌افزار بر خط برای کمک به محققان در پیش بینی ژن‌های هدف میکروrnaها توسعه یافته و آزادانه در دسترس قرار گرفته‌اند. نرم‌افزارهای موجود برای پیش بینی ژن های هدف میکروrnaها، از طیف وسیعی از اطلاعات توالی‌یابی، داده‌های مولکولی بیان ژن و نیز الگوریتم‌های محاسباتی مختلف استفاده می‌کنند. تعدادی از مهمترین این ابزارهای برخط شامل mirwalk، targetscan، rnahybrid، diana-microt، miranda و mirtarget هستند. چهار ویژگی اصلی برهمکنش میان میکروrna با  mrnaهدف شامل جفت شدگی در ناحیه seed، حفاظت شدگی توالی هدف، انرژی آزاد و دسترسی به مکان اتصال در رونوشت هدف، در الگوریتم تمامی این ابزارهای پیش بینی هدف میکروrnaها به کار گرفته شده است. هدف از این مطالعه بررسی آخرین یافته‌ها در مورد ویژگی‌ها و توانایی‌های بیوانفورماتیکی پیش‌بینی ژن‌های هدف میکروrna، مقایسه کارایی این ابزارها و در نهایت معرفی کارآمدترین ابزار در زمینه پیش‌بینی ژن هدف میکروrnaها برای تحقیقات بیوانفورماتیکی، زیست پزشکی و پزشکی مولکولی است.

a review on micrornas target prediction with bioinformatics tools in biomedical research

micrornas are a group of small non-coding rnas that regulate gene expression in eukaryotes at the post-transcriptional level. micrornas, through regulating the expression of large numbers of mrnas, act as major regulators of various biological processes such as embryonic development, cell proliferation, differentiation, and apoptosis. therefore, the identification of micrornas and their target genes is very effective in finding the mechanisms of embryonic development, growth, and also the processes underlying the induction and progression of various diseases. because of the high costs of molecular experiments, the identification of effective micrornas through bioinformatics tools and computational biology is faster and cheaper than the experimental methods. several online bioinformatics tools and databases have been developed and are freely available for predicting micrornas target genes. the available online tools use a broad range of information, including sequencing data, gene expression data, and computational algorithms for predicting micrornas target genes. some of the most important of these online tolls are mirwalk, targetscan, rnahybrid, diana-microt, miranda, and mirtarget. the four main features of the interaction between a microrna and an mrna, including seed pairing, sequence conservation, free energy, and access to the binding site in a target are used in the algorithm of all of these prediction tools. this stud aimed to review the latest findings on the characteristics and capabilities of microrna target prediction tools, comparing the performance of these tools, and finally introducing the most efficient tool in the field of target gene prediction for bioinformatics, biomedicine, and molecular medicine studies.