ՄիկրոՌՆԹ

ՄիկրոՌՆԹ (), ՌՆԹ-ի մոլեկուլի փոքր չկոդավորող հատվածներ, որոնք կազմված են 18-25 նուկլեոտիդներից (միջինում 22), հայտնաբերվել են բույսերի, կենդանիների և որոշ վիրուսների մոտ, մասնակցում են գեների էքսպրեսիայի տրանսկրիպցիոն և հետտրանսկրիպցիոն կարգավորումներին՝ ՌՆԹ-ինտերֆերենցիայի ճանապարհով։

ՄիկրոՌՆԹ-ն կոդավորվում է բույսերի, կենդանիների կորիզային ԴՆԹ-ով և ԴՆԹ-պարունակող վիրուսների ԴՆԹ-ով։ ՄիկրոՌՆԹ-ն մասնակցում է գեների ակտիվության ճնշմանը․ նրանք կապվում են ի-ՌՆԹ-ի կոմպլեմենտար հատվածների հետ և արգելակում են նրանց տրանսլյացիան։ Բացի այդ, միկրոՌՆԹ-ի և ի-ՌՆԹ-ի կոմպլեքսները հաճախ բջջի կողմից քայքայվում են։ Սա ուղղորդված դեգրադացիայի օրինակ է, քանի որ այս կոմպլեքսների առաջացման հիմքում ընկած է երկու ՌՆԹ մոլեկուլների կոմպլեմենտարությունը։ Կան նաև տվյալներ, որոնք ցույց են տալիս ԴՆԹ-ի ՌՆԹ-կախյալ մեթիլացման ժամանակ միկրոՌՆԹ-ի ուղակիորեն փոխազդեցությունը ԴՆԹ-ի հետ, որը համարվում է գեների ռեպրեսիայի, ալելային բացառման և տրանսպոզոնների ակտիվության դադարեցման հիմնական մեխանիզմներից մեկը։

2014 թվականի դրությամբ հայտնի են մարդու 1800-ից ավել միկրոՌՆԹ։ Սակայն այս թիվը կարող է զգալիորեն աճել տվյալ ՌՆԹ-ների որոնման մեթոդների բարելավման դեպքում։ Տարբեր բջիջներ և հյուսվածքներ սինթեզում են ՄիկրոՌՆԹ-ների տարբեր հավաքներ, այդ պատճառով նրանց ուսումնասիրումը կարող է տանել նոր մոլեկուլների հայտնաբերմանը։ Ըստ տարբեր գնահատականների, միկրոՌՆԹ-ների թիրախները կազմում են մարդու սպիտակուց կոդավորող գեների 30-60 %-ը։

ՄիկրոՌՆԹ-ները առավել կոնսերվատիվ են էուկարիոտների մոտ, և համարվում է, որ միկրոՌՆԹ-ները իրենցից ներկայացնում են կենսականորեն անհրաժեշտ և գեների կարգավորման էվոլյուցիոն հնագույն մեթոդ։ Թեպետ բույսերի և կենդանիների մոտ միկրոՌՆԹ-ների կենսական ցիկլը հիմնականում նույնն է, միկրոՌՆԹ-ների հավաքը այս երկու թագավորությունների մոտ զարգացել է իրարից անկախ, գործունեության տարբեր ձևերով։ Բուսական միկրոՌՆԹ-ներին բնորոշ է իրենց ի-ՌՆԹ-թիրախների լրիվ կամ գրեթե լրիվ կոմպլեմենտարություն, և նրանք գեների ռեպրեսիան առաջացնում են տրանսկրիպտ-թիրախների դեգրադացիայի ակտիվացման ուղով։ Տրանսկրիպտների հետ միկրոՌՆԹ-ների կապումը կարող է տեղի ունենալ ինչպես կոդավորող, այնպես էլ չկոդավորող հատվածներում։ Կենդանիների միկրոՌՆԹ-ները, ընդհակառակը, կարող են ճանաչել անհրաժեշտ ի-ՌՆԹ-ի 5’ ծայրի նվազագույնը 6-8 նուկլեոտիդները։ ՄիկրոՌՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի մեջ կարող են չլինել միանշանակ համապատասխան հատվածներ․ միկրոՌՆԹ-ն կարող է ունենալ մի քանի ՌՆԹ-թիրախներ, և ՌՆԹ-ն կարող է ունենալ իրեն համապատասխանող մի քանի միկրոՌՆԹ-ներ։

Առաջին միկրոՌՆԹ-ները նկարագրվել են 1990-ական թվականներին, սակայն որպես կենսաբանական կարգավորիչ մոլեկուլների առանձին դաս, նրանց սկսել են դիտարկել 2000-ականների սկզբին։ Այդ պահից հայտնաբերվել են միկրոՌՆԹ-ների բազմաթիվ ֆունկցիաներ նեգատիվ կարգավորման (տրանսկրիպցիոն դեգրադացիա կամ իզոլյացիա, տրանսլյացիայի ճնշում) և պոզիտիվ կարգավորման (տրանսկրիպցիայի և տրանսլյացիայի ակտիվացիա) պրոցեսներում։ Քանի որ միկրոՌՆԹ-ները մասնակցում են գեների էքսպրեսիայի կարգավորմանը, նրանք ներգրավվում են բազմաթիվ կենսաբանական պրոցեսներում։ Տարբեր բջիջներում և հյուսվածքներում կան միկրոՌՆԹ-ների տարբեր հավաքներ։

ՄիկրոՌՆԹ-ների էքսպրեսիայի խանգարումներ նկատվել են մի շարք հիվանդությունների դեպքում։ Ուսումնասիրվում է նաև միկրոՌՆԹ-թերապիայի հնարավորությունը։

Յուրահատուկ ի-ՌՆԹ-ների գնահատումը, որոնք համարվում են տիպիկ միկրոՌՆԹ-ների թիրախներ, տատանվում են օգտագործվող մեթոդներից կախված։ 2004 թվականի գնահատումներով, տիպիկ միկրոՌՆԹ-ների թիրախներ կարող էին լինել ընդամենը 7 ի-ՌՆԹ, հետագա գնահատումները ավելի բարձր էին։ Հաստատված է, որ ողնաշարավորների յուրաքանչյուր միկրոՌՆԹ միջինում ունի 200 տրանսկրիպտ-թիրախ։ Հայտնի է նաև, որ մեկ միկրոՌՆԹ-ն կարող է ճնշել հարյուրավոր սպիտակուցների սինթեզը, սակայն այդպիսի ռեպրեսիան ունի համեմատաբար չափավոր բնույթ (էքսպրեսիայի նվազում 2 անգամից քիչ)։

Պատմություն 
ՄիկրոՌՆԹ-ները հայտնաբերվել են 1993 թվականին Վիկտոր Ամբրոսի, Ռոզալինդ Լիի և Ռոդա Ֆեյնբրաուի կողմից՝ lin-14 գենի ուսումնասիրման ժամանակ, որը գործում էր Caenorhabditis elegans նեմատոդի զարգացման մեջ։ Նրանք հայտնաբերել էին, որ LIN-14 սպիտակուցի քանակը կարգավորվում է lin-4 գենի ՌՆԹ կարճ հատվածներով։ lin-4 գենի վրայից սինթեզվող 61 նուկլեոտիդանոց հատվածները վեր էին ածվում ՌՆԹ-ի 22 նուկլեոտիդային հատվածի։ ՌՆԹ-ի կարճ մոլեկուլը պարունակում էր հաջորդականությունններ, որոնք մասնակի կոմպլեմենտար էին ՌՆԹ-ի 3'-տրանսլյացիա չկատարող հատվասծների (3'-UTR) հաջորդականությանը, որոնք արտագրվում էին lin-4-ից։ Կոմպլեմենտարությունը պարզվեց անհրաժեշտ և բավական պայման lin-14-ի ի-ՌՆթ-ի տրանսլյացիան ճնշելու համար։ Այդպիսով, lin-14-ի փոքր ՌՆԹ-ն առաջին հայտնաբերված միկրոՌՆԹն էր, թեպետ այն ժամանակ կարծում էին, որ այդպիսի ՌՆԹ-ների առկայությունը բնորոշ է միայն կլոր որդերին։ Միայն 2000 թվականին նկարագրվեց երկրորդ միկրոՌՆԹ-ն՝ let-7, որը Caenorhabditis elegans-ի զարգացման անցումային շրջաններում ճնշում է lin-41, lin-14, lin-28, lin-42 և daf-12 էքսպրեսիան։ Հետագայում let-7 հայտնաբերվեց մի շարք տեսակների մոտ, ինչը այդ ֆենոմենի լայն տարածման ապացույց է։

let-7-ի հայտնաբերումից հետո սկսվեց չգաղտնագրող ՌՆԹ փոքր հատվածների՝ միկրոՌՆԹ-ների բուռն ուսումնասիրում։ Ներկա պահին նկարագրված են մարդու և այլ տեսակների հազարավոր միկրոՌՆԹ-ներ, ստեղծվել են միկրոՌՆԹ-ների հաջորդականության օնլայն-բազաներ (օրինակ miRBase):

Անվանակարգ 
Համաձայն անվանակարգման կանոնների, անվանումը շնորհվում է փորձնականորեն հայտնաբերված և հաստատված միկրոՌՆԹ-ներին՝ մինչ նրանց հայտնաբերման մասին հրապարակումը։ «mir» նախածանցը անջատվում է գծիկով, նրանից հետո հետևում է համարը, որը խոսում է անվան հերթականության մասին։ Օրինակ, mir-123 հայտնաբերվել և անվանվել է mir-456-ից առաջ։ «mir-» նախածանցը օգտագործվում է պրե-միկրոՌՆԹ-ի կամ այն գենը նշելու համար, որը կոդավորում է միկրոՌՆԹ, իսկ «miR-»-ը՝ հասուն ձևի համար։ Այն միկրոՌՆԹ-ների համար, որոնք տարբերվում են մեկ կամ երկու նուկլեոտիդներով, օգտագործվում են նաև տառեր։ Օրինակ, miR-123a մոտ ցեղակից է miR-123b-ի հետ։ Պրե-միկրոՌՆԹ-ն, որը տալիս է 100 % նման միկրոՌՆԹ-ի սկիզբ, սակայն գտնվում են գենոմի տարբեր տեղամասերում, անվան մեջ ունենում են նաև ավել թիվ՝ գծիկով տարանջատված։ Օրինակ պրե-միկրոՌՆԹ hsa-mir-194-1 և hsa-mir-194-2 սկզբնավորում են նույնական միկրոՌՆԹ-ներ (hsa-miR-194), սակայն նրանք գտնվում են գենոմի տարբեր տեղամասերում։ Տեսակը, որից առանձնացվում է միկրոՌՆԹ-ն, նշվում է եռատառ նախածանցով, օրինակ մարդու (Homo Sapiens) hsa-miR-123 և ոչխարի (Ovis aries) oar-miR-123: Վիրուսների միկրոՌՆԹ-ների դեպքում հաճախ օգտագործում են «v-» նախածանցը, իսկ դրոզոֆիլների միկրոՌՆթ-ների համար՝ «d»: Երբ երկու հասուն միկրոՌՆԹ-ները առաջանում են պրե-միկրոՌՆԹ-ի տարբեր ծայրերից, նրանց ավելանում է −3p կամ −5p ածանցը։ Անցյալում օգտագործում էին նաև «s» (իմաստային) и «as» (անիմաստային) նշանակումները։ Երբ հայտնի է երկու միկրոՌՆԹ-ների էքսպրեսիայի հարաբերական մակարդակը, որոնք ունեն նույն նախնին, ապա միկրոՌՆԹ-ն, որը արտադրվում է ցածր մակարդակում, քան հակադարձ ծայրի միկրոՌՆԹ-ն, նշանակում են աստղանիշով։ Այսպես, miR-123 և miR-123* ունեն ընդհանուր պրե-միկրոՌՆԹ, սակայն բջջում ավելի շատ առկա է miR-123, այսինքն նրա էքսպրեսիայի մակարդակը ավելի բարձր է։

Ձևավորում 

Նկարագրված միկրոՌՆԹ-ների գեների մեծամասնությունը միջգենային են կամ էլ հարևան գեների նկատմամբ անիմաստ են, ինչի հետ կապված ենթադրում են, որ նրանք արտագրվում են որպես անկախ մասնիկներ։ Սակայն որոշ դեպքերում միկրոՌՆԹ-ն արտագրվում է իր ՌՆԹ-թիրախի հետ միասին, ինչը հնարավորություն է տալիս համատեղ կարգավորվել։ ՄիկրոՌՆԹ-ների մոտ 40 % կոդավորվում է գեներով, որոնք գտնվում են ինտրոններում և սպիտակուց չգաղտնագրող գեներում, որոշ դեպքերում սպիտակուց չգաղտնագրող երկար էկզոնների գեներով։ Այդ դեպքուվ որպես կանոն, բայց ոչ միշտ ՌՆԹ-ն ունենում է իմաստային կողմնորոշում և այդ պատճառով կարգավորվում է գեն-թիրախների հետ միասին։ ՄիկրոՌՆԹ-ների այլ գեներ ունեն ընդհանուր պրոմոտոր, ընդ որում բոլոր միկրոՌՆԹ-ների 42-48 %-ը ձևավորվում է պոլիցիստրոն մասնիկներում, որոնք պարունակում են բազմաթիվ հատվածներ, որոնցից հետագայում սինթեզվում է հասուն միկրոՌՆԹ։ Այնուամենայնիվ, ստացված միկրոՌՆԹ-ները կարող են տարբերվել կառուցվածքով և ֆունկցիաներով։

ՄիկրոՌՆԹ-ների պրոմոտորներում հայտնաբերվել են մոտիվներ, որոնք նման են այլ գեների (սպիտակուց կոդավորող) մոտիվներին։ ԴՆԹ-կաղապարը չի համարվում միակ գործոնը, որով որոշվում է միկրոՌՆԹ-ի առաջնային կառուցվածքը․ միկրոՌՆԹ-ների 6 %-ի համար ցույց է տրված ՌՆԹ-ի խմբագրում (IsomiR), այսինքն ՌՆԹ-ի սպեցիֆիկ սայթերի ձևափոխում, որը թույլ է տալիս ստանալ տարբեր տիպի ՌՆԹ-ներ մեկ ԴՆԹ-ի մատրիցայից։ Սա թույլ է տալիս մեծացնել բազմազանությունը և հնարավորությունները։

Տրանսկրիպցիա 
ՄիկրոՌՆԹ-ի գեները, որպես կանոն, արտագրվում են ՌՆԹ-պոլիմերազ II ֆերմենտով։ Պոլիմերազը հաճախ կապվում է պրոմոտորի հետ, որը գտնվում է ԴՆԹ-ի կոդավորող հատվածի կողքին։ Ստացված տրանսկրիպտը կեպացվում, պոլիադենինացվում և սպլայսինգի է ենթարկվում։ Կենդանիների մոտ միկրոՌՆԹ-ի տրանսկրիպցիան սկսվում է ~80 նուկլեոտիդներից կազմված հատվածից, որը մտնում է միկրոՌՆԹ-ի նախորդի՝ հարյուրից ավել նուկլեոտիդներից կազմված, այսպես կոչված առաջնային միկրոՌՆԹ-ի մեջ (pri-միկրոՌՆԹ)։ Եթե առաջնային առաջացած հատվածը գտնվում է 3’-UTR, ապա առաջացած տրանսկրիպտը կարող է հանդես գալ և որպես պրե-միկրոՌՆԹ, և որպես ի-ՌՆԹ։ Որոշ միկրոՌՆԹ-ներ արտագրվում են ՌՆԹ-պոլիմերազ III-ի միջոցով։ Հատկապես վերաբերվում է այն միկրոՌՆԹ-ներին, որոնց գեները գտնվում են Alu-կրկնությունների տակ, փ-ՌՆԹ-ի գեներում և կաթնասունների դիսպերգիրացված կրկնություններում ():

Կորիզային պրոցեսինգ  

Մեկ pri-միկրոՌՆԹ-ն կարող է ունենալ մեկից վեց միկրոՌՆԹ-ի նախնիներ (պրե-միկրոՌՆԹ)։ Այս կառույցներից յուրաքանչյուրը կազմված է 70-ից ավել նուկլեոտիդներից։ ՌՆԹ-ների երկշղթա կառույցները ճանաչվում են կորիզային սպիտակուցների կողմից՝ ողնաշարավորների մոտ DiGeorge Syndrome Critical Region 8 (DGCR8 անունը կապված է Դի Ջորջի սինդրոմի հետ) կամ անողնաշարավորների մոտ Pasha: DGCR8 աշխատում է Drosha կոմպլեքսի հետ՝ սպիտակուց, որը կտրատում է ՌՆԹ-ն, այդ կերպ առաջացնելով «միկրոպրոցեսոր»։ Այս կոմպլեքսում DGCR8-ը կողմնորոշում է ՌՆԹազա III-ի կատալիտիկ դոմենը (մտնում է Drosha-ի կազմի մեջ ), այն կտրում է pri-միկրոՌՆԹ-ի երկշղթան՝ հիմքից հաշված 11-րդ նուկլեոտիդի սահմանում։ Առաջացած նյութը 3’-ծայրում ունենում է 2 նուկլեոտիդ, 3’-հիդրօքսիլային և 5’-ֆոսֆատային խմբեր։ Այս նյութը հաճախ անվանում են պրե-միկրոՌՆթ։

Պրե-միկրոՌՆԹ-ները, որոնք առաջանում են ինտրոնների սպլայսինգից և չեն անցնում «միկրոպրոցեսորով», կոչվում են միրտրոններ։ Առաջ կարծում էին, որ միրտրոններ ունեն միայն դրոզոֆիլները և Caenorhabditis elegans-ը, սակայն ներկա ժամանակներում նրանք հայտնաբերվել են նաև կաթնասունների մոտ։

Պրե-միկրոՌՆԹ-ների մոտ 16 % ենթարկվում է ՌՆԹ-ի կորիզային խմբագրման։ Առավել տարածված դեպքերում ֆերմենտը, որը հայտնի է որպես ադենոզինդեզամինազ անունով, ազդում է ՌՆԹ-ի (ADARs) վրա՝ կատալիզելով ադենոզինից(А) ինոզին (I) հիդրոլիտիկ դեզամինացիան։ ՌՆԹ-ի խմբագրումը կարող է կանգնեցնել կորիզային պրոցեսինգը (այսպես օրինակ տեղի է ունենում pri-miR-142-ի դեպքում, որը խմբագրումից հետո քանդվում է Tudor-SN ՌՆԹազայի միջոցով) և ազդել հետագա գործընթացների վրա, այդ թվում միկրոՌՆԹ-ի ցիտոպլազմային պրոցեսինգի վրա, ինչպես նաև ձևափոխել միկրոՌՆԹ-ից պրոցեսինգով առաջացող ի-ՌՆԹ-թիրախը (օրինակ, miR-376-ի դեպքում, որը գործում է կենտրոնական նյարդային համակարգում)։

Կորիզային փոխադրում
Պրե-միկրոՌՆԹ-ները կորիզից արտահանվում են նուկլեոցիտոպլազմային փոխադրիչի միջոցով՝ Exportin-5 սպիտակուցով։ Այս սպիտակուցը, որը մտնում է կարիոֆերինների ընտանիքի մեջ, պրե-միկրոՌՆԹ-ի 3’-ծայրում ճանաչում է երկու շղթայված նուկլեոտիդներ, որոնք հայտնվում են, ինչպես նշվեց վերևում, pri-միկրոՌՆԹ-ի կտրտման ժամանակ։ Exportin-5 մի ջոցով դեպի ցիտոպլազմա տեղափոխումը կատարվում է գուանոզինեռֆոսֆատի (ԳԵՖ) ծախսով՝ ԳԵՖ-կապող սպիտակուց Ran-ի մասնակցությամբ։

Ցիտոպլամային պրոցեսինգ 
Ցիտոպլազմայում պրե-միկրոՌՆԹ-ն կտրվում է Dicer ֆերմենտով, որը պարունակում է ՌՆԹազա III-ի կատալիտիկ կենտրոն։ Այդ էնդորիբոնուկլեազը փոխազդում է երկշղթա ՌՆԹ-ի 3’-ծայրի հետ և կտրում է հանգույցը, որը միավորում է միացած շղթաների 3’- և 5’-ծայրերը։ Արդյունքում առաջանում է դուպլեքս (միկրոՌՆԹ-միկրոՌՆԹ*)՝ կազմված երկու միկրոՌՆԹ-ների շղթաներից՝ յուրաքանչյուրը 22 նուկլեոտիդ երկարությամբ։ Dicer-ի գործունեության վրա ազդում է ՌՆԹ-ի երկարությունը և հանգույցի դիրքը, իսկ դուպլեքսում միկրոՌՆԹ-միկրոՌՆԹ* շղթաների միացման անկատարելիությունը նպաստում է նրանց անջատմանը։ Թեև շղթաներից յուրաքանչյուրը կարող է հանդես գալ որպես առանձին ֆունկցիոնալ միկրոՌՆԹ, նրանցից միայն մեկը կմտնի գենի միացման ՌՆԹ-դրդող կոմպլեքսի մեջ(), որում տեղի է ունենում միկրոՌՆԹ-ի և իր ի-ՌՆԹ-թիրախի փոխազդեցությունը։

Զարգացումը բույսերի մոտ 
Բույսերի մոտ միկրոՌՆԹ-ների կենսասինթեզը, հիմնականում, տարբերվում է կորիզային պրոցեսինգի և արտահանման պրոցեսներով։ Եթե կենդանիների մոտ շղթայի կտրվելը կատարվում է երկու տարբեր ֆերմենտների մասնակցությամբ և բջջի տարբեր մասերում՝ կորիզում և կորիզից դուրս, ապա բույսերի մոտ երկու կտրումներն էլ իրականացնում է միևնույն ֆերմենտը, որը հոմոլոգ է կենդանիների Dicer-ին՝ Dicer-like1 (DL1)։ DL1 գործում է միայն բուսական կորիզի ներսում, ինչը խոսում է այն մասին, որ երոկւ ռեակցիաներն էլ ընթանում են կորիզում։ Բույսերի մոտ մինչ միկրոՌՆԹ-միկրոՌՆԹ* դուպլեքսը կորիզից անցնում են ցիտոպլազմա, նրանց 3’- ծայրի «կախվող» նուկլեոտիդները մեթիլացվում են ՌՆԹ-մեթիլտրանսֆերազի՝ Hua-Enhancer1 (HEN1) օգնությամբ։ Դուպլեքսը հետագայում կորիզից ցիտոպլազմա անցնում է Hasty (HST) սպիտակուցի շնորհիվ, որը հոմոլոգ է Exportin-5-ին, որտեղ դուպլեքսը քանդվում է և հասուն միկրոՌՆԹ-ները մտնում են RISC-ի կազմի մեջ։

Գենի միացման ՌՆԹ-դրդող կոմպլեքս    

Հասուն միկրոՌՆԹ-ն մտնում է գենի անջատման ՌՆԹ-դրդվող կոմպլեքսի (RISC) մեջ, որի մեջ մտնում են նաև Dicer –ը և այլ սպիտակուցներ։ RISC –ը հայտնի է ինչպես նաև միկրոՌՆԹ-ռիբոնուկլեոպրոտեինային կոմպլեքս (միկրոՌՆԹ, microRNP), իսկ RISC-ը, որը պարունակում է միկրոՌՆԹ, երբեմն նշանակում են miRISC:

Dicer-ի միջոցով կատարվող պրե-միկրոՌՆԹ-ի պրոցեսինգը, հավանաբար, կապված է դուպլեքսի քանդման հետ։ miRISC-ում միանում են դուպլեքսի միայն մեկ շղթան, որը ընտրվում է թերմոդինամիկական անկայունության հիման վրա և մյուս շղթայի համեմատ առավել թույլ է։ Շղթայի ընտրության մեջ կարող է ազդել նաև երկշղթայի առկայությունը։ miRISC-ի մեջ մտնող շղթան կոչվում է ուղորդող։ Մյուս շղթան, որը կոչվում է «պահեստային», կայուն վիճակում օժտված է առավել փոքր էներգիայով (այն նշանակվում է *) և նորմայում դեգրադացվում է։ Որոշ դեպքերում դուպլեքսի երկու շղթաներն էլ վերածվում են ֆունկցիոնալ միկրոՌՆԹ-ի և ազդում են տարբեր ի-ՌՆԹ-ների վրա։ RISC-ի բաղադրության մեջ մտնող միկրոՌՆԹ-ն կաղապարի դեր է կատարում՝ ի-ՌՆԹ-թիրախի վրա ճանաչելով որոշակի հաջորդականություններ։

RISC-ի գործունեության մեջ գլխավոր դեր կատարում են Argonaute (Ago) սպիտակուցների ընտանիքը։ Այս սպիտակուցները անհրաժեշտ են ի-ՌՆԹ-ի անջատման միկրոՌՆԹ-դրդող կոմպլեքսի համար և ունեն երկու կոնսերվատիվ կենտրոններ, որոնք կապում են միկրոՌՆԹ՝ դոմեն PAZ, որը փոխազդում է միկրոՌՆԹ-ի 3’-ծայրի հատվածի հետ, և դոմեն PIWI, որը կառուցվածքով հիշեցնում է Н ռիբոնուկլեազ և կապվում է միկրոՌՆԹ-ի 5’-ծայրի հետ։ Միասին նրանք կապում են հասուն միկրոՌՆԹ-ն և նրան անհրաժեշտ կերպով կողմնորոշում են ի-ՌՆԹ-թիրախի հետ փոխազդելու համար։ Argonaute ընտանիքի սպիտակուցները, օրինակ, մարդու Ago2-ը, ուղակիորեն կտրում են թիրախ-տրանսկրիպտը։ Այս ընտանիքի սպիտակուցները կարող են նաև տրանսլյացիայի ռեպրեսիայի կատարման համար լրացուցիչ սպիտակուցներ։ Մարդկային գենոմը կոդավորում է Ago ընտանիքի 8 սպիտակուց, որոնք ըստ ամինաթթուների հերթականության դասակարգվում են 2 խմբի՝ AGO (4 սպիտակուցներ, որոնք արտազատվում են կաթնասունների բոլոր բջիջներում, մարդու մոտ նրանք կոչվում են E1F2C/hAgo) և PIWI (հայտնաբերվել են սաղմնային և արյունաստեղծ բջիջներում)։

RISC-ի լրացուցիչ կոմպոնենտներ համարվում են հետևյալ սպիտակուցները՝ TRBP (սպիտակուց, որը կապում է ՄԻԱՎ-ի տրանսակտիվ ՌՆԹ TAR-ը), PACT (ինտերֆերոնի սպիտակուցային ակտիվատոր, դրդվում է պրոտեինկինազով), կոմպլեքսներ SMN, FMRP, Tudor-SN, ենթադրյալ ԴՆԹ-հելիկազա MOV10, TNRC6B:

Գենի անջատումը կարող է կատարվել ի-ՌՆԹ-ի դեգրադացիայի կամ նրա տրանսլյացիայի դադարեցման ուղիներով։ Այսպես, miR16 պարունակում է հաջորդականություն, որը կոմպլեմենտար է AU-առատ տարրին, առկա է մի շարք անկայուն ի-ՌՆԹ-ների 3’-UTR-ում, օրինակ, TNF-α կամ GM-CSF: Եթե միկրոՌՆԹ-ն ամբողջությամբ կոմպլեմենտար է ի-ՌՆԹ-թիրախին, ապա Ago2-ը կարող է կտրել Ի-ՌՆԹ-ն և տանել նրա դեգրադացիայի։ Եթե ամբողջական կոմպլեմենտարություն չկա, ապա անջատումը կատարվում է տրանսլյացիայի դադարի ուղով։

ՄիկրոՌՆԹ-ի կայունությունը 
ՄիկրոՌՆԹ-ի կայունության կարգավորումը անհրաժեշտ է գեների էքսպրեսիայի համար, որոնք գաղտնագրում են միկրոՌՆԹ-ն։ ՄիկրոՌՆԹ-ի հասունացման ընթացքում ցիտոպլազմայում Argonaute սպիտակուցները կայունացնում են ուղորդող շղթաները, իսկ «պահեստային» շղթան հիմնականում քանդվում է։ Ընդ որում Argonaute ավելի լավ կայունացնում է այն միկրոՌՆԹ-ն, որը ունենում է շատ թիրախներ, այդ կերպ նպաստելով միկրոՌՆԹ-ի դեգրադացիային, որը չի ունենում թիրախներ։

Caenorhabditis elegans տեսակի մոտ միկրոՌՆԹ-ի քանդումը կատարվում է 5’→3’-էնդոնուկլեազ XRN2-ով, որը հայտնի է նաև Rat1p անվամբ։ Բույսերի մոտ SDN սպիտակուցները (- ՌՆԹ-դեգրադացիոն փոքր նուկլեազներ) քանդում են միկրոՌՆԹ-ն հակադարձ (3’→5’) ուղղությամբ։ Գեները, որոնք հոմոլոգ են բույսերի SDN գեներին, հայտնաբերվել են կենդանիների բջիջներում, սակայն նրանց ֆունկցիաները դեռևս նկարագրված չեն։

ՄիկրոՌՆԹ-ների որոշ մոդիֆիկացիաներ ազդում են նրանց կայունության վրա։ Ինչպես ցույց է տրվել Arabidopsis thaliana բույսերի մոտ, բույսերի մոտ հասուն միկրոՌՆԹ-ները կայունանում են 3’-ծայրին մեթիլխմբերի ավելացման դեպքում։ Մեթիլենային խմբերը, որոնք միանում են միկրոՌՆթ-ին 2’-O-կապով, խոչընդոտում են ուրիդիլտրանսֆերազայի միացումը ուրիդինֆոսֆատի (U) մնացորդներին, իսկ այդ մոդիֆիկացիան կապված է միկրոՌՆԹ-ի դեգրադացիայի հետ։ Սակայն ուրիդիլացումը, ընդհակառակը, պաշտպանում է որոշ միկրոՌՆԹ-ներ․ այդպիսի ձևափոխումների հետևանքները մինչ այժմ պարզ չեն։ Հայտնի են այդպիսի ուրիդիլացված միկրոՌՆԹ-ներ նաև կենդանիների մոտ։ Եվ բուսական, և կենդանական միկրոՌՆԹ-ները կարող են փոփոխվել միկրոՌՆԹ-ի 3’-ծայրում ադենոզինային նուկլեոտիդների (А) ավելացման դեպքում։ Հավելյալ ադենոզինֆոսֆատը, որը միացած է կաթնասունների miR-122-ի ծայրին (միկրոՌՆԹ-ն, որը բազմաքանակ է լյարդում, կարևոր դեր է խաղում հեպատիտ C-ի զարգացման մեջ), կայունացնում է մոլեկուլը, բացի այդ, հայտնի է, որ բուսական միկրոՌՆԹ-ները հավելյալ ադենոզինային նուկլեոտիդների առկայության դեպքում ավելի քիչ են ենթարկվում քայքայման։

Ֆունկցիաներ 
Ինչպես նշվեց վերևում, միկրոՌՆԹ-ները կարևոր դեր են խաղում գեների էքսպրեսիայի կարգավորման գործում։ ՄիկրոՌՆԹ-ները կոմպլեմենտար են մեկ կամ մի քանի ի-ՌՆԹ-ների որոշակի տեղամասերին, ընդ որում կենդանիների միկրոՌՆԹ-ները սովորաբար կոմպլեմենտար են 3’-UTR, այն ժամանակ, երբ բուսական միկրոՌՆԹ-ները, որպես կանոն, կոմպլեմենտար են ի-ՌՆԹ-ի գաղտնագրող մասին։ ՄիկրոՌՆԹ-ի և ի-ՌՆԹ-թիրախի ամբողջական կամ գրեթե ամբողջական միացումը ուղեկցվում է թիրախի քանդմամբ։ Այդպես տեղի է ունենում բույսերի մոտ, կենդանիների մոտ միկրոՌՆԹ-ն կոմպլեմենտար է ոչ ամբողջական ի-ՌՆԹ-ի հետ, ինչպես բույսերի մոտ, այլ ընդամենը նրա մի մասի հետ, դրա փոխարեն ստույգ համապատասխանեցումը անհրաժեշտ է միայն 2-7 նուկլեոտիդային երկարությամբ հատվածի հետ (այսպես կոչված միկրոՌՆԹ-ի «seed region»): Կենդանական միկրոՌՆԹ-ն, բացի տրանսկրիպտ-թիրախի կտրման ակտիվացումը, շատ դեպքերում խոչընդոտում է տրանսլյացիան (այսպիսի երևույթ հայտնի է նաև բույսերի մոտ, բայց նրանց մոտ այն զգալի քիչ է տարածված)։ ՄիկրոՌՆԹ-ները, որոնք մասամբ են կոմպլեմենտար իրենց թիրախներին, կարող են նաև ակտիվացնել Ի-ՌՆԹ-ի դեադենիզացիան, ինչը կարճեցնում է թիրախի կյանքի տևողությունը։ Ներկա պահին հաստատված է, որ միկրոՌՆԹ-ն առաջ է բերում ի-ՌՆԹ-թիրախների դեգրադացիան, սակայն տրանսլյացիոն ռեպրեսիայի մեխանիզմը (այն կատարվում է միայն ի-ՌՆԹ-ի քանդմամբ, միայն հատուկ գործոնների միջոցով տրանսլյացիայի ճնշմամբ կամ էլ երկու մեխանիզմները միասին) ակտիվ կերպով քննարկվում է։ Դանիո-ռերիոյի miR-430-ի, ինչպես նաև դրոզոֆիլների բջջային կուլտուրաների bantam-miRNA և miR-9 վերջին հետազոտությունները ցույց են տվել, որ տրանսլյացիոն ռեպրեսիան պայմանավորված է տրանսլյացիայի ակտիվացման կոմպլեքսի քանդմամբ և կապված չէ դեադենիզացման հետ։

Ցույց է տրված տրանսլյացիայի ռեպրեսիայի 9 հայտնի մեխանիզմներից 7-ը․ M1) ինիցացիայի ընթացքում ինիցիացիոն սպիտակուցային կոմպլեքսի հավաքագրում կամ ի-ՌՆԹ-ի հետ 40S ռիբոսոմային ենթամիավորի միացում, M2) ռիբոսոմի հավաքագրում; M3) էլոնգացիայի ընթացք; M7, M8) ի-ՌՆԹ-ի դեգրադացիա։ Կան սպիտակուցի տրանսլյացիայի վրա միկրոՌՆԹ-ի ազդման այլ մեխանիզմներ (ռիբոսոմների դիսոցում, սպիտակուցի կոտրանսլյացիոն դեգրադացիա և այլն), որոնք այստեղ ցույց չեն տրվում. Այստեղ ռիբոսոմային 40S и 60S ենթամիավորները գունավորված են համապատասխանաբար ավելի բաց և ավելի մուգ գույներով, 80S -ը հավաքագրված ռիբոսոմ է, որը կապվում է ի-ՌՆԹ-ի հետ, eIF4F՝ տրանսլյացիայի ինիցիացիայի գործոն է, PABC1 - պոլի(А)-կապող սպիտակուց, կեպ - ի-ՌՆԹ-ի 5'-ծայրում հատուկ կառույց է։ Ի-ՌՆԹ-ի տրանսլյացիայի ինիցիացիան կարող է կատարվել նաև առանց կեպ-ի մասնակցության՝ IRES սայթին 40S-ենթամիավորի միացմամբ (), որը գտնվում է 5'-չկոդավորող ծայրում (5'-UTR)։ Ի-ՌՆԹ-ի բուն միացումը կատարում է գենի միացման ՌՆԹ-դրդող կոմպլեքսի (RISC) կողմից, որի գլխավոր կատալիտիկ ենթամիավորը համարվում է Argonaute (AGO) խմբի սպիտակուցներից մեկը, իսկ միկրոՌՆԹ-ն ծառայում է որպես մատրիցա՝ ի-ՌՆԹ-ի վրա սպեցիֆիկ հաջորդականությունների ճանաչման համար։

Երբեմն միկրոՌՆԹ-ները պրոմոտորի շրջանում առաջացնում են ԴՆԹ-ի մեթիլացում և հիստոնային մոդիֆիկացիա, ինչը ազդում է թիրախ-գեների էքսպրեսիայի վրա։

Մաթեմատիկական ընդհանրացված մոդելի օգնությամբ նկարագրվել են միկրոՌՆԹ-ի գործելու 9 մեխանիզմներ․
 ռիբոսոմի 40S-ենթամիավորի միացումը կեպի հատվածում
 ավելացված ռիբոսոմային 40S-ենթամիավորի ճնշում
 էլոնգացիայի ճնշում
 ռիբոսոմային կոմպլեքսի դիսոցում (վաղաժամ տերմինացիա)
 օգնական սպիտակուցների դեգրադացիա
 Р-մասնիկի անջատում
 ի-ՌՆԹ-ի քայքայում (ապակայունացում)
 ի-ՌՆԹ-ի կտրում
 միկրոՌՆԹ-միջնորդային ռեօրգանիզացիայի միջոցով տրանսկրիպցիայի ճնշում։

Այս մեխանիզմները լինում է, որ չեն կարողանում տարանջատել, օգտագործելով ռեակցիայի հաստատունի վերաբերյալ ունեցած փորձարարական տվյալները, թեև նրանք տարբերվում են թերմոդինամիկական հարաբերությամբ։

Ի տարբերություն բույսերի միկրոՌՆԹ-ների, կենդանիների միկրոՌՆԹ-ները ազդում են գեների տարբեր հավաքածուների վրա։ Սակայն գեները, որոնք մտնում են պրոցեսների մեջ, ընդհանուր են բոլոր բջիջների համար, համեմատաբար հազվադեպ են դառնում միկրոՌՆԹ-ների թիրախներ, հավանաբար, գտնվում են ընտրության ազդեցության տակ, որը խոչընդոտում է նրանց փոխազդեցությունը միկրոՌՆԹ-ների հետ։

Հայտնի է, որ երկշղթա ՌՆԹ-ները կարող են ակտիվացնել գեներ։ Երկշղթա ՌՆԹ-ների թիրախները համարվում են գեների պրոմոտորներ, որոնք կարող են զգալի մեծացնել կապված գեների տրանսկրիպցիան։ Այս երևույթը դիտվել է մարդու օրգանիզմ ներմուծված երկշղթա ՌՆԹ-ների մոտ, որոնք կոչվում են ակտիվացող փոքր ՌՆԹ-ներ (small activating RNA, saRNA), ինչպես նաև էնդոգեն միկրոՌՆԹ-ների դեպքում։

ՄիկրոՌՆԹ-ի և կոմպլեմենտար հատվածի միջև փոխազդեցությունը գեներում, նույնիսկ կեղծ գեներում, որոնք ունեն հոմոլոգ հաջորդականություն, համարվում են հակադարձ կապի միջոցներ, որոնք կարգավորում են գեների էքսպրեսիան՝ գեներ-պարալոգների միջև։ Այս միկրոՌՆԹ-ները, որոնք կոչվում են մրցակցող էնդոգենային ՌՆԹ-ներ, կապվում են գեների և կեղծ գեների կարգավորման հատուկ տարրերի հետ, ինչը կարող է լինել էուկարիոտների մոտ հաջորդականություններ չգաղտնագրող գեների այդպիսի մեծ քանակի բացատրությունը։

էվոլյուցիա 
ՄիկրոՌՆԹ-ները համարվում են կարևոր ֆիլոգենետիկական մոլեկուլներ, որոնք ունեն էվոլյուցիայի զարմանալի դանդաղ տեմպեր։ Համարվում է, որ միկրոՌՆԹ-ները՝ որպես կարգավորող տարրեր, զարգացել են ինտերֆերենցիոն ՌՆԹ-ներում, որոնք առաջ օգտագործվում էին էկզոգեն գենետիկական նյութերից պաշտպանվելու համար, օրինակ, վիրուսները։ Սակայն, որոշ միկրոՌՆԹ-ներ, օրինակ, hsa-mir-548 ընտանիքին պատկանող մարդու միկրոՌՆԹ-ն, կարող էր հայտնվել փոքրիկ փոխակերպված տրանսպոզոններում։ Նրանց առաջացումը զարգացրեց մորֆոլոգիական առանձնահատկությունները, քանի որ գեների էքսպրեսիայի կարգավորումը կարող է լինել ավելի նուրբ և ուղորդված, ինչը հատկապես կարևոր է առանձին օրգանների անհատական զարգացման գործընթացներում և հնարավոր է նաև ամբողջական օրգանիզմների առաջացման մեջ։ Իրոք, մորֆոլոգիական փոփոխությունների բարձր տեմպերը, որպես կանոն, բնորոշվում են միկրոՌՆԹ-ների կուտակմամբ։

ՄիկրոՌՆԹ-ների նոր տեսակներ հայտնաբերվում են շատ միջոցներով։ Նրանք կարող են առաջանալ ԴՆԹ-ի չգաղտնագրող հատվածում (այսինքն ինտրոններում և միջգենային տարրերում), ինչպես նաև առկա միկրոՌՆԹ-ների դուպլիկացիայի կամ ձևափոխման ուղով։ Նրանք կարող են առաջանալ նաև սպիտակուց կոդավորող հաջորդականություններում։ Էվոլյուցիայի արագությունը (այսինքն նուկլեոտիդների փոփոխությունը) վերջերս հայտնաբերված միկրոՌՆԹ-ներում համեմատական է չգաղտնագրող ԴՆԹ-ի այդպիսի ցուցանիշի հետ, ինչը նշանակում է էվոլյուցիայի ընթացք չեզոք դրեյֆի միջոցով։ Սակայն, հնագույն միկրոՌՆԹ-ներում էվոլյուցիայի արագությունը զգալի ցածր է և 100 տարվա մեջ կարող է կազմել մեկ նուկլեոտիդի փոփոխություն։ Սա ապացուցում է այն, որ միկրոՌՆԹ-ի որոշակի ֆունկցիայի ձեռք բերման ժամանակ, նրանք ենթարկվում են բացառիկ խիստ ընտրության և հետագայում գրեթե չեն փոփոխվում։ Բացի այդ, միկրոՌՆԹ-ների գեների տարբեր հատվածներ գտնվում են տարբեր էվոլյուցիոն գործոնների ազդեցության տակ (և հետևաբար, հաճախ չեն գործում) հաճախ անհետանում են։ Arabidopsis thaliana բույսի մոտ միկրոՌՆԹ-ների կորստի արագությունը կազմում է 1,2-3,3 գեն միլիոն տարվա մեջ։ Դա միկրոՌՆԹ-ների գեները դարձնում է հարմար ֆիլոգենետիկական օբյեկտ և հավանաբար, նրանց մեջ պահված է հոդվածոտանիների ֆիլոգենետիկական հարաբերությունների այդպիսի բարդությունների հիմնավորումը]։

ՄիկրոՌՆԹ-ները գաղտնագրվում են էուկարիոտների մեծ մասի մոտ, գորշ ջրիմուռներից մինչև կենդանիներ։ Սակայն, միկրոՌՆԹ-ների և նրանց ֆունկցիաների տարբերությունը ցույց են տալիս, որ նրանք բույսերի և կենդանիների մոտ առաջացել են իրարից անկախ։ Բացի բազմաբջիջ բույսերից և կենդանիներից, միկրոՌՆԹ-ներ առկա են որոշ միաբջիջ օրգանիզմների, օրինակ, նրանք հայտնաբերվել են [[Chlamydomonas reinhardtii]] ջրիմուռի մոտ։ Սնկերի մոտ միկրոՌՆԹ-ներ դեռ չեն առանձնացվել, սակայն նրանց զարգացման տարբեր առանձնահատկություններ ցույց են տալիս, որ միկրոՌՆԹ-ները, հավանաբար, նրանց գենոմում նույնպես կոդավորվում են։ 2010 թվականի մարտի տվյալներով, նկարագրվել է միկրոՌՆԹ-ների 5000 տեսակ։ Թեպետ բակտերիաների մոտ տարածված են 50-ից մինչև մի քանի հարյուր նուկլեոտիդային երկարությամբ կարճ հատվածներ, իրական միկրոՌՆԹ-ներ բակտերիաների մոտ բացակայում են։

Վիրուսների միկրոՌՆԹ-ներ 
2004 թվականից երկշղթա ԴՆԹ-պարունակող վիրուսներից առանձնացվել են ավելի քան 200 միկրոՌՆԹ, հիմնականում հերպեսվիրուսներ և պոլիոմավիրուսներ։ Վիրուսների միկրոՌՆԹ-ները ունեն 22±3 նուկլեոտիդ, կապվում են ի-ՌՆԹ-ի 3'-UTR-ի հետ, առաջ բերելով տրանսկրիպտի քանդում կամ արգելակում է տրանսլյացիան, ընդ որում թիրախի հետ կապումը, ինչպես կենդանիների մոտ, միայն մասնակի է։ Ներկա պահին թիրախներ նկարագրվել են համեմատաբար քիչ քանակությամբ վիրուսների միկրոՌՆԹ-ների համար, ընդ որում նրանք կարող են ճնշել ինչպես վիրուսային գեների էքսպրեսիան, այնպես էլ տեր բջջի գեներինը։ Օրինակ, SV40-ը և ցեղակից պոլիոմավիրուսները գաղտնագրում են միկրոՌՆԹ-ներ, որոնք ճնշում են մեծ վիրուսային Т-հակածինի էքսպրեսիան, իսկ α-, β- և γ-հերպեսավիրուսների մոտ ցույց է տրվում միկրոՌՆԹ-ների դերը լատենտային-լիտիկային փուլային անցման ժամանակ։ Մարդու հերպեսի վիրուս 6-ի մոտ տրանսկրիպցիոն գործոնների էքսպրեսիան հավանաբար գտնվում է վիրուսային միկրոՌՆԹ-ների կառավարման տակ։ Թեպետ վիրուսային միկրոՌՆԹ-ների դերը տեր բջջի կենսացիկլում դեռևս նոր է ուսումնասիրվում, բազմաթիվ փորձարարական տվյալներ հաստատում են վիրուսային միկրոՌՆԹ-ների մասնակցությունը այնպիսի կենսաբանական հիմնավոր գործընթացներում, ինչպիսիք են ճանաչման իմունային ռեակցիաները, բջջի գոյատևումը, հյուսվածքների ռեգեներացիան, պրոլիֆերացիան և բջիջների դիֆերենցացիան։

Ուսումնասիրման մեթոդներ 
Այն ժամանակ, երբ հետազոտողները ուսումնասիրում էին միկրոՌՆԹ-ի դերը ֆիզիոլոգիական և ախտածին պրոցեսներում, մշակվել են միկրոՌՆԹ-ի անջատման եղանակներ։ Սակայն, անջատված միկրոՌՆԹ-ների կայունությունը կասկած էին առաջացնում։ ՄիկրոՌՆԹ-ները քանդվում են ավելի հեշտ, քան ի-ՌՆԹ-ները, ինչը մասմաբ կապված է երկարության հետ, ինչպես նաև ՌՆԹազայի մշտական առկայության հետ։ Սրա հետ կապված անհրաժեշտ է օրինակները սառեցնել սառույցով և օգտագործել սարքավորումներ, որոնք զրկված են ՌՆԹազայից և օգտագործվում են միկրոՌՆԹ-ների հետ աշխատելու համար։

ՄիկրոՌՆԹ-ների էքսպրեսիան քանակապես կարող է որոշվել երկքայլ պոլիմերազային շղթայական ռեակցիայով (ՊՇՌ). առաջին փուլը համարվում է ՊՇՌ-ը հակադարձ տրանսկրիպցիայով, հետագայում օգտագործվում է ՊՇՌ իրական ժամանակով։ Տարբերվում են այս մեթոդի երկու ձևեր, որոնք որոշում են միկրոՌՆԹ-ի հարաբերական և բացարձակ քանակը։ ՄիկրոՌՆԹ-ներ կարելի է հիբրիդացնել միկրոչիպերի միջոցով՝ հարյուրավոր կամ հազարավոր թիրախների փորձանոթներում, և այդ կերպ կարելի է որոշել տարբեր նմուշներում միկրոՌՆԹ-ների քանակը։ Նոր միկրոՌՆԹ-ներ կարելի է հայտնաբերել և որոշել նրանց հաջորդականությունը բարձր արտադրողական սեգվենացիայով (միկրոՌՆԹ-ի սեգվենացիա)։ ՄիկրոՌՆԹ-ների ակտիվությունը կարելի է փորձնականապես ճնշել փակ նուկլեինաթթվի օլիգոնուկլեոտիդների (), մորֆիլինի, ինչպես նաև 2’-O-մեթիլային խմբի օլիգոնուկլեոտիդների միջոցով։ Բացի այդ, միկրոՌՆԹ-ն կարելի է անջատել կոմպլեմենտար օլիգոնուկլեոտիդ՝ անտագոմիրայի միջոցով։ ՄիկրոՌՆԹ-ի հասունացումը կարելի է կանգնեցնել մի քանի կետերում՝ տարածական-արգելակող օլիգոնուկլեոտիդի միջոցով։ Նրանց միջոցով կարելի արգելակել նաև ի-ՌՆԻԹ-ի և միկրոՌՆԹ-ի միացման սայթում։ ՄիկրոՌՆԹ-ի in situ որոշման համար կարելի է օգտագործել LNA-ի կամ մորֆիլինոյի փորձանոթներ։ Քանի որ LNA-ն ունի փակ կոնֆորմացիա, այն օժտված է հիբրիդացման բարձր ունակությամբ, զգայունություն և սպեցիֆիկություն, ինչը նրան դարձնում է միկրոՌՆԹ-ի հայտնաբերման իդեալական փորձանոթ։

ՄիկրոՌՆԹ-ի քանակի բարձր արտադրողական որոշումը իրականում դժվար է և բացի այդ, ոչ հազվադեպ տանում է սխալների, ինչը բացատրվում է մեծ քանակով մեթոդոլոգիական խնդիրների առկայությամբ։ Դրա հետ կապված կարևորություն ստանում են միկրոՌՆԹ-ի էքսպրեսիայի մակարդակի ուսումնասիրումը, ինչպես նաև տվյալ մակարդակում միկրոՌՆԹ-ի էֆեկտների ուսումնասիրումը։ Ի-ՌՆԹ-ի և միկրոՌՆԹ-ի մասին տվյալների համար օգտագործում են հատուկ տվյալների բազաներ, որոնք գուշակում են միկրոՌՆԹ-ի թիրախները։ Թեպետ այդ տեխնոլոգիան օգտագործվում է այն բանից հետո, երբ հետաքրքրող միկրոՌՆԹ-ն առանձնացվում է (մասնավորապես, էքսպրեսիայի բարձր մակարդակում), առաջարկվել են մի շարք մտքեր անալիտիկ սարքերի մոդելավորման համար, որոնք կարող են միավորել ի-ՌՆԹ-ի և միկրոՌՆԹ-ի մասին տվյալները։

Կլինիկական նշանակությունը 
Քանի որ միկրոՌՆԹ-ները մասնակցում են կորիզավոր բջջի նորմալ կենսագործունեության մեջ, նրանց աշխատանքի խախտումը կարող է տանել հիվանդությունների առաջացման։ miR2Disease հասարակության համար բաց տվյալների բազայում հավաքված են ինֆորմացիաներ, որոնք կապված են միկրոՌՆԹ-ների աշխատանքի խախտման և տարբեր հիվանդությունների հետ։

Ժառանգական հիվանդություններ 
Seed-տեղամասի մուտացիան (այսինքն ի-ՌՆԹ-ի հետ միացող տեղամաս) miR-96-ը առաջացնում են ժառանգական լսողության կորուստ։ Մուտացիան, որը շոշափում է miR-184-ի seed-տեղամասը, առաջ է բերում ժառանգական կերատոկոնուսի զարգացումը, որին նախորդում է բևեռային կատարակտը։ miR-17-ի դելեցիան առաջացնում է հասակի և կմախքի զարգացման խանգարումներ։

Քաղցկեղ 

Մարդու առաջին հիվանդությունը, որի համար հաստատվել է միկրոՌՆԹ-ների ֆունկցիաների խանգարման հետ կապ, դա քրոնիկական լիմֆոլեյկոզն է։ Հետագայում մի շարք միկրոՌՆԹ-ների համար կապ է հաստատվել որոշ տիպի քաղցկեղների հետ (երբեմն այդպիսի միկրոՌՆԹ-ներին անվանում են օնկոմիրներ)։ Առաջին միկրոՌՆԹ-ներից մեկը, որը բնորոշվել է որպես օնկոմիր, դարձել է miRNA21, որը առաջ է բերում մի քանի տիպի քաղցկեղ, օրինակ, գլիոբլաստոման և աստրոցիտոման։

Մկների ուսումնասիրումը, արտադրում են c-Մուսայի ավելցուկ՝ սպիտակուց, որի մուտանտային ձևերը մասնակցում են քաղցկեղի մի քանի ձևերի առաջացման մեջ, ցույց են տվել, որ միկրոՌՆԹ-ները իրոք ազդում են քաղցկեղի առաջացման վրա։ ՄիկրոՌՆԹ-ների ավելցուկ (հայտնաբերվում են լիմֆոմայի բջիջներում) արտադրող մկների մոտ հիվանդությունը զարգանում էր 50 օր անց, իսկ մահը վրա է հասնում ևս երկու շաբաթ անց։ Համեմատության համար, առանց միկրոՌՆԹ-ների ավելցուկի մկները ապրում էին ավելին քան 100 օր։ Ցույց է տրված, որ լեյկեմիան կարող է առաջանալ միկրոՌՆԹ-ների գեներից առաջ ներմուծված վիրուսների գենոմների միջոցով, քանի որ դա ուժեղացնում է միկրոՌՆԹ-ներին համապատասխանող գեների էքսպրեսիան։

Այլ հետազոտությունում հաստատվել է, որ երկու տեսակի միկրոՌՆԹ-ներ ճնշում են E2F1 սպիտակուցը, որը կարգավորում է բջիջների պրոլիֆերացիան։ ՄիկրոՌՆԹ-ն ի-ՌՆԹ-ի հետ կարող է կապվել մինչև վերջինիս տրանսլյացիայի իրականացումը, որի ընթացքում առաջանում են սպիտակուցներ, որոնք միացնում կամ անջատում են որոշակի գեներ։

ՄիկրոՌՆԹ կոդավորող 217 գեների ակտիվության չափման միջոցով հաստատվել են գենային ակտիվության որոշակի սպեցիֆիկ կոմբինացիաներ, որոնք բնորոշ են քաղցկեղի այս կամ այն ձևին։ ՄիկրոՌՆԹ-ների հիման վրա կարելի է դասակարգել քաղցկեղի տեսակները։ Դրա շնորհիվ բժիշկները կարող են որոշել, թե որ հյուսվածքից է զարգանում ուռուցքը, և հյուսվածքի տիպի հիման վրա ընտրել ճիշտ բուժման կուրսը։ Հաստատված է, որ միկրոՌՆԹ-ները որոշում են, թե քրոնիկական լիմֆոլեյկոզը կզարգանա դանդաղ կամ ձեռք կբերի ագրեսիվ ձև։

Սպեցիֆիկ միկրոՌՆԹ-ների ավելցուկ կամ անբավարար էքսպրեսիա կատարող տրանսգենային մկների ուսումնասիրումների հիման վրա հնարավոր դարձավ պարզել փոքր ՌՆԹ-ների դերը տարբեր չարորակ գոյացությունների մեջ։ Մեծ աշխատանք է կատարվել քաղցկեղային ցողունային բջիջներում (հատկապես քիմիաբուժության նկատմամբ կայուն բջիջների) միկրոՌՆԹ-ների դերի պարզման համար։

Ներկա ժամանակներում մշակվել է նաև ուղիներ հաստ և ուղիղ աղիների քաղցկեղի վաղ փուլերում հայտնաբերման համար, որոնք հիմնվում են միկրոՌՆԹ-ների վրա։ Վերջերս կատարված ուսումնասիրությունների ընթացքում հաստատվել է, որ հիվանդների արյան պլազմայի նմուշները, որոնք վերցվել են հաստ և ուղիղ աղիների զարգացման վաղ փուլերում, տարբերվում են տարբեր սեռի և տարիքի առողջ մարդկանց նմանատիպ անալիզներից։ Բավարար հատուկություն և ընտրողականություն կարելի է ստանալ արյան փոքր ծավալից (1 մլ-ից քիչ)։ Այս թեստը կարող է հարմար և էֆեկտիվ եղանակ դառնալ հիվանդներին ռիսկի գոտուց հանելու համար, ովքեր պետք է անցնեն աղեդիտում։

Քաղցկեղային հիվանդությունների ախտորոշման և բուժման մեջ միկրոՌՆԹ-ները կարող են օգտագործվել նախիմացություն կազմելու մեջ։ Այսպես, թոքերի քաղցկեղի NSCLC ձևի դեպքում, miR-324aժի ցածր կոնցետրացիան կարող է ծառայել որպես վատ կենսակայունության ինդիկատոր, իսկ miR-185-ի բարձր կոնցետրացիան կամ miR-133b-ի ցածր կոնցետրացիան վկայում են մետաստազների առկայության մասին և, հետևաբար, հաստ և ուղիղ աղիների քաղցկեղի դեպքում վատ կենսակայունության մասին։

Քաղցկեղի լավագույն բուժման համար անհրաժեշտ է հիվանդների ճիշտ դասակարգում՝ ըստ ռիսկի աստիճանի։ Առաջնային բուժման նկատմամբ արագ պատասխան տվող հիվանդները առողջանում են բուժման ոչ լրիվ տարբերակով, այդ պատճառով անհրաժեշտ է ճիշտ գնահատել հիվանդության աստիճանը։ Արտաբջջային միկրոՌՆԹ-ները իրենց կայունությունը պահպանում են արյան պլազմայում և քաղցկեղի դեպքում արտազատվում են ավելցուկ քանակով, և նրանց քանակը կարելի է չափել լաբորատորիայում։ Խոջկինի լիմֆոմայի դասական տարբերակում արյան մեջ miR-21, miR-494 և miR-1973 միկրոՌՆԹ-ների պարունակությունը ծառայում են հուսալի մարկերներ՝ հիվանդության առկայության մասին։

Վերջերս կատարված հետազոտությունները ցույց են տվել, որ miR-205-ը կաթնագեղձի քաղցկեղի դեպքում ճնշում է մետաստազների առաջացումը։ microRNA-200 ընտանիքի 5 անդամներ (miR-200a, miR-200b, miR-200c, miR-141 и miR-429) բացասական կերպով են կարգավորվում կաթնագեղձի չարորակ նորագոյացությունների առաջացման ժամանակ։

Սրտի հիվանդություններ 
Սրտի մեջ միկրոՌՆԹ-ների համաշխարհային դերը հաստատվել է առնետի սրտի միկրոՌՆԹ-ների ուսումնասիմամբ։ Պարզվեց, որ միկրոՌՆԹ-ն անհրաժեշտ է սրտի զարգացման համար։ Ցույց է տրվել, որ որոշակի միկրոՌՆԹ-ների արտազատման մակարդակը փոխվում է սրտի տարբեր հիվանդությունների դեպքում, այդ կերպ վկայելով կարդիոմիոպատիայի մեջ նրանց մասնակցման մասին։ Բացի այդ, կենդանիների մոտ միկրոՌՆԹ-ների ուսումնասիրումները ցույց են տվել միկրոՌՆԹ-ների տարբեր դերերը սրտի զարգացման և պաթոգեն վիճակներում։ միկրոՌՆԹ-ները կարդիոգենեզի, հիպերտրոֆիրային աճի և արյան նորմալ շրջանառության կարևոր գործոններ են։

ՄիկրոՌՆԹ-712 
Առնետի միկրոՌՆԹ-712 համարվում է աթերոսկլերոզի պոտենցիալ ցուցանիշ։ Աթերոսկլերոզը սրտանոթային հիվանդություն է, ուղեկցվում է անոթների ներքին մակերեսի ճարպակալմամբ, ինչի հետևանքով անոթածերպը փոխում է ձևը, և բորբոքմամբ։ Անոթների ձևի փոփոխության հետևանքով նկատվող հեղուկի ոչ լամինար հոսանքը (d-հոսք) ճանաչվում է էնդոթելի մեխանիկական ընկալիչների միջոցով։ d-հոսքը ակտիվացնում է նաև մի շարք պրո-ատերոգեն գեների էքսպրեսիան, այդ թվում մատրիքսի մետաղապրոտեինազը (MMP), ինչը ծառայում է նախաբորբոքային և նախահակածինային ազդանշան։ Այս փաստերը հաստատվել են մկան քներակների արհեստական սեղմամբ, որպեսզի ստեղծվի d-հոսքի էֆեկտը։ 24 ժամվա ընթացքում պրե-միկրոՌՆԹ-712-ը ի պատասխան d-հոսքի անցնում է հասուն ձևի։ Այդ փաստերը հաստատվում են նաև նրանով, որ miR-172-ի արտազատումը դրական կարգավորվում է էնդոթելային բջիջներում, որոնք աորտայի առավել սեղմված հատվածում առաջացնում են կամար, այսինքն այնտեղ, որտեղ նորմայում նկատվում է d-հոսք։

միկրոՌՆԹ-712 նախորդը նորմայում արտագրվում է առնետի ռ-ՌՆԹ RN45s-ի գենի ներքին սպեյսեր 2-ից ()։ RN45s-ի պրոցեսինգի ընթացքում ITS2-ը սովորաբար դեգրադացվում է էկզոնուկլեազ XRN1-ի մասնակցությամբ։ d-հոսքի պայմաններում XRN1-ի քանակը նվազում է։

miR-172-ի թիրախ հանդիսանում է հյուսվածքային մետաղապրոտեինազ ինգիբատոր 3-ը (): TIMP խմբի սպիտակուցները կարգավորում են մետաղապրոտեինազային մատրիքսի (MMP) ակտիվությունը, որոնք քանդում են արտաբջջային մատրիքսը ()։ Անոթային ECM-ն հիմնականում կազմված է կոլագենային և էլաստինային թելերից, որոնք պայմանավորում են աորտայի առանձգականությունը։ Այդ թելերը կարևոր դեր են խաղում նաև անոթների պատերի վրա բորբոքային պրոցեսների և նրանց թափանցելիության կարգավորման պրոցեսներում, որոնք կարևոր գործոններ են աթերոսկլերոզի զարգացման համար։ TIMP3, որը արտազատվում է էնդոթելի բջիջների կողմից, համարվում է խմբի միակ ներկայացուցիչը, որը կարող է միանալ ECM-ի հետ։ d-հոսքի առկայության պայմաններում TIMP3-ի արտազատման նվազումը տանում է ECM-ի քանդման։ Այսպես, պրե-miR-172-ի ճնշումը բջիջներում մեծացնում է TIMP3-ի էքսպրեսիան, նույնիսկ d-հոսքի առկայության պայմաններում։

TIMP3-ը նվազեցնում է նաև TNFα (նախաբորբոքային կարգավորիչ) արտազատումը d-հոսքի ժամանակ։ TNFα-ի պարունակումը d-հոսքի պայմաններում չափվել է արյան մեջ մի ֆերմենտի կոնցենտրացիայով, որը կոնվերսիայի է ենթարկում TNFα - TACE ()։ TNFα-ի կոնցետրացիան փոքրանում էր, երբ miR-172-ը ճնշվում էր կամ էլ TIMP3-ը արտազատվում էր ավելցուկով։ Դրանով հաստատվում է, miR-172 և TIMP3-ը կարգավորում են TACE-ի ակտիվությունը՝ d-հոսքի ժամանակ։

Հակա-miR-172-ը արդյունավետ ճնշում է d-հոսք-ը, որը առաջանում է miR-172-ից, և ուժեղացնում է TIMP3-ի արտազատումը։ Հակա-miR-172-ը ճնշում է նաև անոթների հիպերթափանցելիությունը, այդ կերպ նվազեցնելով նրանց վնասվածքները աթերոսկլերոզի ժամանակ և իմունային բջիջների թափանցումը անոթի արտաքին թաղանթ, ինչը նշանակում է, որ թուլացնում է բորբոքային պրոցեսը։

Մարդու մոտ miR-172-ի հոմոլոգներ հայտնաբերվել են մի գենում, որը հոմոլոգ է RN45s-ին, որը ապահովում է միկրոՌՆԹ-ի ձևավորումը, ինչը նման է առնետների նույն պրոցեսին։ Մարդու այս միկրոՌՆԹ-ն (miR-205) ունի հաջորդականություն, որը նման է առնետի miR-172-ին, ավելին, այս հաջորդականությունը կոնսերվատիվ է ողնաշարավորների մեծ մասի հետ։ miR-205 և miR-172-ի մոտ համընկնում է ազդանշանային թիրախների 50 %-ը, այդ թվում նաև TIMP3-ը։

Պարզվել է, որ d-հոսքը նվազեցնում է մարդու XRN1 գենի էքսպրեսիան, ինչը կատարվում է նաև առնետների մոտ, ինչը ցույց է տալիս մարդու մոտ XRN1-ի նույնատիպ դերը։

Նյարդային համակարգ 
ՄիկրոՌՆԹ-ները կարգավորիչ դեր են խաղում նյարդային համակարգում։ Նեյրոնների միկրոՌՆԹ-ները ընդգրկված են նեյրոնային կապերի առաջացման մեջ, ներառյալ դենդրիտոգենեզը (miR-132, miR-134 և miR-124), սինապսի առաջացման և նրա հասունացման (այս պրոցեսների մեջ, հավանաբար, ընդգրկված են miR-134 և miR-138) պրոցեսներում։ Ցույց է տրվել միկրոՌՆԹ-ների դերը հիշողության ձևավորման մեջ։ Որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս միկրոՌՆԹ-ների արտազատման փոփոխություն շիզոֆրենիայի ժամանակ։

Այլ հիվանդություններ 
ՄիկրոՌՆԹ-ները կարևոր դեր են խաղում ադիպոցիտի (ճարպային հյուսվածքի բջիջներ) ցողունային բջիջների դիֆերենցացիայի մեջ։ Ադիպոգենեզի պլյուրիպոտենտային ցողունային բջիջների դերը ուսումնասիրվել է երկարավուն ուղեղի անմահ բջիջների կուլտուրայում (hMSC-Tert20): Անմահ բջիջների մոտ, որոնցում կատարվում է ադիպոցիտի դիֆերենցացիա, հայտնաբերվել է miR-155, miR-221 և miR-222 իջեցված արտազատում, ինչը վկայում է այն մասին, որ այդ միկրոՌՆԹ-ները հանդես են գալիս որպես դիֆերենցացիայի բացասական կարգավորիչներ։ Միևնույն ժամանակ այդ միկրոՌՆԹ-ների խառը էքսպրեսիան զգալի ճնշում է ադիպոգենզը և ճնշում է հիմնական կարգավորիչներ՝ PPARγ և ССААТ/էնհանսեր-կապող ալֆա սպիտակուց։ Դա հնարավորություն է տալիս բուժել ճարպակալումը գենետիկական մակարդակում։

ՄիկրոՌՆԹ-ների այլ խումբը, որը կարգավորում է ճարպակալման և շաքարախտի զարգացումը, համարվում է let-7 ընտանիքը։ let-7-ը հյուսվածքներում կուտակվում է ծերացմանը զուգահեռ։ Երբ let-7-ը առանձնացվում էր արհեստական ծերացմանը նպաստելու համար, առնետների մոտ տեղի էր ունենում ինսուլինի նյութափոխանակության խախտում և մեծ քանակությամբ սննդի ընդունման հետ կապված ճարպակալում և շաքարախտ։ Եթե let-7-ը ճնշվում էր հատուկ անտագոմիրներով, մկները, ընդհակառակը, ինսուլինի նկատմամաբ դառնում էին ավելի գրգռական և նրանց մոտ չէր առաջանում վերոհիշյալ հիվանդությունները։ let-7-ի ճնշումը ոչ միայն արգելակում է դիաբետը և ճարպակալումը, բայց նաև կարող է օգտագործվել այդ հիվանդությունների բուժման համար։

ՄիկրոՌՆԹ miR-140-ը մասնակցում է օստեոարթրոզի պաթոգենեզին, կարգավորելով ADAMTS5 գենի էքսպրեսիան։ Մկների մոտ, որոնք չեն սինթեզում miR-140, խախտվում է խոնդրոցիտների պրոլիֆերացիան, նրանք ունենում են գաճաճ ֆենոտիպ։

Ծանոթագրություններ

Գրականություն 
 MicroRNAs in Medicine Charles H. Lawrie (Editor) December 2013, Wiley-Blackwell
 miRNA definition and classification: 
 Science review of small RNA: 
 Discovery of lin-4, the first miRNA to be discovered:''

Արտաքին հղումներ 
 ՄիկրոՌՆԹ-ների նվիրված հոդվածների հավաքածու՝ Nature լրագրի պաշտոնական կայքում
 The miRBase database
 The miRNA Blog
 miR2Disease, ՌՆԹ-ի գործունեության խախտման հետ կապված մարդու հիվանդություններ։
 semirna, Բույսի գենոմում միկրոՌՆԹ-ների հետազոտման վեբ ծրագիր։
 miRandola: Արտաբջջային պտտվող միկրոՌՆԹ-ների բազա։
 MirOB: ՄիկրոՌՆԹ-ների անալիզների տարեթվերի և թիրախների բազա։

ՌՆԹ