بررسي و مقايسه روند تكاملي زير واحد tert تلومراز از گياهان تا مهره داران با استفاده از روش هاي بيو انفورماتيكي و محاسباتي

Comparison of the Evolutionary Process of the TERT Subunits of Telomerase between Plants and Vertebrates Using Bioinformatics and Computational Methods

تلومر پايانه فيزيكي كروموزوم هاي خطي مي باشد كه از يك توالي غير كد كننده تشكيل يافته و در حفاظت انتهاي كروموزوم ها نقش دارد. بنابراين سير تكاملي تلومراز ، آنزيم سازنده تلومر، و ساختار آن در گونه هاي مختلف جاي بحث دارد. هدف در اين تحقيق جمع آوري توالي هاي خانواده ژني تلومراز و مقايسه آنها جهت يافتن موتيف هاي حفاظت شده و بررسي قرابت tert ساير گونه ها با انسان مي باشد كه با استفاده از ابزارهاي بيو انفورماتيكي انجام مي شود. مطالعات قبلي آناليزهاي فيلوژني تلومراز، محدود به يك سطح پروتئين يا mrna بوده است اما در اين كار مطالعات بر روي 3 سطح پروتئين، mrna وdna انجام مي شود. با توجه به اينكه توالي هاي ترتيب گذاري شده موجودات افزايش يافته است، تركيب اطلاعات گياهان و جانوران يك چالش مورد توجه مي باشد. همچنين كسب اطلاعات بيشتر در مورد ساختار بخش آنزيمي تلومراز، راه هاي نويني براي سركوب اين آنزيم در سرطان ها باز مي كند.روش: گونه ها با حداقل 35% شباهت تكاملي در طيف گياه تا مهره دار انتخاب شدند. توالي ها با برنامه clastalw همتراز سازي شدند. درخت تكاملي ارگانيسم ها با برنامه mega5، رسم شد. و از برنامه scanprosite براي جستجوي موتيف پروتئيني استفاده شد.نتايج: قرابت tert انساني با ساير گونه ها در بخش c -ترمينال عنوان شد. بخش هاي حفظ شده آمينواسيدي مشخص و دومين ترانسكريپتاز معكوس به عنوان موتيف حفاظت شده ي عملكردي تمام گونه ها در سطح پروتئين معرفي شد.نتيجه گيري: حذف يا اختلال در دومين rt-pol ناكارآمدي آنزيم را در تمامي گونه ها در پي خواهد داشت. همچنين بخش nترمينال tert هدف مناسبي براي مهار تلومراز در سرطان پستان، به دليل حفظ شدگي بالا در پستانداران، عنوان شد.

Introduction: Telomere is the physical terminal of linear chromosomes composed of a non-coding sequence that protects the ends of chromosomes. Therefore, evolutionary process of telomerase, as the synthase enzyme of telomere, and its structure in various species should be discussed. The aim of this study was to collect the sequences of telomerase gene family and compare them in order to find motifs protected by this gene family and investigate the proximity of human TERT with other species using bioinformatics and computational methods. This study was performed on the 3 levels of protein, mRNA, and DNA. As the sequences of organisms have been increased, combining plants’ and animals’ data is a challenge. Also, more information about the structure of telomerase can help to find new ways to inhibit this enzyme in cancer. Method: In this in silico study, species had at least 35% evolution similarity were selected from plants and vertebrates. Sequences were aligned using ClastalW program. Organisms’ evolutionary tree was drawn using MEGA5 software and protein motifs were detected using ScanProsite software. Results: Proximity of human TERT with other spices was observed in C-terminal region. Amino acid parts preserved were detected and the reverse transcriptase domain was introduced as conserved functional motifs of all species at protein level. Conclusion: Any removal or disturbance in RT-POL domain lead to enzyme deficiencies in all species. Also, the N-terminal region of TERT because of its high preservation in mammals, was introduced as an attractive target for inhibition of telomerase in breast cancer.