Što je RNA smetnji?

Što je RNA smetnja? Ovim pojmom podrazumijevamo sustav za kontrolu aktivnosti eukariotskih staničnih gena. Postoji sličan postupak zbog kratkog (ne više od 25 nukleotida u lancu) molekula ribonukleinske kiseline.

RNA interferencija karakterizira posttranskripcijska inhibicija ekspresije gena razaranjem ili destiliranjem mRNA.

značaj

Pronađeno je u stanicama mnogih eukariota: gljiva, biljaka, životinja.

RNA smetnja se smatra važnim načinom zaštite od virusa stanice. Sudjeluje u procesu embriogeneze.

Zbog snažne i selektivne prirode utjecaja ribonukleinske kiseline na ekspresiju gena, moguće je provesti ozbiljna biološka istraživanja u živim organizmima, staničnim kulturama.

Prije toga, smetnje RNA imale su drugačije ime - kožupricija. Nakon detaljnog proučavanja ovog procesa, dobivanje FIRE Andrija i Craig Mello Nobelovu nagradu za medicinu za proučavanje mehanizma njegovog pojavljivanja, proces je preimenovan.

priča

Što je RNA smetnja? Njeno otkriće je zbog ozbiljnih preliminarnih promatranja pod utjecajem antisense RNA-inhibicije ekspresije u biljnim genima.

Nakon nekog vremena, američki su znanstvenici dobili iznenađujuće rezultate uvođenjem transgena u petuniju. Istraživači su pokušali modificirati analiziranu biljku kako bi cvjetovi dali intenzivniju hladovinu. Za to su se upoznali u stanice dodatne kopije gena za enzim halkona sintaze, koji je odgovoran za stvaranje ljubičastog pigmenta.

No, rezultati istraživanja bili su apsolutno nepredvidivi. Umjesto željenog zamračenja boje petunijske korule, cvjetovi ove biljke postali su bijeli. Smanjenje aktivnosti enzima halconsintase nazvano je kolupresijom.

Važne točke

Naknadni pokusi otkrili su učinak na taj proces post-transkripcijske inhibicije ekspresije gena zbog povećanja razina degradacije mRNA.

Tada je bilo poznato da su one biljke koje izražavaju posebne bjelančevine neosjetljive na infekciju virusom. Eksperimentalno je utvrđeno da je postizanje takve stabilnosti postignuto uvođenjem u biljni gen kratkog nekodirajućeg slijeda virusne RNA.

RNA smetnji, čiji mehanizam još uvijek nije u potpunosti shvaćen, nazvan je "virusom induciranom supresijom ekspresije gena".

Količina bioloških bioloških pojava počela se nazivati ​​post-transkripcijskom ugnjetavanjem ekspresije gena.

POŽAR Andrew i njegovi kolege su mogli dokazati vezu između tog fenomena i uvođenje agregata osjećaj RNA i suprotne RNA tvori dvostruku krug. To je bila ona koja je prepoznata kao glavni razlog pojavljivanja opisanog procesa.

Značajke molekularnih mehanizama

Protein Dicer Giardia intestinalis kataliziran je rezanjem dvolančanog RNA da bi se proizveli mali interferirajući fragmenti RNA. Domena RNA ima zelenu boju, PAZ domena ima žutu boju, a vezna spirala ima plavu boju.

Primjena RNA smetnji temelji se na egzogenoj i endogenoj putanji.

Prvi mehanizam temelji se na genomu virusa ili je posljedica laboratorijskih pokusa. Postoji rezanje u citoplazmi takve RNA u male fragmente. Druga vrsta je formirana ekspresijom pojedinačnih gena živog organizma, na primjer, pre-mikro RNA. Podrazumijeva se stvaranje specifičnih struktura stabljike unutar jezgre, stvaranje mRNA, interakcije s RISC kompleksom.

Mala interferirajuća RNA

Oni su lanci, koji se sastoje od 20-25 nukleotida, koji imaju nukleotidne pojave na krajevima. Svaki lanac ima hidroksilni dio na kraju 3 `i fosfatna skupina na 5` dijelu. Struktura ovog tipa nastaje kao posljedica djelovanja enzima Dyser na RNA koji sadrže šiške. Nakon cijepanja, fragmenti su sadržani u katalitičkom kompleksu. Protein argonaut postupno isprepliće dupleks RNA, što olakšava ostavljanje samo jednog "usmjeravanja" lanca u RISC. Omogućuje efektorskom kompleksu traženje specifične ciljne mRNA. Nakon vezanja siRNA-RISC kompleksa dolazi do degradacije mRNA.

Takve molekule hibridizirane su jednim tipom ciljne mRNA, što dovodi do cijepanja molekule.

mRNA

Interferencija RNA i zaštita bilja međusobno su povezani.

mRNA se sastoji od 21-22 uzastopno nukleotida endogenog podrijetla, koji sudjeluju u procesu individualnog razvoja organizama. Njezini geni su prepisani, stvarajući duga primarne transkripte pri-miRNA transkripata. Ove strukture imaju oblik peteljke, njihova dužina se sastoji od 70 nukleotida. One sadrže enzim s aktivnošću RNA ase, kao i protein sposoban za vezanje dvostruke lančane RNA. Tada dolazi do transporta u citoplazmu, gdje nastala RNA postaje supstrat za Dyser enzim. Moguće je da se obrada nastavlja na različite načine, ovisno o vrsti ćelije.

Tako se nastavlja RNA smetnja. Primjena procesa još nije u potpunosti istražena.

Na primjer, bilo je moguće utvrditi mogućnost drugačijeg procesa obrade mRNA koja ne ovisi o Dyseru. U ovom slučaju, molekula je izrezana proteinskim argonom. Razlika između miRNA i siRNA je sposobnost inhibicije translacije s nekoliko različitih mRNA koja sadrže slične sekvence sekvenci aminokiselina.

RISC efektor kompleks

RNA smetnji, čije biološke funkcije omogućuju rješavanje velikog broja problema povezanih s kompleksom proteina, što dovodi do interferencije s cijepanjem mRNA. RISC kompleks olakšava odvajanje ATP u nekoliko fragmenata.

Koristeći analizu rendgenske difrakcije, utvrđeno je da se pomoću takvog kompleksa proces značajno ubrzava. Njegov katalitički dio su proteini argonauti, koji su lokalizirani na određenim mjestima citoplazme. Takvi P-tijela su mjesta s značajnim razinama degradacije RNA, u njima je otkriven najveća aktivnost mRNA. Uništavanje takvih kompleksa popraćeno je smanjenjem učinkovitosti procesa smetnji RNK.

Metode suzbijanja transkripcije

Uz djelovanje na razini inhibicije prevođenja, RNA također ima učinak na transkripciju gena. Dio eukariota koristi na taj način kako bi se osigurala stabilnost strukture genoma. Zbog modifikacije histona ekspresija gena može se smanjiti na određenom mjestu, budući da se takav prijelaz događa u obliku heterookromatina.

Interferencija RNA i njegova biološka uloga važan je problem koji zaslužuje ozbiljnu studiju i analizu. Da biste proveli studiju, razmotrite one dijelove lanca koji su odgovorni za vrstu uparivanja.

Na primjer, kvasac transkripcije vrši potiskivanje RISC kompleks, koji sadrži fragment Chp1 hromodomenom, Argonaut, i protein koji Tas3 nepoznate funkcije.

Da bi se nastavila s indukcijom stvaranja mjesta heterokromatina, potreban je Dyser enzim, RNA polimeraza. Podjela takvih gena dovodi do povrede metilacije histona, dovodi do usporavanja stanične podjele ili potpunog zaustavljanja tog procesa.

Uređivanje RNA

Najčešći oblik ovog procesa u višim eukariotima je proces pretvaranja u inozinski adenozin, koji se pojavljuje u dvostrukom RNA lancu. Da bi se izvršila ova transformacija, koristi se adenozin deaminazni enzim.

Na početku dvadeset prvog stoljeća postavljena je hipoteza, prema kojoj je mehanizam interferencije RNA i uređivanja molekula priznat kao konkurentni procesi. Istraživanja provedena za sisavce pokazuju da redukcijska RNA može spriječiti supresiju transgena.

Razlike između organizama

Leži u sposobnosti da percipiraju strane RNA, da ih primjenjuju tijekom smetnji. Za biljke, ovaj efekt je sustavan. Čak iu slučaju manjeg uvođenja RNA, postoji depresija u cijelom tijelu određenog gena. S ovom akcijom, RNA signal se prenosi između preostalih stanica. RNA polimeraza je uključena u njegovo pojačanje.

Između organizama postoji razlika u korištenju stranih gena u procesu interferencije RNA.

U biljkama, proces prijenosa siRNA dolazi preko plazmodoma. Nasljeđivanje takvih RNA učinaka osigurano je metilacijom promotora određenih gena.

Glavna razlika između ovog mehanizma u biljkama je savršen komplementarnost njihovih mRNA, koji je zajedno s RISC-kompleks doprinosi ukupnom razgradnju molekule.

Biološke funkcije

Sustav koji se razmatra važna je komponenta imunološkog odgovora na strane materijale. Na primjer, biljke imaju nekoliko analoga Dyser proteina, koje se koriste za suzbijanje brojnih virusnih organizama.

RNA se može smatrati mehanizmom protuvirusne zaštite koju stječu biljke koje se pokreću cijelim tijelom.

Unatoč činjenici da se u životinjskim stanicama eksprimira mnogo manje proteinskog disperta, a u njima se može govoriti o sudjelovanju RNA u antivirusnom odgovoru.

Trenutno, imunološke reakcije koje se javljaju u ljudskom tijelu i životinjama su djelomično proučavane.

Biolozi nastavljaju istraživanja, pokušavaju ne samo opravdati mehanizme njihovog tijeka, već i pronaći načine utjecaja na imunološke interakcije. U slučaju uspješnog objašnjenja svih nijansi RNA smetnji, znanstvenici će imati priliku upravljati tim biokemijskim reakcijama, stvoriti mehanizme za zaštitu od stranih tijela.