RasiRNA

Malá interferující RNA spojená s opakováním , rasiRNA ( anglicky  repeat související malá interferující RNA, rasiRNA ) je skupina malých nekódujících RNA , které působí mechanismem interference RNA . Mnoho rasiRNA je často klasifikováno jako piRNA , třída malých nekódujících RNA, které interagují s proteiny Piwi , Aub a Ago3 z rodiny Argonaute [1] . V zárodečných buňkách se rasiRNA účastní tvorby a udržování heterochromatinu , kontroly transkriptů čtených z repetitivních sekvencí a umlčování transposonů a retrotranspozonů [2] [3] .

RasiRNA byly objeveny v roce 2001 u ovocné mušky Drosophila melanogaster [4] .

Distribuce

RasiRNA byly nalezeny u ovocné mušky Drosophila a některých jednobuněčných eukaryot , ale nebyly potvrzeny u savců , na rozdíl od piRNA nalezených u mnoha druhů bezobratlých a obratlovců , včetně savců [5] . Protože však proteiny vázající rasiRNA se nacházejí u bezobratlých a obratlovců, mohou mít také rasiRNA, které dosud nebyly objeveny. RasiRNA jsou přítomny v kvasinkách Schizosaccharomyces pombe i v některých rostlinách a u žádného z těchto druhů nebylo zjištěno, že by obsahoval proteiny Piwi (Piwi se vyskytuje pouze u zvířat [6] ) [7] . Bylo prokázáno, že jak piRNA, tak rasiRNA jsou mateřskou dědičností , avšak s největší pravděpodobností jsou Piwi proteiny mateřskou dědičností, díky čemuž byla pozorována mateřská dědičnost jak piRNA, tak rasiRNA [8] .

Rozdíly od jiných interferujících RNA

RasiRNA se liší od jiných tříd RNA, které provádějí interferenci RNA: miRNA , malé interferující RNA (siRNA) a piRNA. Na rozdíl od mikroRNA a siRNA, které interagují se skupinou AGO z rodiny Argonaute, rasiRNA interagují se skupinou proteinů Piwi stejné rodiny [9] [10] . RasiRNA se také liší svou velikostí. Na rozdíl od mikroRNA o délce 21–23 nukleotidů (n) jsou siRNA dlouhé 20–25 nt. a piRNA o délce 24-31 bp. rasiRNA má délku 24 až 29 bp. v závislosti na organismu [11] . Zatímco siRNA se tvoří ze sense i antisense transkriptů, rasiRNA se tvoří výhradně z antisense [12] . Navíc, ačkoli zpracování mikroRNA vyžaduje Dicer -1 a siRNA Dicer -2, rasiRNA nevyžaduje žádný z těchto proteinů. Rostliny však mají proteiny podobné Dicerovi (Dcl), přičemž Dcl1 zpracovává miRNA a siRNA o délce 24 nt a Dcl2 zpracovává rasiRNA o délce 24 nt [7] [13] . Tato data naznačují, že produkce rasiRNA se nejen liší od produkce miRNA a siRNA, ale také že rasiRNA funguje v rostlinách v nepřítomnosti proteinů Piwi [7] .

Vzdělávání

Předpokládá se, že dvouvláknové RNA jsou zdrojem rasiRNA , které se tvoří během nasedání sense a antisense transkriptů mobilních genetických elementů . Biogeneze rasiRNA je nezávislá na Diceru, ale vyžaduje proteiny rodiny Argonaute: Ago3, Piwi a protein podobný Piwi Aubergine (Aub). RasiRNA dráha je ping-pongový cyklus. Nejprve se již existující molekula rasiRNA v komplexu s proteiny Piwi/Aub naváže na primární transkript transponovatelného prvku nebo opakujících se sekvencí (odtud název této skupiny RNA [2] ) a způsobí zkrácení fragmentu transkriptu. Jeden ze zbývajících fragmentů se váže na protein Ago3 a spolu s ním se váže na antisense primární transkript, čímž katalyzuje odštěpení fragmentu z něj. Tento fragment se pak váže na Piwi/Aub a může dále degradovat škodlivé transkripty a současně vytvářet nové rasiRNA (cyklus ping-pongu). Schéma vlevo ukazuje schéma tohoto procesu indikující zpracování 5'-konce rasiRNA, avšak cesta zpracování 3'-konce zůstává neznámá [7] .

Funkce

Zatímco mikroRNA provádí represi na úrovni translace a destrukce mRNA , siRNA ničí mRNA, rasiRNA se podílí na regulaci struktury chromatinu a umlčování translace [7] . U Drosophila vedou mutace v proteinech Piwi vázajících rasiRNA ke sterilitě a ztrátě zárodečných buněk u mužů i žen [11] . Represe transposonů nezávisí na ztrátě Dicer zárodečnými buňkami, proto jsou cílem působení rasiRNA (zpracování mikroRNA a siRNA je závislé na Dicerovi) [7] . Stejně jako miRNA a siRNA je dráha rasiRNA evolučně konzervovaná. V nepřítomnosti dráhy rasiRNA může v zárodečných buňkách dojít k retranspozici, což vede k poškození DNA a spouští apoptózu [14] .

Poznámky

  1. ↑ Makarova Yu. A., Kramerov D. A. Nekódující RNA  (ruština)  // Biochemie. - 2007. - T. 72 , č. 11 . - S. 1427-1448 . Archivováno z originálu 14. července 2014.
  2. ↑ 1 2 Dorner S. , Eulalio A. , Huntzinger E. , Izaurralde E. Ponoření se do rozmanitosti cest umlčování. Symposium o mikroRNA a siRNA: biologické funkce a mechanismy.  (anglicky)  // hlásí EMBO. - 2007. - Sv. 8, č. 8 . - S. 723-729. - doi : 10.1038/sj.embor.7401015 . — PMID 17599087 .
  3. ↑ Klattenhoff C. , Bratu DP , McGinnis-Schultz N. , Koppetsch BS , Cook HA , Theurkauf WE Mutace rasiRNA dráhy Drosophila narušují specifikaci embryonální osy prostřednictvím aktivace reakce poškození DNA ATR/Chk2.  (anglicky)  // Vývojová buňka. - 2007. - Sv. 12, č. 1 . - S. 45-55. - doi : 10.1016/j.devcel.2006.12.001 . — PMID 17199040 .
  4. ↑ Aravin AA , Naumova NM , Tulin AV , Vagin VV , Rozovsky YM , Gvozdev VA Umlčení genomických tandemových repetic a transponovatelných elementů v zárodečné linii D. melanogaster zprostředkované dvouvláknovou RNA.  (anglicky)  // Současná biologie : CB. - 2001. - Sv. 11, č. 13 . - S. 1017-1027. — PMID 11470406 .
  5. ↑ Girard A. , Sachidanandam R. , Hannon GJ , Carmell MA Třída malých RNA specifická pro zárodečnou linii váže savčí proteiny Piwi.  (anglicky)  // Nature. - 2006. - Sv. 442, č.p. 7099 . - S. 199-202. - doi : 10.1038/nature04917 . — PMID 16751776 .
  6. ↑ Houwing S. , Kamminga LM , Berezikov E. , Cronembold D. , Girard A. , van den Elst H. , Filippov DV , Blaser H. , Raz E. , Moens CB , Plasterk RH , Hannon GJ , Draper BW , Ketting RF Role Piwi a piRNA při údržbě zárodečných buněk a umlčování transpozonu u zebrafish.  (anglicky)  // Cell. - 2007. - Sv. 129, č.p. 1 . - S. 69-82. - doi : 10.1016/j.cell.2007.03.026 . — PMID 17418787 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 Aravin A. , Tuschl T. Identifikace a charakterizace malých RNA zapojených do umlčování RNA.  (anglicky)  // FEBS dopisy. - 2005. - Sv. 579, č.p. 26 . - S. 5830-5840. - doi : 10.1016/j.febslet.2005.08.009 . — PMID 16153643 .
  8. ↑ Tomari Y. , Du T. , Haley B. , Schwarz DS , Bennett R. , Cook HA , Koppetsch BS , Theurkauf WE , Zamore PD defekty sestavy RISC v armitage mutantů Drosophila RNAi.  (anglicky)  // Cell. - 2004. - Sv. 116, č.p. 6 . - S. 831-841. — PMID 15035985 .
  9. ↑ Song JJ , Smith SK , Hannon GJ , Joshua-Tor L. Krystalová struktura Argonaute a její důsledky pro aktivitu RISC slicer.  (anglicky)  // Věda (New York, NY). - 2004. - Sv. 305, č.p. 5689 . - S. 1434-1437. - doi : 10.1126/science.1102514 . — PMID 15284453 .
  10. ↑ Leung AK , Calabrese JM , Sharp PA Kvantitativní analýza proteinu Argonaute odhaluje mikroRNA-dependentní lokalizaci do stresových granulí.  (anglicky)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2006. - Sv. 103, č.p. 48 . - S. 18125-18130. - doi : 10.1073/pnas.0608845103 . — PMID 17116888 .
  11. ↑ 1 2 Faehnle CR , Joshua-Tor L. Argonautes čelí novým malým RNA.  (anglicky)  // Současný názor v chemické biologii. - 2007. - Sv. 11, č. 5 . - S. 569-577. - doi : 10.1016/j.cbpa.2007.08.032 . — PMID 17928262 .
  12. ↑ Vagin VV , Sigova A. , Li C. , Seitz H. , Gvozdev V. , Zamore PD Výrazná malá dráha RNA umlčuje sobecké genetické elementy v zárodečné linii.  (anglicky)  // Věda (New York, NY). - 2006. - Sv. 313, č.p. 5785 . - S. 320-324. - doi : 10.1126/science.1129333 . — PMID 16809489 .
  13. ↑ Xie Z. , Johansen LK , Gustafson AM , Kasschau KD , Lellis AD , Zilberman D. , Jacobsen SE , Carrington JC Genetická a funkční diverzifikace malých drah RNA v rostlinách.  (anglicky)  // Public Library of Science Biology. - 2004. - Sv. 2, č. 5 . — P. e104. - doi : 10.1371/journal.pbio.0020104 . — PMID 15024409 .
  14. ↑ Belgnaoui SM , Gosden RG , Semmes OJ , Haoudi A. Human LINE-1 retrotransposon indukuje poškození DNA a apoptózu v rakovinných buňkách.  (anglicky)  // Cancer cell international. - 2006. - Sv. 6. - S. 13. - doi : 10.1186/1475-2867-6-13 . — PMID 16670018 .

Literatura

 Typy RNA
Biosyntéza bílkovin
Zpracování RNA
Regulace genové exprese
cis-regulační prvky
Parazitické prvky
jiný
 Typy nukleových kyselin
Dusíkaté báze
Nukleosidy
Nukleotidy
RNA
DNA
Analogy
Vektorové typy