RasiRNA

Gentag-associeret lille interfererende RNA , rasiRNA ( engelsk  repeat-associeret lille interfererende RNA, rasiRNA ) er en gruppe af små ikke-kodende RNA'er , der virker ved mekanismen af ​​RNA-interferens . Ofte er mange rasiRNA'er klassificeret som piRNA'er , en klasse af små ikke-kodende RNA'er, der interagerer med Piwi- , Aub- og Ago3-proteinerne fra Argonaute - familien [1] . I kimcelleceller er rasiRNA'er involveret i dannelsen og vedligeholdelsen af ​​heterochromatin , kontrol af transkripter læst fra gentagne sekvenser og dæmpning af transposoner og retrotransposoner [2] [3] .

RasiRNA'er blev opdaget i 2001 i frugtfluen Drosophila melanogaster [4] .

Fordeling

RasiRNA'er er blevet fundet i frugtfluen Drosophila og nogle encellede eukaryoter , men er ikke blevet bekræftet i pattedyr , i modsætning til piRNA'er, der findes i mange hvirvelløse og hvirveldyrarter , inklusive pattedyr [5] . Men da rasiRNA-bindende proteiner findes i hvirvelløse dyr og hvirveldyr, kan de også have rasiRNA'er, der endnu ikke er blevet opdaget. RasiRNA'er er til stede i gæren Schizosaccharomyces pombe såvel som i nogle planter , og ingen af ​​disse arter har vist sig at indeholde Piwi-proteiner (Piwi findes kun i dyr [6] ) [7] . Det er blevet vist, at både piRNA og rasiRNA nedarves moderligt , men det er højst sandsynligt, at Piwi-proteiner nedarves moderligt, på grund af hvilken moderlig nedarvning af både piRNA og rasiRNA blev observeret [8] .

Forskelle fra andre interfererende RNA'er

RasiRNA'er er forskellige fra andre klasser af RNA'er, der udfører RNA-interferens: miRNA'er , små interfererende RNA'er (siRNA'er) og piRNA'er. I modsætning til mikroRNA'er og siRNA'er, der interagerer med AGO-gruppen i Argonaute-familien, interagerer rasiRNA'er med Piwi-gruppen af ​​proteiner fra samme familie [9] [10] . RasiRNA'er adskiller sig også i deres størrelse. I modsætning til mikroRNA'er 21-23 nukleotider (n) lange, er siRNA'er 20-25 nt lange. og piRNA 24-31 bp lang. rasiRNA er 24 til 29 bp langt. afhængig af organismen [11] . Mens siRNA'er er dannet ud fra både sense- og antisense -transkripter, dannes rasiRNA'er udelukkende fra antisense [12] . Selvom mikroRNA - behandling kræver Dicer -1 og siRNA Dicer -2, kræver rasiRNA ikke nogen af ​​disse proteiner. Planter har dog Dicer-lignende (Dcl) proteiner, hvor Dcl1 behandler miRNA og siRNA 24 nt lang, og Dcl2 behandler rasiRNA 24 nt lang [7] [13] . Disse data indikerer, at rasiRNA-produktion ikke kun adskiller sig fra miRNA og siRNA, men også at rasiRNA fungerer i planter i fravær af Piwi-proteiner [7] .

Uddannelse

Det antages, at dobbeltstrengede RNA'er er kilden til rasiRNA'er , som dannes under annealing af sense- og antisense-transkripter af mobile genetiske elementer . Biogenesen af ​​rasiRNA er uafhængig af Dicer, men det kræver Argonaute-familiens proteiner: Ago3, Piwi og det Piwi-lignende protein Aubergine (Aub). RasiRNA-vejen er en ping-pong-cyklus. For det første binder et allerede eksisterende rasiRNA- molekyle i kompleks med Piwi/Aub-proteiner til det primære transkript af et transponerbart element eller gentagne sekvenser (deraf navnet på denne RNA-gruppe [2] ) og får transkriptfragmentet til at blive trunkeret. Et af de resterende fragmenter binder til Ago3-proteinet og binder sammen med det til antisense primære transkript, hvilket katalyserer udskæringen af ​​fragmentet fra det. Dette fragment binder sig derefter til Piwi/Aub og kan yderligere nedbryde de ondsindede transkripter og samtidig generere nye rasiRNA'er (ping-pong-cyklus). Skemaet til venstre viser skemaet for denne proces, der angiver behandlingen af ​​5'-enden af ​​rasiRNA, men processen for bearbejdning af 3'-enden forbliver ukendt [7] .

Funktioner

Mens microRNA udfører undertrykkelse på niveauet for translation og ødelæggelse af mRNA , ødelægger siRNA mRNA, rasiRNA er involveret i reguleringen af ​​kromatinstruktur og translationel silencing [7] . I Drosophila resulterer mutationer i rasiRNA-bindende Piwi-proteiner i sterilitet og tab af kimcelleceller hos både mænd og kvinder [11] . Undertrykkelse af transposoner afhænger ikke af kimcellecellernes tab af Dicer; derfor er de målet for rasiRNA-virkning (mikroRNA- og siRNA-behandling er Dicer-afhængig) [7] . Ligesom miRNA'er og siRNA'er er rasiRNA-vejen evolutionært konserveret. I fravær af rasiRNA-vejen kan retransposition forekomme i kimcelleceller, hvilket fører til DNA- skade og udløser apoptose [14] .

Noter

1. ↑ Makarova Yu. A., Kramerov D. A. Ikke-kodende RNA'er  (russisk)  // Biokemi. - 2007. - T. 72 , nr. 11 . - S. 1427-1448 . Arkiveret fra originalen den 14. juli 2014.
2. ↑ 1 2 Dorner S. , Eulalio A. , Huntzinger E. , Izaurralde E. Dykker ned i mangfoldigheden af ​​lyddæmpende veje. Symposium om mikroRNA'er og siRNA'er: biologiske funktioner og mekanismer.  (engelsk)  // EMBO rapporterer. - 2007. - Bd. 8, nr. 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 Drosophila rasiRNA pathway-mutationer forstyrrer embryonisk aksespecifikation gennem aktivering af et ATR/Chk2 DNA-skaderespons.  (engelsk)  // Udviklingscelle. - 2007. - Bd. 12, nr. 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 Dobbeltstrenget RNA-medieret silencing af genomiske tandemgentagelser og transponerbare elementer i D. melanogaster-kimlinien.  (engelsk)  // Aktuel biologi : CB. - 2001. - Bd. 11, nr. 13 . - S. 1017-1027. — PMID 11470406 .
5. ↑ Girard A. , Sachidanandam R. , Hannon GJ , Carmell MA En kimlinjespecifik klasse af små RNA'er binder pattedyrs Piwi-proteiner.  (engelsk)  // Nature. - 2006. - Bd. 442, nr. 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 En rolle for Piwi og piRNA'er i kønscellevedligeholdelse og transposondæmpning i zebrafisk.  (engelsk)  // Cell. - 2007. - Bd. 129, nr. 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. Identifikation og karakterisering af små RNA'er involveret i RNA-silencing.  (engelsk)  // FEBS bogstaver. - 2005. - Bd. 579, nr. 26 . - P. 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 RISC-samlingsdefekter i Drosophila RNAi-mutantarmitage.  (engelsk)  // Cell. - 2004. - Bd. 116, nr. 6 . - s. 831-841. — PMID 15035985 .
9. ↑ Song JJ , Smith SK , Hannon GJ , Joshua-Tor L. Krystalstruktur af Argonaute og dens implikationer for RISC-skæreraktivitet.  (engelsk)  // Science (New York, NY). - 2004. - Bd. 305, nr. 5689 . - S. 1434-1437. - doi : 10.1126/science.1102514 . — PMID 15284453 .
10. ↑ Leung AK , Calabrese JM , Sharp PA Kvantitativ analyse af Argonaute-protein afslører mikroRNA-afhængig lokalisering til stressgranulat.  (engelsk)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2006. - Bd. 103, nr. 48 . - P. 18125-18130. - doi : 10.1073/pnas.0608845103 . — PMID 17116888 .
11. ↑ 1 2 Faehnle CR , Joshua-Tor L. Argonautes konfronterer nye små RNA'er.  (engelsk)  // Aktuel mening i kemisk biologi. - 2007. - Bd. 11, nr. 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 En distinkt lille RNA-vej dæmper egoistiske genetiske elementer i kimlinien.  (engelsk)  // Science (New York, NY). - 2006. - Bd. 313, nr. 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 Genetisk og funktionel diversificering af små RNA-veje i planter.  (engelsk)  // Public Library of Science Biology. - 2004. - Bd. 2, nr. 5 . — P. e104. - doi : 10.1371/journal.pbio.0020104 . — PMID 15024409 .
14. ↑ Belgnaoui SM , Gosden RG , Semmes OJ , Haoudi A. Human LINE-1 retrotransposon inducerer DNA-skade og apoptose i cancerceller.  (engelsk)  // Cancer cell international. - 2006. - Bd. 6. - S. 13. - doi : 10.1186/1475-2867-6-13 . — PMID 16670018 .

Litteratur

• Vagin Vasily Vladimirovich. Karakterisering af rasiRNA biogenese i DROSOPHILA MELANOGASTER germinalt væv . — Resumé af afhandlingen for kandidatgraden i biologiske videnskaber. - M. , 2007. - 23 s. Arkiveret 2. april 2015 på Wayback Machine
• Theurkauf WE , Klattenhoff C. , Bratu DP , McGinnis-Schultz N. , Koppetsch BS , Cook HA rasiRNA'er, DNA-skader og embryonisk aksespecifikation.  (engelsk)  // Cold Spring Harbor symposier om kvantitativ biologi. - 2006. - Bd. 71. - S. 171-180. - doi : 10.1101/sqb.2006.71.066 . — PMID 17381294 .
• Shpiz S. , Kwon D. , Rozovsky Y. , Kalmykova A. rasiRNA-pathway kontrollerer antisense-ekspression af Drosophila telomere retrotransposoner i kernen.  (engelsk)  // Nukleinsyreforskning. - 2009. - Bd. 37, nr. 1 . - S. 268-278. doi :/ nar/gkn960 . — PMID 19036789 .