RNAi Translationsregulation Entwicklungsbiologie (VL14) Flashcards
1
Q
Was ist RNA Interferenz?
A
RNA interference
- Mit RNA-Interferenz bezeichnet man eine Unterbrechung bei der Translation der mRNA in ein Protein
- Es handelt sich hier also um eine Form der Genregulation, indem ein bereits transkribiertes Gen nicht oder nur in geringem Umfang in ein Protein umgesetzt wird (Gene-Silencing)
- vermittelt von siRNAs und miRNAs
2
Q
Was sind microRNAs und wie wirken sie?
A
microRNA
- Endogene kleine RNAs, die die Expression von Zielgenen, durch die Inaktivierung von mRNA unterdrücken
- miRNAs werden gewebespezifisch exprimiert
- miRNAs werden meist mit mRNAs zusammen von Pol II transkribiert; oft in Introns
Funktionsweise
- sie wird von der RNA Polymerase hergestellt und formt einen Doppelstrang
- Ein Komplex bestehend aus den Enzymen DROSHA, PASHA und DGCR8 bindet und schneidet die miRNA in eine noch kleinere pre-miRNA, wodurch der Export ins Cytoplasma möglich wird
- im Cytoplasma wird es von der ds-RNA-spezifischen Nuklease DICER erkannt, welches die Haarnadel-struktur spaltet und eine doppelsträngige miRNA erstellt
- das Argonaute Protein AGO2 interagiert mit DICER um die miRNA zu binden, dabei wird sie entwunden und ein Strang wird entlassen (passenger strand)
- der übrig gebliebene Strang (guide strand) interagiert mit Ago2 und anderen Proteinen um den RISC Komplex zu formen
(RNA induced Silencing Complex) - die mRNA ist komplementär zur miRNA und kann so an ihr binden
- Proteine des RISC können die mRNA zerschneiden oder die Translation inhibieren, indem sie verhindern, dass das Ribosom an die mRNA bindet
- somit wurde das Gen stillgelgt (silenced)
3
Q
Unterschiede von siRNAs gegenüber miRNAs?
A
siRNAs (small interfering RNAs)
- sind meist nicht im Genom codiert, sondern entstehen aus ds-RNA, die aus Viren, Transposons oder konvergenten Transkripten kommt
- siRNAs regulieren RNAs, aus denen Sie hergestellt werden
- Ein wesentlicher Unterschied zwischen miRNAs und den meisten siRNAs besteht in der Genauigkeit der Enden
4
Q
Was sind uORFs und wie beeinflussen sie die Translation?
A
uORF = upstream Open Reading Frame
- sind sehr kleine Gene, oft im UTR
- Eukaryotische Translationsregulation, die die Initiation beeinflusst
- uORFs reduzieren in den meisten Fällen die Translation des Haupt-ORFs und somit die Translation von vielen mRNAs
Funktionsweise
- der uORF besitzt ein Start- (AUG) und ein Stoppcodon und einige Ribosomen erkennen dies, translatieren dann den uORF und fallen dannach auseinander, so dass der eig. ORF nicht mehr translatiert wird
5
Q
Was ist NMD?
A
NMD (Nonsense mediated decay of mRNA)
- Abbau von mRNA die eine Nonsense-Mutation tragen
=> vorzeitiger Translations-Stopp - Qualitätskontrolle, weil sonst verkürzte oder schädliche
Proteine gebildet werden
Ablauf
- wenn das Ribosom am durch Mutation entstandenem Stopp Codon PTC (premature termination codon) anhält und wartet abgelößt zu werden, bleibt der EJCs (Exon junction complex) über
- UPFI-3-Protein bindet an das Ribosom+EJC und schickt ein Signal an decapping Faktor, wodurch die 5’-Schutzkappe entfernt wird
=> mRNA wird abgebaut - Nicht-translatierte RNAs werden in P-Körperchen abgelagert und abgebaut
- P-Bodies sind Aggregate von nicht translatierten RNAs und enthalten Komponenten der RNA-Abbau-Maschinerie
6
Q
Was sind Standardabbauwege von RNAs in Eukaryoten?
A
RNA-Abbau in Eukaryoten
- Decapping (Entfernen der 5’ Schutzkappe)
- 3’—>5’ Abbau durch Exosomen
- 5’—> 3’ Abbau und Decapping durch Decapping Komplex in P-bodies
7
Q
Ubiquitinylierung
A
- der Proteinabbau kann über Ubiquitinylierung und das Proteasom reguliert sein
-> Markierung der zu zerstörenden Proteine durch Ubiquitin
-> von Proteasom erkannt
8
Q
RNA Transport
- Was für Motorproteine gibt es?
A
RNA Transport
- wandern über das Cytoskelett (bestehend aus Mikrotubuli und Aktin)
- Motorproteine transportieren translationsinaktive mRNA-Protein-Komplexe
-> an Mikrotubuli: Motorproteine: Kinesin, Dynein
-> an Aktin: Motorprotein: Myosin
-> inaktiviert durch Repressoren
Motorproteine
- Kopfdomäne —> Kontakt zum Cytoskelett
- Schwanzdomäne —> Erkennung der Ladung
9
Q
mRNA Lokalisation
A
mRNA Lokalisation in Embryonen
- Lokalisierung von mRNA: Anreicherung von maternaler messenger-RNA in spezifischen Cytoplasmaregionen der Eizelle zu Beginn der Embryonalentwicklung
- bestimmt Proteinlokalisation
- Homöotische Gene wirken als Schalter für die Entwicklung von Organen
-> sind für korrekte Anordnung der Organe zuständig
-> HOX (Homöobox) Gencluster = TFs, die jeder Zelle ihre Identität verleihen: - Lokus auf Gen = Anordnung im Embryo
- besitzen große regulatorische Sequenzen (meist Enhancer) und kleine codierende Seq.
