VL 14: RNAi / miRNAs, Translationsregulation, RNA Transport und Entwicklung

Question 1

RNAi

Answer 1

RNA interference

Question 2

Was ist das Ziel der RNA-Interferenz?

Answer 2

Ein Mechanismus in Eukaryoten welcher der zielgerichteten Abschaltung von Genen dient

Abwehr gegen Viren

Silencing von Genen

Vorteile gegenüber Pharmazeutika:
– Hochspezifisch, wenig off-target Effekte
– Keine Probleme mit Resistenzen

Nachteile:
• Geringe Stabilität der siRNAs
• Spezifischer Transport in Zielgewebe schwierig

Question 3

Welche Faktoren sind bei der RNAi beteiligt?

Answer 3

Dicer

RISC

Slicer

Question 4

Welche Aufgabe übernimmt der Dicer bei der RNAi?

Answer 4

Dicer hackt dsRNA vom Ende her in kleine dsStücke (= siRNA)

Dicer macht ds RNAs mit 2nt 3’-Überhang und 5’ Phosphorylierung!

Question 5

Welche Aufgabe übernimmt RISC bei der RNAi?

Answer 5

Argonaute (Stilllegungskomplex) bindet an siRNA und spaltet ds in ss

Sence-Strang (Passagierstrang) wird zerstört da nicht mehr benötigt -> aktiviert enzym

verbliebener Strang (guidestrand) verbleibt im Argonaut -> bestimmt spezifität

Question 6

Welche Aufgabe übernimmt der Slicer bei der RNAi?

Answer 6

ssRNA wird benutzt um homologe Sequenzen zu erkennen und zu zersetzen

Question 7

Was ist der Dicer?

Answer 7

RNAse III mit zwei aktiven Zentren

Question 8

Woraus setzt sich der RISC-Komplex zusammen?

Answer 8

Helikase

Endonuklease (Argonaut = Ago)

siRNA

Question 9

miRNAs

Answer 9

Micro RNA

sind gewebespezifisch

• Endogene kleine RNAs, die die Expression von
Zielgenen unterdrücken

• In allen Eukaryoten

• 60% aller mRNAs in Säugern werden von miRNAs
reguliert
– siRNAs regulieren RNAs, aus denen Sie hergestellt werden
– miRNA regulieren Gene in trans

• Eine miRNA kann hunderte mRNAs regulieren
• Normalerweise mit mehreren Bindestellen im 3’-UTR von mRNAs
• Unterscheiden sich von siRNAs in ihrer Biogenese
• Expression: wenige tausend bis 40,000 miRNAs / Zelle

Question 10

Wie verläuft die Prozessierung von miRNA

Answer 10

pri-miRNA wird transkribiert

Pasha bindet an pri-miRNA und fügt Nukleotide an und wirkt stabilisierend (und verleiht Droscha Spezifität)

Drosha bindet an pri-miRNA-Pasche-Komplex und schneidet Abschnitte von ca 70 Nukleotiden heraus
–> Zusammenlagerung zum Hairpin

Hairpin wird aktiv durchs Exportin-V ins Cytoplasma transportiert

weiterer Verlauf analog zu siRNAs

Question 11

Funktion von miRNAs

Answer 11

Translatonsinhibition

RNA-Abbau

Question 12

uORF

Answer 12

upstream open reading frames

Eukaryotische Translationsregulation, die die
Initiation beeinflusst

Question 13

MCS

Answer 13

main protein coding sequence

Question 14

Wie beeinflussen uORFs die Translation?

Answer 14

durch Positinoierung zu cap und MCS
–> je weiter weg von cap umso höher die Repression

je näher an MCS umso höher die Repression

Question 15

IRES

Answer 15

internal ribosome entry site

Question 16

Was ist die IRES?

Answer 16

spezielle Faltung der mRNA –> Ribosom kann ohne IF binden

Question 17

Wie nutzen Viren die IRES

Answer 17

importieren ihre RNA in Wirt

–> sind dort auf Translation ihrer RNA angewiesen und können eukaryotisches Ribosom dank IRES auf eigener RNA zweckentfremden!!!!!!!!

–> translatieren Proteasen die eukaryotische RNA-cap zerstören

Question 18

Funktion der IRES bei der Apoptose

Answer 18

bei Apoptose wird cap-anhängige Translation inhibiert

für Apoptose wichtige Faktoren werden währenddessen über Initiation durch IRES translatiert

Question 19

Was sind P-Bodies?

Answer 19

Aggregate von nicht-translatierten RNAs

sie enthalten Komponenten der RNA-Abbau-MAschienerie (decapping, Deadenylierung, Exorbinuklease, NMD)

Question 20

NMD

Answer 20

Nonsense/ nonstop mediates decy of mRNA

Question 21

Wann findet eine NMD statt?

Answer 21

Ribosom bleibt stromaufwärts an einem EJC stecken bzw ihnen fehlt eine 3’-UTR (untranslatierter Bereich), der eine korrekte Termination mit ermöglicht

Question 22

Wann findet ein non-stop mediated decay statt?

Answer 22

es fehlt STOP-Codon (oder wurde überlaufen)

Ribosom muss von Exosom von der mRNA gelöst werden

Translatiertes Protein wird ebenfalls von Protease zersetzt

Question 23

Wo sind NMD-Komponenten lokalisiert?

Answer 23

in den P-Bodies

Question 24

Wie verläuft der RNA-Abbau in Eukaryoten?

Answer 24

Exosom:
“frisst” RNA von Poly(A)-Schwanz (3’–>5’-Richtung) auf
(findet nicht in P-Bodies statt)

Exonuklease:
decapping –> RNA-Abbau von 5’ –> 3’-Richtung
(in P-Bodies)

Question 25

Welche Transportproteine bewegen sich an Mikrotubuli?

Answer 25

Kinesin

Dynein

Question 26

Welche Transportproteine bewegen sich an Aktinfilamenten?

Answer 26

Myosin

Question 27

Welche Domänen der Motorproteine erkennen was?

Answer 27

Kopfgruppe: Kontakt zum Cytoskelett

Schwanzdomäne: Erkennung der Ladung

Question 28

Wie werden auf mRNA-Ebene die Dichte formgebender Proteine bestimmt

Answer 28

durch die Dichte der mRNA

Kopf - und Rumpf-mRNA nehmen desweiteren Einfluss (Inhibition/Aktivierung) auf andere mRNA-Typen und wirken somit zusätzlich formgebend

Question 29

Welche ist die spezifische Kopf-mRNA?

Answer 29

Bicoid-mRNA

Question 30

Wo befindet sich die für die Lokalisation notwendige Sequenz auf der RNA?

Answer 30

an der 3’-UTR (hinter STOP-Codon)

Question 31

Was sit die spezifische Rumpf-mRNA?

Answer 31

Nanos-mRNA

Question 32

Was sind Imaginalscheiben?

Answer 32

Bereiche im Individuum die die Differenzierungsentscheidung (zu Organen) bedingt

Question 33

Was sind homöotische Gene?

Answer 33

wirken als Schalter für die Entwicklung der Organe

Question 34

Was passiert bei der Mutation eines homöotischen Gens?

Answer 34

es wird ein Alternativprogramm ausgeführt (anstelle von Antennen werden bei Drosophila ein weiteres Beinpaar am Kopf ausgeprägt)

Question 35

Was ist die Besonderheit eines HOX (Homöobox) Clusters?

Answer 35

Die Reihenfolge der Genomsequenz entspricht der Reihenfolge der physiologischen Anordnung

TFs die jeder zelle ihre Identität verleihen

Question 36

EJC

Answer 36

Exon junction complex, Hinterlassenschaft des spleißosoms

Question 37

Wie werden in der zygote Segmente bestimmt?

Answer 37

Durch mRNA gradient wird proteingradient bestimmt -> segmentbestimmung

Sequentielle Induktion von entwicklungsmustern