VL 14: RNAi / miRNAs, Translationsregulation, RNA Transport und Entwicklung Flashcards
RNAi
RNA interference
Was ist das Ziel der RNA-Interferenz?
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
Welche Faktoren sind bei der RNAi beteiligt?
Dicer
RISC
Slicer
Welche Aufgabe übernimmt der Dicer bei der RNAi?
Dicer hackt dsRNA vom Ende her in kleine dsStücke (= siRNA)
Dicer macht ds RNAs mit 2nt 3’-Überhang und 5’ Phosphorylierung!
Welche Aufgabe übernimmt RISC bei der RNAi?
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
Welche Aufgabe übernimmt der Slicer bei der RNAi?
ssRNA wird benutzt um homologe Sequenzen zu erkennen und zu zersetzen
Was ist der Dicer?
RNAse III mit zwei aktiven Zentren
Woraus setzt sich der RISC-Komplex zusammen?
Helikase
Endonuklease (Argonaut = Ago)
siRNA
miRNAs
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
Wie verläuft die Prozessierung von miRNA
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
Funktion von miRNAs
Translatonsinhibition
RNA-Abbau
uORF
upstream open reading frames
Eukaryotische Translationsregulation, die die
Initiation beeinflusst
MCS
main protein coding sequence
Wie beeinflussen uORFs die Translation?
durch Positinoierung zu cap und MCS
–> je weiter weg von cap umso höher die Repression
je näher an MCS umso höher die Repression
IRES
internal ribosome entry site
Was ist die IRES?
spezielle Faltung der mRNA –> Ribosom kann ohne IF binden
Wie nutzen Viren die IRES
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
Funktion der IRES bei der Apoptose
bei Apoptose wird cap-anhängige Translation inhibiert
für Apoptose wichtige Faktoren werden währenddessen über Initiation durch IRES translatiert
Was sind P-Bodies?
Aggregate von nicht-translatierten RNAs
sie enthalten Komponenten der RNA-Abbau-MAschienerie (decapping, Deadenylierung, Exorbinuklease, NMD)
NMD
Nonsense/ nonstop mediates decy of mRNA
Wann findet eine NMD statt?
Ribosom bleibt stromaufwärts an einem EJC stecken bzw ihnen fehlt eine 3’-UTR (untranslatierter Bereich), der eine korrekte Termination mit ermöglicht
Wann findet ein non-stop mediated decay statt?
es fehlt STOP-Codon (oder wurde überlaufen)
Ribosom muss von Exosom von der mRNA gelöst werden
Translatiertes Protein wird ebenfalls von Protease zersetzt
Wo sind NMD-Komponenten lokalisiert?
in den P-Bodies
Wie verläuft der RNA-Abbau in Eukaryoten?
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)
Welche Transportproteine bewegen sich an Mikrotubuli?
Kinesin
Dynein
Welche Transportproteine bewegen sich an Aktinfilamenten?
Myosin
Welche Domänen der Motorproteine erkennen was?
Kopfgruppe: Kontakt zum Cytoskelett
Schwanzdomäne: Erkennung der Ladung
Wie werden auf mRNA-Ebene die Dichte formgebender Proteine bestimmt
durch die Dichte der mRNA
Kopf - und Rumpf-mRNA nehmen desweiteren Einfluss (Inhibition/Aktivierung) auf andere mRNA-Typen und wirken somit zusätzlich formgebend
Welche ist die spezifische Kopf-mRNA?
Bicoid-mRNA
Wo befindet sich die für die Lokalisation notwendige Sequenz auf der RNA?
an der 3’-UTR (hinter STOP-Codon)
Was sit die spezifische Rumpf-mRNA?
Nanos-mRNA
Was sind Imaginalscheiben?
Bereiche im Individuum die die Differenzierungsentscheidung (zu Organen) bedingt
Was sind homöotische Gene?
wirken als Schalter für die Entwicklung der Organe
Was passiert bei der Mutation eines homöotischen Gens?
es wird ein Alternativprogramm ausgeführt (anstelle von Antennen werden bei Drosophila ein weiteres Beinpaar am Kopf ausgeprägt)
Was ist die Besonderheit eines HOX (Homöobox) Clusters?
Die Reihenfolge der Genomsequenz entspricht der Reihenfolge der physiologischen Anordnung
TFs die jeder zelle ihre Identität verleihen
EJC
Exon junction complex, Hinterlassenschaft des spleißosoms
Wie werden in der zygote Segmente bestimmt?
Durch mRNA gradient wird proteingradient bestimmt -> segmentbestimmung
Sequentielle Induktion von entwicklungsmustern
