РНК намеса е какво?

Какво представлява RNA интерференцията? С това понятие имаме предвид система за контролиране на активността на еукариотните клетъчни гени. Съществува подобен процес, дължащ се на къси (не повече от 25 нуклеотида във веригата) молекули на рибонуклеиновата киселина.

Интерфейсът на РНК се характеризира с посттранскрипционно инхибиране на генната експресия чрез унищожаване или мъртене на иРНК.

значение

Установено е в клетките на много еукариоти: гъбички, растения, животни.

РНК интерференцията се счита за важен начин за защита срещу клетъчни вируси. Участва в процеса на ембриогенеза.

Поради мощния и селективен характер на влиянието на рибонуклеиновата киселина върху експресията на гените е възможно да се извършат сериозни биологични изследвания в живи организми, клетъчни култури.

Преди това RNA интерференцията имаше различно име - cosupression. След подробно проучване на такъв процес, Андрю Андрю Феър и Крейг Мело получиха Нобелова награда за медицина за изучаване на механизма на потока си, този процес бе преименуван.

история

Какво представлява RNA интерференцията? Неговото откритие се дължи на сериозно предварително наблюдение под влияние на антисенс РНК-инхибиране на експресията в растителните гени.

След известно време американски учени получиха изненадващи резултати, когато въведоха трансгени в петуния. Изследователите се опитали да модифицират анализираното растение, за да дадат на цветята по-силен нюанс. За да направят това, те въведоха в клетките допълнителни копия на гена за ензима halconsintase, който е отговорен за образуването на виолетовия пигмент.

Но резултатите от проучването бяха абсолютно непредсказуеми. Вместо желаното потъмняване на цвета на коруната на петунията, цветята на това растение станаха бели. Намаляването на активността на ензима халоконстаза се нарича коспресия.

Важни точки

Следващите експерименти разкриха ефекта върху този процес на посттранскрипционно инхибиране на генната експресия, дължащо се на повишаване на нивото на разграждане на mRNA.

По това време беше известно, че тези растения, които експресират специални протеини, не са чувствителни към инфекция с вируса. Експериментално е установено, че получаването на такава стабилност се постига чрез въвеждане в растителния ген на къса некодираща последователност на вирусна РНК.

РНК интерференцията, механизмът на която все още не е напълно разбрана, се нарича "индуцирано от вирус потискане на генната експресия".

Количеството на такива феномени биолози започва да се нарича пост-транскрипционно потискане на генната експресия.

Андрю Фаруу и колегите му успяха да докажат връзката между това явление и въвеждането на набор от сензорни РНК и антисенс, образувайки РНК с двойна верига. Тя беше тази, която беше призната за основна причина за появата на описания процес.

Характеристики на молекулните механизми

Протеин Dicer Giardia intestinalis се катализира чрез отрязване на двойноверижна РНК, за да се получат малки интерфериращи фрагменти от РНК. РНК домейнът има зелен цвят, домейнът на PAZ има жълт цвят и свързващата спирала има синя оттенък.

Прилагане на интерференция с РНК се основава на екзогенния и ендогенен път.

Първият механизъм се основава на генома на вируса или е следствие от лабораторните експерименти. Налице е рязане в цитоплазмата на такава РНК в малки фрагменти. Вторият вид се формира от експресията на отделни гени на жив организъм, например, пред-микро РНК. Предполага се създаването на специфични структури от стръкчета в вътрешността на ядрото, образуващи тРНК, взаимодействащи с RISC-комплекса.

Малка интерферираща РНК

Те са вериги, състоящи се от 20-25 нуклеотида, които имат нуклеотидни изяви в краищата. Всяка верига има хидроксилна част в 3`-края и фосфатна група в 5`-част. Структура от този тип се образува в резултат на действието на ензима Dyser върху РНК, съдържаща фиби. След разцепването фрагментите се съдържат в каталитичния комплекс. Протеиновият аргонавт постепенно тъче дуплексната РНК, което улеснява оставянето на само една "насочваща" верига в RISC. Той позволява на ефекторния комплекс да търси специфична целева иРНК. При прикрепване на siRNA-RISC комплекс, се наблюдава деградация на mRNA.

Такива молекули се хибридизират от единичен тип целева иРНК, което води до разцепване на молекулата.

иРНК

РНК интерференцията и растителната защита са взаимосвързани процеси.

mRNA се състои от 21-22 последователни нуклеотида от ендогенен произход, които участват в процеса на индивидуално развитие на организмите. Неговите гени се транскрибират, формирайки дълги първични транскрипти на при-миРНК транскрипти. Тези структури имат формата на дръжка, чиято дължина се състои от 70 нуклеотида. Те съдържат ензим с активността на RNA ase, както и протеин, способен да свързва RNA с двойна верига. След това се пренася до цитоплазмата, където получената РНК се превръща в субстрат за ензима на Dyser. Възможно е обработката да се извършва по различни начини, в зависимост от вида на клетката.

Ето как протича намесата на РНК. Прилагането на процеса все още не е напълно проучено.

Например, възможно е да се установи възможността за различен път на обработка на mRNA, който не зависи от Dyser. В този случай молекулата се отрязва от протеин аргон. Разликата между miRNA и siRNA е способността да инхибира транслацията с няколко различни mRNAs, които съдържат подобни последователности на аминокиселинни последователности.

Комплекс за ефективни RISC

RNA интерференция, чиито биологични функции позволяват решаването на много проблеми, свързани с протеиновия комплекс, осигуряващи интерференция с разкъсване на mRNA. Комплексът RISC улеснява отделянето на АТР в няколко фрагмента.

Използвайки рентгенов дифракционен анализ, беше установено, че чрез такъв комплекс процесът значително се ускорява. Каталитичната му част са протеиновите аргонаути, които са локализирани на определени места в цитоплазмата. Такива Р-тела са места със значителни нива на разграждане на РНК, в тях се разкрива най-голямата активност на иРНК. Унищожаването на такива комплекси е придружено от намаляване на ефективността на процеса на интерференция на РНК.

Методи за потискане на транскрипцията

В допълнение към действието на нивото на инхибиране на транслацията, РНК също има ефект върху транскрибцията на гените. Част от еукариотите използват този начин, за да гарантират стабилността на структурата на генома. Благодарение на модификацията на хистони, генната експресия може да бъде намалена на определено място, тъй като такъв преход възниква под формата на хетерохроматин.

РНК интерференцията и нейната биологична роля е важен въпрос, който заслужава сериозно проучване и анализ. За да извършите проучването, помислете за тези части от веригата, които отговарят за вида на сдвояването.

Например, дрождена транскрипционна репресия се извършва RISC-комплекс, който съдържа фрагмент Chp1 hromodomenom, Argonaut, и протеин, имащ Tas3 неизвестна функция.

За да се продължи с индукцията на образуването на хетерохроматинови места, е необходим Dyser ензим, РНК полимераза. Разделянето на такива гени води до нарушаване на метилирането на хистони, води до забавяне на клетъчното деление или до спиране на този процес.

Редактиране на РНК

Най-честата форма на този процес при висшите еукариоти е процесът на превръщане в инозин аденозин, който се среща в двойната РНК верига. За да се извърши тази трансформация, се използва ензим аденозин деаминаза.

В началото на двадесет и първи век се появи хипотеза, според която механизмът на интерференция на РНК и модификацията на молекули бяха признати за конкурентни процеси. Изследванията, проведени за бозайници, показват, че редактирането на РНК може да предотврати потискането на трансгени.

Разлики между организмите

Тя се състои в способността да възприемат чужди РНК, да ги прилагат в хода на намеса. За растенията този ефект е системен. Дори в случай на незначително въвеждане на РНК, има депресия в цялото тяло на определен ген. С това действие RNA сигналът се предава между останалите клетки. РНК полимеразата участва в амплификацията си.

Между организмите има разлика в използването на чужди гени в процеса на интерференция на РНК.

При растенията процесът на транспорт на siRNA се осъществява чрез плазмодизма. Наследяването на такива ефекти от РНК се осигурява чрез метилиране на промоторите на определени гени.

Основната разлика в този механизъм в растенията е идеалността на взаимната допълняемост на мРНК, която заедно с RISC-комплекса спомага за пълно разграждане на тази молекула.

Биологични функции

Разглежданата система е важен компонент на имунния отговор към чужди материали. Например, растенията имат няколко аналози на Dyser протеин, използвани за борба с много вирусни организми.

РНК може да се счита за механизъм на антивирусна защита, придобит от растения, които се разпръскват в тялото.

Въпреки факта, че много по-малко протеин Dyser се експресира в животински клетки и в тях е възможно да се говори за участието на РНК в антивирусния отговор.

Понастоящем имунните реакции, които се появяват в човешкото тяло и животни, са проучени отчасти.

Биолозите продължават да изследват, те се опитват не само да оправдаят механизмите на своя курс, но и да намерят начини да повлияят на имунните взаимодействия. В случай на успешно обяснение на всички нюанси на намесата на РНК учените ще имат възможност да управляват тези биохимични реакции, да създадат механизми за защита от чужди тела.