RasiRNA

Repeat-associated small interfering RNA , rasiRNA ( engelska  repeat association small interfering RNA, rasiRNA ) är en grupp av små icke-kodande RNA som verkar genom mekanismen för RNA-interferens . Ofta klassificeras många rasiRNAs som piRNAs , en klass av små icke-kodande RNAs som interagerar med Piwi- , Aub- och Ago3-proteinerna från Argonaute - familjen [1] . I könscellsceller är rasiRNA involverade i bildandet och underhållet av heterokromatin , kontroll av transkript som läses från repetitiva sekvenser . , och tystnad av transposoner och retrotransposoner [2] [3] .

RasiRNA upptäcktes 2001 i fruktflugan Drosophila melanogaster [4] .

Distribution

RasiRNA har hittats i fruktflugan Drosophila och vissa encelliga eukaryoter , men har inte bekräftats i däggdjur , i motsats till piRNA som finns i många ryggradslösa och ryggradslösa arter , inklusive däggdjur [5] . Men eftersom rasiRNA-bindande proteiner finns i ryggradslösa djur och ryggradsdjur, kan de också ha rasiRNA som ännu inte har upptäckts. RasiRNA finns i jästen Schizosaccharomyces pombe såväl som i vissa växter , och ingen av dessa arter har visat sig innehålla Piwi-proteiner (Piwi finns endast i djur [6] ) [7] . Det har visat sig att både piRNA och rasiRNA ärvs av modern , men mest troligt är Piwi-proteiner maternalt ärvt, på grund av vilket moderligt arv av både piRNA och rasiRNA observerades [8] .

Skillnader från andra störande RNA

RasiRNA skiljer sig från andra klasser av RNA som utför RNA-interferens: miRNA , små interfererande RNA (siRNA) och piRNA. Till skillnad från mikroRNA och siRNA som interagerar med AGO-gruppen i Argonaute-familjen, interagerar rasiRNA med Piwi-gruppen av proteiner från samma familj [9] [10] . RasiRNA skiljer sig också i sin storlek. Till skillnad från mikroRNA som är 21–23 nukleotider (n) långa är siRNA:n 20–25 nt långa. och piRNA 24-31 bp långt. rasiRNA är 24 till 29 bp långt. beroende på organismen [11] . Medan siRNAs bildas från både sense- och antisens -transkript, bildas rasiRNAs uteslutande från antisense [12] . Dessutom, även om mikroRNA- bearbetning kräver Dicer -1 och siRNA Dicer -2, kräver rasiRNA inte något av dessa proteiner. Växter har dock Dicer-liknande (Dcl) proteiner, med Dcl1-bearbetning miRNA och siRNA 24 nt lång, och Dcl2-bearbetning rasiRNA 24 nt lång [7] [13] . Dessa data indikerar att rasiRNA-produktionen inte bara skiljer sig från den för miRNA och siRNA, utan också att rasiRNA fungerar i växter i frånvaro av Piwi-proteiner [7] .

Utbildning

Det antas att dubbelsträngade RNA är källan till rasiRNA , som bildas under hybridiseringen av sense- och antisens-transkript av mobila genetiska element . Biogenes av rasiRNA är oberoende av Dicer, men det kräver Argonaute-familjens proteiner: Ago3, Piwi och det Piwi-liknande proteinet Aubergine (Aub). RasiRNA-vägen är en pingiscykel. För det första binder en redan existerande rasiRNA- molekyl i komplex med Piwi/Aub-proteiner till det primära transkriptet av ett transposerbart element eller upprepade sekvenser (därav namnet på denna RNA-grupp [2] ) och gör att transkriptfragmentet trunkeras. Ett av de återstående fragmenten binder till Ago3-proteinet och binder tillsammans med det till antisens primära transkriptet, vilket katalyserar skärningen av fragmentet från det. Detta fragment binder sedan till Piwi/Aub och kan ytterligare försämra de skadliga transkripten och samtidigt generera nya rasiRNA (pingpongcykel). Schemat till vänster visar schemat för denna process som indikerar bearbetningen av 5'-änden av rasiRNA, men vägen för bearbetning av 3'-änden är fortfarande okänd [7] .

Funktioner

Medan mikroRNA utför förtryck på nivån av translation och förstörelse av mRNA , förstör siRNA mRNA, rasiRNA är involverat i regleringen av kromatinstrukturen och translationell tystnad [7] . I Drosophila resulterar mutationer i rasiRNA-bindande Piwi-proteiner i sterilitet och förlust av könsceller hos både män och kvinnor [11] . Repression av transposoner beror inte på förlusten av Dicer av könscellsceller; därför är de målet för rasiRNA-verkan (mikroRNA- och siRNA-bearbetning är Dicer-beroende) [7] . Liksom miRNA och siRNA är rasiRNA-vägen evolutionärt bevarad. I frånvaro av rasiRNA-vägen kan återtransposition ske i könsceller, vilket leder till DNA- skada och utlöser apoptos [14] .

Anteckningar

  1. ↑ Makarova Yu. A., Kramerov D. A. Icke-kodande RNA  (ryska)  // Biokemi. - 2007. - T. 72 , nr 11 . - S. 1427-1448 . Arkiverad från originalet den 14 juli 2014.
  2. ↑ 1 2 Dorner S. , Eulalio A. , Huntzinger E. , Izaurralde E. Gräver sig in i mångfalden av tystande vägar. Symposium om mikroRNA och siRNA: biologiska funktioner och mekanismer.  (engelska)  // EMBO rapporterar. - 2007. - Vol. 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-vägmutationer stör embryonala axelspecifikationer genom aktivering av ett ATR/Chk2 DNA-skadesvar.  (engelska)  // Utvecklingscell. - 2007. - Vol. 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 Dubbelsträngad RNA-medierad tystning av genomiska tandemupprepningar och transposerbara element i D. melanogaster könsceller.  (engelska)  // Aktuell biologi: CB. - 2001. - Vol. 11, nr. 13 . - P. 1017-1027. — PMID 11470406 .
  5. ↑ Girard A. , Sachidanandam R. , Hannon GJ , Carmell MA En könslinjespecifik klass av små RNA binder Piwi-proteiner från däggdjur.  (engelska)  // Nature. - 2006. - Vol. 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 roll för Piwi och piRNA vid underhåll av könsceller och tystnad av transposon i zebrafisk.  (engelska)  // Cell. - 2007. - Vol. 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. Identifiering och karakterisering av små RNA involverade i RNA-tystnad.  (engelska)  // FEBS bokstäver. - 2005. - Vol. 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-monteringsdefekter i Drosophila RNAi-mutantarmitage.  (engelska)  // Cell. - 2004. - Vol. 116, nr. 6 . - s. 831-841. — PMID 15035985 .
  9. ↑ Song JJ , Smith SK , Hannon GJ , Joshua-Tor L. Kristallstruktur av Argonaute och dess implikationer för RISC-skivaraktivitet.  (engelska)  // Science (New York, NY). - 2004. - Vol. 305, nr. 5689 . - P. 1434-1437. - doi : 10.1126/science.1102514 . — PMID 15284453 .
  10. ↑ Leung AK , Calabrese JM , Sharp PA Kvantitativ analys av Argonaute-protein avslöjar mikroRNA-beroende lokalisering till stressgranuler.  (engelska)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2006. - Vol. 103, nr. 48 . - P. 18125-18130. - doi : 10.1073/pnas.0608845103 . — PMID 17116888 .
  11. ↑ 1 2 Faehnle CR , Joshua-Tor L. Argonautes konfronterar nya små RNA.  (engelska)  // Aktuell åsikt inom kemisk biologi. - 2007. - Vol. 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 liten RNA-väg tystar själviska genetiska element i könslinjen.  (engelska)  // Science (New York, NY). - 2006. - Vol. 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 och funktionell diversifiering av små RNA-vägar i växter.  (engelska)  // Public Library of Science Biology. - 2004. - Vol. 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 inducerar DNA-skada och apoptos i cancerceller.  (engelska)  // Cancer cell international. - 2006. - Vol. 6. - P. 13. - doi : 10.1186/1475-2867-6-13 . — PMID 16670018 .

Litteratur

 Typer av RNA
Proteinbiosyntes
RNA-bearbetning
Reglering av genuttryck
cis-reglerande element
Parasitiska element
Övrig
 Nukleinsyratyper _
Kvävehaltiga baser
Nukleosider
Nukleotider
RNA
DNA
Analoger
Vektortyper _