Transaktiverande små störande RNA , tasiRNA , TAS RNA [1] ( eng. trans-acting siRNA ) är en grupp av små icke-kodande RNA från landväxter som undertrycker genuttryck genom posttranslationell tystnad [ 2] [3] [ 4] . TasiRNAs transkriberas i genomet som dubbelsträngade polyadenylerade RNA , som vidarebearbetas och omvandlas till 21 nukleotider långa RNA-fragment [2] . Dessa fragment ingår i det RNA-inducerade genavstängningskomplexet (RISC). tasiRNA kallas ofta små störande RNA (siRNA) på grund av det faktum att båda dessa grupper av små RNA transkriberas som dubbelsträngade RNA och genomgår liknande bearbetning. Men tasiRNA skiljer sig från andra siRNA genom att de binder sina målsekvenser med mindre specificitet [3] . I detta är deras mekanism mer lik den för miRNA , eftersom de inte behöver fullständig sekvenskomplementaritet med sitt mål för att styra dess förfall [5] .
Förekomsten av tasiRNA etablerades första gången 2004 av två grupper av forskare som arbetar med Arabidopsis . Båda artiklarna publicerades i oktober samma år, med några dagars mellanrum. Den första gruppen (Peragine et al.) studerade ZIPPY- proteinet (ZIP) från Argonaute- gruppen , medan den andra gruppen (Vazquez et al.) försökte hitta specifika siRNA. Även om grupperna utgick från olika utgångspunkter fokuserade båda på den växtspecifika proteingenens tystande suppressor 3 (SGS3) och enzymet RNA-beroende RNA-polymeras 6 (RDR6). Båda grupperna drog slutsatsen att dessa proteiner spelar en viktig roll i bildandet av specifika siRNAs - tasiRNAs [2] [3] .
På grund av de viktigaste skillnaderna som skiljer tasiRNA från andra grupper av icke-kodande RNA, var tasiRNA en nyupptäckt grupp av RNA, även om de delar gemensamma egenskaper med siRNA och miRNA. Till skillnad från miRNA bildas tasiRNA från långa dubbelsträngade RNA och deras bildning är beroende av RDR6. TasiRNA skiljer sig från siRNA genom att de stör transkript med olika sekvenser. I detta avseende liknar tasiRNAs miRNAs, men deras bearbetningsmekanism för dem närmare siRNAs [5] .
TasiRNAs bildas från långa icke-kodande transkript genom att skära dem med Argonaute-proteiner riktade av miRNA. Denna väg involverar omvandlingen av ett enkelsträngat klyvt transkript till ett dubbelsträngat av RDR6 och SGS3 [6] . Det resulterande dubbelsträngade RNA:t klyvs av Dicer-liknande enzym 4 (DCL4) ( en djurhomolog av Dicer [1] ) för att bilda korta RNA-fragment av 21 nukleotider långa, som blir tasiRNA [7] [8] .
Arabidopsis thaliana har 4 loci och grupper av loci som kodar för tasiRNA. Bearbetning av TAS1-, TAS2- och TAS4-genprodukter kräver ett mikroRNA-bindningsställe, medan bearbetning av TAS3-produkter kräver två mikroRNA-bindningsställen [9] . TAS-gener i olika växter är inte ortologer , det vill säga TAS1 -genfamiljen i mossa har inte en gemensam förfadergen med Arabidopsis TAS1. Bland TAS1 särskiljs TAS1a, TAS1b och TAS1c, dessa tre loci är paraloger och har en viss likhet med TAS2, så tydligen är alla fyra loci paraloger. Det faktum att transkripten av dessa gener är osannolikt att koda för ett protein indikeras av det faktum att dessa transkript inte har utökade öppna läsramar och kan koda för peptider som inte är längre än 50 aminosyrarester [ 1] .
Alla tasiRNA- gener har två exoner , och i fallet med TAS1 och TAS2 är mikroRNA-klyvningsstället beläget i intronet , så osplitsade prekursorer bearbetas av RDR6 . Även om nästan alla tasiRNA som hittats motsvarar fragment av prekursortranskriptet, hittades åtminstone ett tasiRNA som motsvarar minussträngen för var och en av dem. Tydligen kan sådana tasiRNA reglera innehållet av sin egen prekursor i cellen [1] .
TAS1/2-transkript genomgår primär bearbetning i form av en AGO1-medierad 5'-klyvning riktad av miR173. Efter det översätter RDR6 transkriptet till en dubbelsträngad form, som vidarebearbetas av DCL4 för att bilda tasiRNA 21 nukleotider lång. Dessa tasiRNA binder till mål-mRNA via två överhäng vid 3'-änden och fungerar således som trans -regulatoriska element [9] .
De första stegen av TAS4-transkriptbehandling liknar de för TAS1/2. Först genomgår de AGO1-medierad klyvning riktad av miR828, följt av bildandet av dubbelsträngade RNA och bearbetning av DCL4 [9] .
Till skillnad från TAS1/2 och TAS4 kräver TAS3-bearbetning två mikroRNA-bindningsställen (miR390). Transkriptet skärs först vid 3'-bindningsstället med AGO7. Vidare, som i fallet med TAS1/2 och TAS4, syntetiserar RDR6 den andra strängen av RNA, och det resulterande dubbelsträngade RNA bearbetas vidare av DCL4 [9] .
Endogena tasiRNAs verkar genom heterosilencing, det vill säga de målgener som tasiRNAs undertrycker inte har signifikant likhet med generna från vilka dessa tasiRNAs transkriberas. Denna omständighet skiljer tasiRNA från siRNA, som autosilence och undertrycker uttrycket av gener som har sekvenser som är identiska eller mycket lika de av generna från vilka siRNA härrör. Före upptäckten av tasiRNA trodde man att endast mikroRNA kunde heterosilencera [2] . Liksom siRNA, tasiRNAs inkorporeras i RISC-komplexet, där de styr komplexet att klyva mål-mRNA:t i mitten av det komplementära bindningsstället, och därigenom undertrycka translation [2] [3] [10] .
Proteiner från Argonaute-gruppen ingår i komplexen som utför gentystnad genom RNA, inklusive RISC, som katalyserar förstörelsen av mRNA [10] [11] . I synnerhet är AGO7/ZIPPY involverad i tasiRNA-riktad reglering i Arabidopsis, och tasiRNAs transkriberas från TAS3. AGO7/ZIPPY binder till tasiRNA som härrör från TAS3 och fortsätter att förstöra målen. Tydligen interagerar AGO7/ZIPPY inte med tasiRNA som transkriberats från TAS1 och TAS2, så olika tasiRNA-familjer agerar något annorlunda i Arabidopsis [11] . I Arabidopsis kan tasiRNA binda inte bara till AGO7 utan också till AGO1 och även styra nedbrytningen av mål-mRNA [12] .
TasiRNAs har hittats inte bara i Arabidopsis [8] , utan även i mossan Physcomitrella patens [6] , majs [13] och ris [14] . Ett exempel på tasiRNA som inte bara finns i Arabidopsis utan även i alla ovanstående växter är tasi-RNA auxin responsfaktor (tasiR-ARF) (TAS3-grupp). TasiR-ARF är involverad i auxinfytohormonsignaleringsvägar , vilket orsakar förstörelse av mål-mRNA som kodar för flera auxinresponsfaktorer (ARF) [13] : ARF2, ARF3 och ARF4 [1] . Det har visat sig att störningar av bildningen av dessa tasiRNA leder till fenotypiska störningar. Andra tasiRNA riktar sig mot flera gener med en oidentifierad funktion [1] .
Det har visats att TAS1a- och TAS2-transkript ger inte bara 21 nt RNA, utan också flera 24 nt tasiRNA. De exakta målen för dessa RNA har inte fastställts, men små RNA av denna längd är kända för att vara involverade i transkriptionell tystnad i växter. Det verkar som om en alternativ väg används för bildandet av tasiRNA på 24 nt i längd: deras bearbetning kräver inte deltagande av mikroRNA och kräver en annan Dicer-homolog från djur, DCL3 [1] .
| Typer av RNA | |
|---|---|
| Proteinbiosyntes | |
| RNA-bearbetning |
|
| Reglering av genuttryck |
|
| cis-reglerande element | |
| Parasitiska element | |
| Övrig |
|
| Nukleinsyratyper _ | ||||
|---|---|---|---|---|
| Kvävehaltiga baser | ||||
| Nukleosider | ||||
| Nukleotider | ||||
| RNA | ||||
| DNA | ||||
| Analoger | ||||
| Vektortyper _ |
| |||
| ||||