Малые РНК Васьковцев Егор

РНК-интерференция 1. При РНК-интерференции расщепляется именно мРНК (и никакая другая). 2. Двуцепочечная РНК действует (вызывает расщепление) значительно эффективнее одноцепочечной. Эти два наблюдения предсказывали существование специализированной системы, опосредующей действие дцРНК. 3.дцРНК, комплементарная участку зрелой мРНК, вызывает расщепление последней. Это указывало на цитоплазматическую локализацию процесса и наличие специфической эндонуклеазы. 4. Небольшого количества дцРНК (нескольких молекул на клетку) достаточно для полного «выключения» целевого гена, что указывает на существование каскадного механизма катализа и/или амплификации.

короткие интерферирующие РНК микроРНК пиРНК Малые РНК

небольшими двухцепочечными молекулами РНК с чётко определённой структурой короткие интерферирующие РНК Механизм «интерференции» мРНК и киРНК Мишень (мРНК) - AТCGUACGCGG*AAUACUU CGAUU- Смысловая киРНК CGUACGCGG AAUACUUCGAUU-3 Анти-смысловая киРНК 3- UUGCAUGCGCC*UUAUGA AGCU-5 Пример киРНК (к последовательности гена фермента люциферазы из клеток светлячка):

Структура двухцепочечной молекулы-предшественника микроРНК. Основные особенности: наличие консервативных последовательностей, которые формируют шпильку; наличие комплементарной копии (микроРНК*) с двумя «лишними» нуклеотидами на 3-конце; специфическая последовательность (2–8 п. н.), формирующая сайт узнавания для эндонуклеаз. Сама микроРНК выделена красным цветом именно её и вырезает Dicer. Общий механизм процессинга микроРНК и реализации её активности. микроРНК

Цитоплазматическая часть процессинга пиРНК. Биогенез и активность пиРНК опосредуется семейством эндонуклеаз Piwi (Ago3, Aub, Piwi). Активность пиРНК обеспечивается обеими одноцепочечными молекулами пиРНК смысловой и анти-смысловой, каждая из которых ассоциирует со специфической эндонуклеазой Piwi. пиРНК узнает комплементарный участок мРНК транспозона (синяя цепь) и вырезает его. Это не только инактивирует транспозон, но и создает новую пиРНК (связанную с Ago3 с помощью метилирования метилазой Hen1 3-конца). Такая пиРНК, в свою очередь, узнаёт мРНК с транскриптами кластера предшественников пиРНК (красная цепь) таким способом цикл замыкается и снова вырабатывается нужная пиРНК. пиРНК ( Piwi-interaction RNA)

киРНК микроРНК пиРНК Распространение Растения, Drosophila, C. elegans. Не найдено у позвоночных Эукариоты Эмбриональные клетки животных (начиная с кишечнополостных). Нет у простейших и растений Длина 21–22 нуклеотидов 19–25 нуклеотидов 24–30 нуклеотидов Структура Двуцепочечная, по 19 комплементарных нуклеотидов и два неспаренных нуклеотида на 3-конце Одноцепочечная сложная структура Одноцепочечная сложная структура. U на 5-конце, 2-O- метилированный 3-конец ПроцессингDicer-зависимый Dicer-независимый ЭндонуклеазыAgo2Ago1, Ago2Ago3, Piwi, Aub Активность Деградация комплементарных мРНК, ацетилирование геномной ДНК Деградация или ингибирование трансляции целевой мРНК Деградация мРНК, кодирующих МГЭ, регуляция транскрипции МГЭ Биологическая роль Антивирусная иммунная защита, подавление активности собственных генов Регуляция активности генов Подавление активности МГЭ во время эмбриогенеза

Эволюцию белкового аппарата, участвующего в РНК-интерференции Многообразие белков, участвующих в РНК- интерференции (цифры обозначают количество белков каждой группы). Синим цветом подсвечены элементы, характерные для киРНК и микроРНК, а красным белки, связанные с пиРНК. с усложнением организмов акцент переносится на более специализированные системы увеличивается число лизоформ белков для микроРНК (Drosha, Pasha) и пиРНК (Piwi, Hen1)

bolshikh-i-malykh