RNA interference (RNAi): by Nature Video

Summary

Wissenschaftler machen schnell Fortschritte im Verständnis von RNA-Interferenz (RNAi), einem Prozess, bei dem kleine RNA-Moleküle die Genexpression regulieren. RNAi, das sowohl in der Zellforschung als auch potenziell als Therapie verwendet wird, nutzt kleine RNA-Moleküle wie siRNAs und Mikro-RNAs. Diese binden an Proteine wie Argonauten und lenken den RNA-induced silencing complex (RISC) an spezifische mRNA-Moleküle. Während siRNAs eine exakte Übereinstimmung mit ihren Ziel-mRNA-Molekülen haben, führen Mikro-RNAs zu einer ungenauen Paarung und können so mehrere Ziel-mRNAs regulieren. Diese Mechanismen sind in vielen Organismen wie Pflanzen, Tieren und Pilzen zu finden.

Takeaways

• 😀 RNA-Interferenz (RNAi) ist ein Prozess, durch den kleine RNA-Moleküle Gene in eukaryotischen Zellen regulieren und möglicherweise auch therapeutisch eingesetzt werden können.
• 😀 Zwei wichtige Typen von RNA-Molekülen im RNAi-Prozess sind kleine interferierende RNAs (siRNAs) und Mikro-RNAs (miRNAs).
• 😀 In eukaryotischen Zellen werden Gene, die Proteine kodieren, von RNA-Polymerase II transkribiert und als mRNA verarbeitet.
• 😀 Die mRNA wird aus dem Zellkern in das Zytoplasma exportiert, wo Ribosomen die Translation der mRNA zur Bildung von Polypeptiden und Proteinen katalysieren.
• 😀 Kleine RNA-Moleküle können die Genexpression auf verschiedene Weisen beeinflussen, indem sie die mRNA destabilisieren oder deren Translation verhindern.
• 😀 siRNAs werden aus langen, doppelsträngigen RNAs abgeleitet, die entweder von der Zelle selbst produziert oder experimentell in die Zelle eingeführt werden.
• 😀 Mikro-RNAs werden in den Zellkern transkribiert, falten sich, werden verarbeitet und dann als doppelsträngige Prä-Mikro-RNAs ins Zytoplasma exportiert.
• 😀 Sowohl siRNAs als auch Prä-Mikro-RNAs binden an das Enzym Dicer, das die RNA in kurze Segmente schneidet.
• 😀 Diese kurzen doppelsträngigen RNAs binden an ein Argonaut-Protein, und ein Strang bleibt als Führungsstrang (Guide-Strand) im RISC-Komplex.
• 😀 siRNAs und Mikro-RNAs können präzise mRNA-Zielstrukturen ansteuern, wobei siRNAs normalerweise eine perfekte Übereinstimmung aufweisen, während Mikro-RNAs eine ungenauere Paarung haben und Hunderte von mRNAs ansprechen können.

Q & A

Was ist RNA-Interferenz (RNAi)?

RNA-Interferenz (RNAi) ist ein biologischer Mechanismus, bei dem kleine RNA-Moleküle die Genexpression steuern und zur gezielten Genabschaltung verwendet werden.

Welche Arten von RNA-Molekülen spielen eine Rolle bei der RNAi?

Bei der RNAi spielen zwei wichtige Arten von kleinen RNA-Molekülen eine Rolle: kleine Interferenz-RNAs (siRNAs) und Mikro-RNAs (miRNAs).

Wie wird die mRNA in einer Zelle verarbeitet?

Die mRNA wird im Zellkern transkribiert und durch Spleißen bearbeitet, um eine reife mRNA zu bilden, die dann aus dem Zellkern in das Zytoplasma exportiert wird.

Welche Funktion hat Dicer im RNAi-Prozess?

Dicer ist ein Enzym, das die doppelsträngigen RNA-Vorläufer, sowohl von siRNAs als auch von miRNAs, in kurze RNA-Segmente schneidet, die dann in den RNAi-Prozess involviert werden.

Was ist der RNA-induzierte Silencing-Komplex (RISC)?

Der RNA-induzierte Silencing-Komplex (RISC) ist ein Protein-Komplex, der ein kleines RNA-Molekül und das Protein Argonaut enthält. Dieser Komplex ermöglicht es, Ziel-mRNA-Moleküle zu erkennen und zu silenzieren.

Wie funktioniert die Präzision der Zielerkennung durch siRNAs?

Die Präzision der Zielerkennung durch siRNAs erfolgt durch eine perfekte Basenpaarung zwischen der siRNA und ihrer Ziel-mRNA, wodurch die mRNA gezielt geschnitten und degradiert wird.

Inwiefern unterscheiden sich miRNAs von siRNAs bei der Zielerkennung?

MiRNAs binden oft nur teilweise an ihre Ziel-mRNA, was eine weniger präzise Paarung ermöglicht. Dies erlaubt es miRNAs, viele verschiedene mRNAs zu regulieren, anstatt nur eine spezifische Ziel-mRNA zu silenzieren.

Welche Rolle spielt das Argonaut-Protein in RNAi?

Das Argonaut-Protein bindet an die kleine RNA und hilft, diese in den RISC-Komplex zu integrieren. Es spielt eine entscheidende Rolle beim Schneiden der mRNA oder der Hemmung ihrer Translation.

Wo kommt RNAi in der Natur vor?

RNAi kommt in einer Vielzahl von Organismen vor, einschließlich Pflanzen, Tieren, Pilzen und einigen Bakterien, und hat in vielen biologischen Prozessen eine wesentliche Funktion.

Wie könnte RNAi in der Zukunft als Therapie eingesetzt werden?

RNAi könnte in der Zukunft als therapeutisches Werkzeug eingesetzt werden, um gezielt Gene zu silenzieren, die an bestimmten Krankheiten beteiligt sind, und so die Krankheit zu behandeln oder zu verhindern.