Úpravy RNA

RNA editace (z angličtiny), německý RNA editace nebo RNA editace , je biochemický proces, v určitých buňkách nebo buněčných organel , které může probíhat v průběhu genové exprese a že mění reprodukci genetické informace.

Zde se po transkripci a před překladem, nukleotidová sekvence transkriptu se mění s ohledem na individuální nukleobázemi na RNA ; pak již neodpovídá původní genomové nukleotidové sekvenci DNA. RNA editace je důležitou formou post- transkripční modifikace (viz RNA zpracování ). Kromě (kotranskriptionellen) pro splétání ( anglické sestřihu ) vedlejší RNA editace rozmanitost z transkriptomu zvyšuje a tím podstatně vyšší protein umožňuje rozmanitost.

V případě úpravy RNA se zásadně rozlišuje mezi procesy, ve kterých jsou jednotlivé nebo více nukleotidů vloženy nebo odstraněny z RNA, která se nazývá editace vložení / odstranění , a procesy, ve kterých jsou jednotlivé nukleové báze nebo ribózy řetězce RNA chemicky modifikovány, například deaminace na adenosin (a) na inosin (I) nebo konverzi uridinu (u) pro Pseudouridine (cp), který je také nazýván modifikace RNA .

Editace RNA v trypanosomech

V mitochondriích z trypanosomes - organismů, které se také vyznačují jinou neobvyklou formou RNA zpracování, trans-sestřihu - vložení a editaci vypouští se vyskytuje ve velkém měřítku. Téměř každý druhý ribonukleotid s nukleobázovým uracilem - uridinem - v mitochondriálních mRNA je vložen do primárního transkriptu pomocí takzvaného editosomu . Tzv. Naváděcí RNA hrají důležitou roli jak pro specifičnost editosomu, tak pro inzerci uridinových jednotek různého počtu (srovnejte snoRNA, které plní podobnou funkci).

Editace RNA ve vyšších eukaryotech

U vyšších eukaryot, jako jsou savci , se chemická modifikace jednotlivých nukleotidů nachází téměř výlučně jako editační režim. Tyto úpravy RNA zahrnují konverzi uridinu na pseudouridin a methylaci 2'-OH ribóz (např. V ribozomálních RNA, tRNA a snRNA ); v mnoha případech jsou závislé na komplexech snoRNA a proteinů, snoRNP a souvisejících scaRNP. Avšak přímá enzymatická modifikace bází bez pomoci vodících RNA je mnohem častější . Obzvláště adenosin- desaminasen ( anglicky adenosindeamináza působící na RNA , ADAR ) deaminace v lidském transkriptomu značný počet zbytků adenosinu v RNA na inosin - který je v párování bází působí jako guanosin - a tak mění informace tisíců transkriptů s dalekosáhlými Důsledky pro sestřih , stabilitu a translaci RNA .

Další dobře prostudovaným příkladem editace RNA je mRNA z ApoB , ve které tkáňově specifický „ C- to- U- úpravy“ probíhá jako deaminace . Stopový kodon tak vzniká v upravené RNA , což vede ke zkrácené izoformě apolipoproteinu B během translace . Protein APOBEC-1 v tomto případě katalyticky komplex aktivní protein je významným představitelem stejné rodiny proteinů ( APOBEC ), které navíc také cytidin -Desaminasen (jako anglické aktivace indukované cytidinu deaminázy obsahuje AICDA). Dalším příkladem je serotoninový receptor 5- _HT2C , jehož specificita pro G proteiny je upravena pomocí úpravy RNA tak, aby mohly být následně ovlivněny různé signální transdukční dráhy . Velké množství specifických transkriptů v buňkách nervové tkáně patří také mezi cíle editačního aparátu ( draselný kanál Kv1.1, glutamátový receptor atd.).

Důležitou funkcí úpravy RNA je potlačení retrotranspozice , zejména hliníkových prvků , a obrana proti RNA virům (včetně retrovirů , např. Z HIV RNA) nebo proti DNA virům s genomovou RNA Mezistupeň ( pararetroviry , např. Pregenomová RNA viru hepatitidy B ). Rozmanitost protilátek se také zvyšuje pomocí úpravy RNA.

Chobotnice jsou známé svou rozsáhlou úpravou RNA. V nervových buňkách těchto chobotnic probíhá editace zprostředkovaná ADAR ve velkém měřítku mimo buněčné jádro, zejména v cytoplazmě jejich obřích axonů , jako zpracování specifické pro region.

Úpravy RNA v rostlinách

V plastidů z semenných rostlin , „ C- to- U- úpravy“ probíhá, který se mění přibližně 20 až 40 nukleotidů na transkriptomu. Tyto změny jsou mnohem výraznější v mitochondriích vyšších suchozemských rostlin ; není zde žádný gen, jehož transkript nepodléhá modifikaci RNA. Podíl změněných nukleotidů může být až 20% genové sekvence. U nižších rostlin - jako jsou řasy až játra - se vydání RNA nevyskytuje.

Nemoci způsobené narušením editace RNA

Poruchy přístroje pro úpravu RNA pravděpodobně také přispívají k různým lidským chorobám. To je podezření například u amyotrofické laterální sklerózy (ALS) a u některých forem epilepsie , schizofrenie a určitých neuronových onemocnění.

Individuální důkazy

1. ↑ KD Stuart, A. Schnaufer, NL Ernst, AK Panigrahi: Komplexní management: editace RNA v trypanosomech. In: Trends Biochem Sci . 30 (2), únor 2005, str. 97-105. PMID 15691655 .
2. ^ J. Greeve: Inhibice syntézy lipoproteinů obsahujících apolipoprotein B. In: Handb Exp Pharmacol. (170), 2005, s. 483-517. PMID 16596812 .
3. ^ J. Bockaert, S. Claeysen, C. Becamel, A. Dumuis, P. Marin: Neuronální 5-HT metabotropní receptory: jemné doladění jejich struktury, signalizace a rolí v synaptické modulaci. In: Cell Tissue Res. 326 (2), 2006, str. 553-572. PMID 16896947 .
4. ↑ Nové schopnosti genetické editace objevené v chobotnici (en-us) . In: phys.org . Citováno 5. dubna 2020. 
5. ↑ Superschopnosti genů, které upravují geny, mohou odemknout lidské léčení ( en-us ). Citováno 25. září 2020.
6. ^ Isabel C. Vallecillo-Viejo, Noa Liscovitch-Brauer, Juan F. Diaz Quiroz, Maria F. Montiel-Gonzalez, Sonya E. Nemes, Kavita J. Rangan, Simon R. Levinson, Eli Eisenberg, Joshua JC Rosenthal: Prostorově regulováno editace genetické informace v neuronu . In: Nucleic Acids Research . 48, č. 8, 2020, str. 3999-4012. doi : 10,1093 / nar / gkaa172 . PMID 32201888 . PMC 7192619 (plný text).
7. ^ S.Maas, Y. Kawahara, KM Tamburro, K. Nishikura: Editace RNA A-to-I a lidská nemoc. In: RNA Biol. 3 (1), 12. ledna 2006, s. 1-9. PMID 17114938 .