Doppelsträngige RNA (dsRNA) ist der Auslöser von RNAi und löst den Abbau der komplementären einzelsträngigen RNA aus. Nach der Verarbeitung durch Dicer wird die längere dsRNA in siRNA (small interfering RNA) abgebaut und lokalisiert effektiv die Ziel-mRNA.

Der Antisense-Strang der siRNA steuert die Synthese eines Kernproteins namens RISC, das dann vermittelt wird, um die Region des Ziel-mRNA-Moleküls zu spalten, die zum Antisense-Strang der siRNA komplementär ist, wodurch die Funktion erreicht wird, die Expression des Ziels zu stören Gen.

siRNA kann als spezieller Primer zur Synthese von dsRNA unter Verwendung der Ziel-mRNA als Vorlage unter der Wirkung von RDRP verwendet werden. Die dsRNA kann dann zu neuer siRNA abgebaut werden und wieder in den Zyklus eintreten.

Dicer: Eine RNase III ähnliche Ribonuklease, die zunächst in die Zelle gelangende dsRNA in kleine Fragmente abbaut, die als Small Interfering RNA oder microRNA (miRNA) bezeichnet werden. Dicer unterstützt auch die Bindung dieser kleinen RNA-Moleküle an RISC

RISC (RNA-induzierter Silencing-Komplex): ein großer Proteinkomplex mit mehreren Untereinheiten, der die daran gebundene siRNA oder miRNA so steuert, dass sie an das Ziel bindet und die Genexpression hemmt

Löst den Abbau der von Zielgenen kodierten mRNA aus

Hemmt die Translation der Ziel-mRNA

Verursacht eine transkriptionelle Stummschaltung des Zielpromotors (modifiziert das Chromatin dort, wo sich das Zielgen befindet, um dessen Transkription stummzuschalten)

RNA-Polymerase II produziert das längere Primärtranskript pri=miRNA

Der erste Spaltungsschritt wird durch das Drosha-Enzym abgeschlossen. Das Spaltungsprodukt ist Prä-miRNA, wobei zwei Aminosäuren aus dem 3'-Ende herausragen, um die Identifizierung vor dem nächsten Spaltungsschritt zu erleichtern.

Der zweite Schritt der Spaltung wird durch das Dicer-Enzym abgeschlossen, das im Zytoplasma spaltet. Das Produkt ist doppelsträngige miRNA, die geschmolzen wird, um reife einzelsträngige miRNA zu bilden.

① Bildung kleiner doppelsträngiger Fragmente nach der Spaltung durch Dicer: Die beiden RNase III-Domänen von Dicer bilden ein intramolekulares Dimer, das jeweils die Scherung eines Strangs katalysiert, was zu einem Doppelstrangbruch führt.

②Assemblierungskomplex: Das Laden von siRNA erfordert die Hilfe des doppelsträngigen RNA-Bindungsproteins R2D2. R2D2 enthält zwei doppelsträngige RNA-Bindungsdomänen nacheinander. Dicer/RAD2/siRNA bildet einen RISC-Ladekomplex

③ Bildung eines aktiven Silencing-Komplexes: Das R2D2-Protein rekrutiert Argonaute-Protein, Protein A interagiert mit Dicer, um einen Austausch zu erzeugen, und tauscht dann mit R2D2 aus, um die gesamte Dublett-Klein-RNA auf Protein A zu übertragen, das abgebaut wird, um einen funktionellen Silencing-Komplex zu bilden.

Anwendung bei Säugetieren: Transfektion exogener siRNA in Zellen (transiente Expression)

Exprimieren Sie siRNA in kultivierten Zellen oder Tiermodellen

Forschungsanwendungen: neue Strategien für die Reverse Genetik und neue Methoden für den Gen-Knockout

Therapeutische Anwendungen: Neue Strategien zur Erfindung neuer Medikamente und Gentherapie

Auf der Transkriptionsebene ist die Posttranskriptionsebene an der Regulierung der Genexpression beteiligt.

Genomstabilität aufrechterhalten

Schutz des Genoms vor exogenen Eingriffen in die Buchhaltung

Lokalisierung von mRNA in Eiern und Embryonen durch Polarität relativ zum natürlichen Skelett der Zelle

Beispiele: Das gezielte Ash1-Repressorprotein kontrolliert den Hefe-Paarungstyp durch Stummschalten des H0-Gens, lokalisierte mRNA initiiert die Muskeldifferenzierung in Ascidian-Embryonen

Sowohl Zell-Zell-Kontakt als auch sezernierte Signalmoleküle lösen die Genexpression in benachbarten Zellen aus.

Beispiele: Zell-Zell-Kontakt aktiviert die unterschiedliche Expression in sporenbildenden Bakterien Bacillus subtilis; Notch-Signalisierung im Zentralnervensystem von Insekten steuert neuromodulatorische Schaltvorgänge in der Haut

Gradienten sezernierter Signalmoleküle leiten Zellen dazu, positionsspezifischen Entwicklungspfaden (der Position der Zelle im Embryo) zu folgen.

Beispiel: Der Morphogen-Konzentrationsgradient von Sonic Hedgehog steuert die Bildung verschiedener Neuronen bei Wirbeltieren