
Подготовка у универсиаде 2012 / РНК интерференция
.pdf
Короткиенекодирующие РНКРНК ии регуляцияэкспрессии геновенов эукариот
I: РНК-интерференция – принцип, основныесновные свойстваимеханизмы

“Центральнаядогма” молекулярнойбиологиибиологии постояннодополняется
ДНК
РНКБелокок

Виды РНК в эукариотической клеткеклетке
РибосомныеРНК (rRNA) 80% ТранспортныеРНК (tRNA) МатричныеРНК (mRNA) КаталитическиеРНК (рибозимы) АнтисмысловыеРНК
Малые ядерныеРНК (snoRNA) Малые ядрышковыеРНК КороткиенекодирующиеРНК
(siRNA,miRNA, tncRNA,piRNA...)
ДлинныенекодирующиеРНК (XIST/TSIX, HOTAIR (HOX antisense intergenicintergenic RNARNA))))
ГеномныеРНК вирусов Продукты “фоновой транскрипции” и т.п.
Механизмырегуляцииэкспрессиигенов, предполагающие участиеучастие РНКРНК::
Эпигенетические механизмы (TGS, PTGS) Альтернативный сплайсинг Редактирование мРНК
…

Разнообразие эффектовмалых регуляторныхторных
РНКврегуляцииэкспрессиигенов:
Репрессиятранскрипции
Активациятранскрипции Репрессия трансляции (настадииинициацииили элонгациии)) Активациятрансляции Формированиегетерохроматина
Снятиегетерохроматиновыхструктур Редактирование РНК-мишени
Полиаденилирование иполиуридинилированиеРНК-мишенини ДеаденилированиеРНК-мишени Индукциядеградации РНК-мишени
ИндукциясвязыванияРНК-мишенейвцитоплазматических гранулахгранулах
…?
Текущаяекущая ситуацияситуация

Разнообразиефункциймалых регуляторныхорных РНКврегуляцииэкспрессиигенов:
Защита отвируснойинфекции (прежде всегоРНК-вирусыирусы)) Стабилизация генома
Аттенуация экспрессиигенов, например, эффекты дозовойозовой компенсации
Стабилизация/дестабилизация РНК Специфичное подавление “незаконной” экспрессии геновгенов
Синхронизированная регуляция экспрессиигенов в развитииразвитии
Поддержание структурыхроматина (преждевсего гетерохроматина)
Быстрый комплексныйответна стресс (прежде всегоо средовой, но, возможно, и “генетический”)
…?
Текущаяекущая ситуацияситуация

МолекулыРНКучаствуютвреализации многихх
эпигенетическихмеханизмоврегуляции экспрессииссии геномагенома......
Транскрипционныйгенетическийсайленсинг
(transcriptional gene silencing - TGS) – запрет нана
транскрипцию
Примеры: импринтинг, инактивация Х-хромосомы, РНК-- индуцированныйтранскрипционныйсайленсинг (RNA-inducednduced transcriptional silencing - RITS) – происходитвядре!
HDGS Homology Dependent Genetic Silencing
=CTGS Co-transcriptional Gene Silencing
Посттранскрипционныйгенетический сайленсингинг ((ppostost-- transcriptional gene silencing - PTGS) - запрет нана синтезсинтез
белка!

ЧтотакоеРНК-интерференцияенция??
Этогруппамеханизмов сиквенс-специфичногоого подавления экспрессиигеновсучастием комплементарной имдвуцепочечной* РНК ((дцРНКдцРНК))
Термин предложен Andrewrew FireFire (1998)(1998)
ДцРНК
Разрушение (и/или модификация мРНК) Репрессия трансляции
Эпигенетические модификации хроматина
Изменение последовательности ДНК
*хотянеисключено иучастиеодноцепочечных РНКРНК

РНК-интерференция - пример PTGSGS
“Классическая” РНК-интерференция - подавлениеление экспресиигенанауровнеРНК (после транскрипциирипции))
Всегдаимеется специфическая мишень!
Примеры супрессируемыхгенов: транспозоныны,, геныгены ретровирусов, последовательности гетерохроматинаоматина
Древнийиконсервативныйпроцесс – от простейшихстейших,, растенийигрибов домлекопитающих
Эукариоты, укоторыхеенет, скореевсего потерялили ееее
вторично
8

Обнаружение PTGS:
Явлениевпервыепоказаноурастений

Неожиданный результат:
Введениетрансгенных копийгенов CHS (chalcone synthasee,, смсм.. рисунокрисунок)) ии DFR (dihydroflavonol reductase) упетуниипривелок подавлениюлению экспрессиикактрансгенных копий, такиэндогенных гомологовлогов
Фенотипы трансгенных растенийпетунии :
Верхнийряд – родительскийцветок (контроль)
Остальныеряды – 4 трансгенных растения (представлены типичныетипыцветков)
Napoli et al. Plant Cell. 2 (1990)
Подавлениесопровождалосьдеградацией соответствующихщих мРНКмРНК!!