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14.8: MikroRNAs
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MikroRNAs
 

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14.8: MikroRNAs

Bei MicroRNA (miRNA) handelt es sich um kurze, regulatorische RNA. Sie wird von Introns, den nicht kodierenden Regionen eines Gens (intergenische Regionen) transkribiert. Zur Bildung biologisch aktiver, adulter miRNA sind mehrere Prozesse erforderlich. Das anfängliche Transkript, die sogenannte primäre miRNA (pri-mRNA), bildet mit sich selbst ein Basenpaar, das eine Stamm-Schleifen-Struktur bildet. Innerhalb des Nucleus verkürzt ein Endonucleaseenzym namens Drosha die Stamm-Schleifenstruktur zu haarnadelförmiger Prä-mRNA. Um den sofortigen Abbau zu verhindern, werden die Enden der Prä-miRNA methyliert. Danach wird diese aus dem Kern in das Cytoplasma transportiert.

Im Cytoplasma schneidet ein anderes Endonucleaseenzym namens Dicer die Prä-miRNA in einen 21-24 Nucleotide langen miRNA-Duplex. Dann spaltet das Dicer einen Strang des Duplex und setzt einen einzelnen Strang reifer miRNA frei. Die reife miRNA wird in einen Proteinkomplex, den sogenannten RNA-induzierten Silencing-Komplex (RISC), eingebaut. Er leitete die miRNA dann in die komplementäre Region ihrer Ziel-mRNA.

Das Ausmaß der komplementären Basenpaarung zwischen miRNA und der 3’ unübersetzten Region der Ziel-mRNA bestimmt den sogenannten Gen-Silencing-Mechanismus. Eine umfangreiche oder nahezu perfekte Komplementarität führt zur Degradation der mRNA. Dagegen hemmt eine begrenzte Basenpaarung die Translation. Während das Silencing durch den mRNA-Abbau irreversibel ist, ist die Translationshemmung reversibel. Die stabile mRNA kann die ie Translation wieder aufnehmen, nachdem die Repressoren beseitigt wurden.

Eine abweichende miRNA-Expression oder-Funktion wird bei verschiedenen Krebsarten beobachtet. Zum Beispiel wird der Verlust von Let-7 miRNA bei Lungen-, Leber-, Brust-, Prostata-und Eierstockkrebs beobachtet. Let-7 miRNA hemmt die Expression von Onkogenen. Das sind Gene mit dem Potenzial, Krebs zu verursachen. Sie fördern Zellwachstum, Überleben und Proliferation. Der Ausfall von Let-7 fördert daher die Tumorbildung.


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