Kleine RNA

Kleine RNA ( sRNA ) sind polymere RNA- Moleküle mit einer Länge von weniger als 200 Nukleotiden und sind in der Regel nicht-kodierend . ^{[ 1 ]} RNA-Silencing ist häufig eine Funktion dieser Moleküle. Das bekannteste und am besten untersuchte Beispiel ist die RNA-Interferenz (RNAi), bei der endogen (im Organismus) exprimierte microRNA (miRNA) oder endogen/exogen (von außerhalb des Organismus) stammende small interfering RNA (siRNA) den Abbau komplementärer Messenger-RNA induziert . ^{[ 2 ]} Weitere Klassen kleiner RNA wurden identifiziert, darunter piwi-interagierende RNA (piRNA) und ihre Unterart Repeat-assoziierte small interfering RNA (rasiRNA). ^{[ 3 ]} Kleine RNA kann RNAi nicht allein induzieren; um diese Aufgabe zu erfüllen, muss sie den Kern des RNA-Protein-Komplexes, des sogenannten RNA-induzierten Silencing-Komplexes (RISC), bilden, insbesondere zusammen mit dem Argonaute-Protein. ^{[ 4 ] : 366}

Kleine RNAs wurden mithilfe verschiedener Techniken nachgewiesen und sequenziert, darunter direkt durch MicroRNA-Sequenzierung auf verschiedenen Sequenzierungsplattformen ^{[ 5 , 6 , 7 ]} oder indirekt durch Genomsequenzierung und -analyse [8]. ^{Die Identifizierung von} miRNAs wurde zur Erkennung menschlicher Erkrankungen wie Brustkrebs evaluiert [6]. ^{Die miRNA - Expression in} peripheren mononukleären Blutzellen (PBMCs) wurde als potenzieller Biomarker für verschiedene neurologische Erkrankungen wie Morbus Parkinson [9] und Multiple Sklerose [10] untersucht . Die ^{Untersuchung kleiner RNAs ist} für ^{bestimmte Studienarten nützlich} , da ihre Moleküle „vor der Bibliothekspräparation nicht fragmentiert werden müssen“ ^{[ 4 ] : ​​162.}

Die erste sRNA wurde 1984 entdeckt. MicF reguliert die äußere Zellmembran von E. coli , indem es die Produktion der Proteine ​​ompF und ompC hemmt. ^{[ 11 ]} Zeitgleich mit dieser Entdeckung wurde auch die Rolle von sRNA bei der Genexpressionsregulation erkannt. Später stellte man fest, dass sie in allen eukaryotischen Organismen vorkommt. 1998 wurde entdeckt, dass sRNA zwischen Organismen übertragen werden kann. 2011 wurde nachgewiesen, dass sRNA auch innerhalb eines Organismus von Zelle zu Zelle übertragen wird. ^{[ 12 ]}

• miRNA : microRNA - eine RNA, die an der RNAi durch Genregulation sowie mRNA- Abbau beteiligt ist ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ].}
• piRNA : Piwi-interagierende RNA – eine RNA , die die Keimbahn, Transposons sowie Histone reguliert . Sie ist außerdem Bestandteil des Argonautenkomplexes. ^{[ 16 ]}
• rasiRNA : Repeat-assoziierte siRNAs (ein Synonym für piRNA)
• qiRNA : QDE-2 interfering RNA - an RNA that regulates gene expression after DNA damage ^{[ 17 ]}
• scRNA : small-scan RNA – etwa 28 nt lange RNAs, die in Tetrahymena thermophila gefunden wurden und möglicherweise an der Abtastung von DNA-Sequenzen beteiligt sind, um Genomumlagerungen auszulösen. ^{[ 18 ]}
• shRNA : Short hairpin RNA - eine RNA , die ähnlich wie miRNA wirkt und die Genexpression über RISC reguliert ^{[ 19 ].}
• siRNA : small interfering RNA – eine RNA , die sowohl die Genexpression mit RISC ^{[ 20 ]} als auch durch Histonmodifikationen reguliert . ^{[ 21 ]}
• snRNA : kleine nukleäre RNA , auch häufig als U-RNA bezeichnet - eine RNA , die integraler Bestandteil des Splicosoms ist und auch mRNA stabilisiert ^{[ 22 ].}
• snoRNA : kleine nukleoläre RNA – eine RNA , die die rRNA reguliert und alternatives Spleißen unterstützt . Sie trägt auch zum mRNA- Abbau bei. ^{[ 23 ]}
• srRNA : kleine, von rDNA abgeleitete RNA – eine RNA , die an mehreren Signalwegen sowie an der Bildung von Argonaute-Proteinkomplexen beteiligt ist. ^{[ 24 ]}
• tasiRNA : trans -aktive siRNAs , ein etwas unspezifischer Begriff, da viele kleine RNAs trans-aktiv sind . ^{[ 25 ]}
• tiRNA : tRNA-abgeleitete stressinduzierte RNA – eine RNA , die die Translation durch Bindung an Ribosomen reguliert . ^{[ 26 ]}
• tRF : tRNA-Fragment – ​​ein RNA- Fragment, das die Translation reguliert, indem es an Ribosomen bindet und die Cap-Struktur der mRNA verändert. Es kann sich auch mit Argonaute-Proteinkomplexen verbinden, um mRNA abzubauen. ^{[ 26 ] [ 27 ]}
• ysRNA : Von Y-RNA abgeleitete kleine RNA – eine RNA , die bei der Initiierung der DNA-Replikation hilft und den Abbau von mRNA verhindert . ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Die erste bekannte Funktion in Pflanzen wurde in Mutanten von Arabidopsis entdeckt . Genauer gesagt , durch Funktionsverlustmutationen der RNA-abhängigen RNA-Polymerase und der DICER-ähnlichen Produktion. Diese Beeinträchtigung erhöhte die Resistenz von Arabidopsis gegen Heterodera schachtii und Meloidogyne javanica . Ebenso zeigten Mutanten mit reduzierter Argonaute- Funktion – ago1-25 , ago1-27 , ago2-1 und kombinierte Mutanten mit ago1-27 und ago2-1 – eine höhere Resistenz gegen Meloidogyne incognita . Insgesamt belegt dies die starke Abhängigkeit des Nematodenparasitismus von den pflanzeneigenen kleinen RNAs. ^{[ 30 ]}