Регуляторные РНК у бактерий – это гетерогенная группа молекул, которые с помощью различных механизмов модулируют широкий круг физиологических ответов. Предполагается, что в бактериальных геномах около 5% генов кодируют регуляторные РНК. Наиболее многочисленной и хорошо изученной является группа небольших РНК-регуляторов (от 50 до 250 нуклеотидов),

которые функционируют посредством спаривания с мРНК. Гены таких антисенс-РНК (антисмысловых) могут располагаться независимо от регулируемых ими генов, либо перекрывать их.

Значительная часть этих небольших антисенс-РНК регулирует ответ клеток на изменение факторов внешней среды. В цис-положении – на одной цепи в одном месте, транск в разные стороны. Высокая степень компл, подавление трансл и деградация мРНК.

В транс положении – неполная компл. Деградация мРНК при участии РНК-шаперона Hfq.

Важная роль в модуляции внутриклеточного содержание железа у различных бактерий принадлежит небольшим регуляторным РНК. При достаточной концентрации железа белок Fur активируется и репрессирует транскрипцию гена ryhB. В результате трансляция несущественных железо-содержащих белков становится возможной.

При недостатке железа белок Fur становится неактивным и ген ryhB быстро экспрессируется. РНК RyhB стабилизируется РНК-шапероном Hfq, спаривается с мРНК-мишенями антисмысловым cпособом и блокирует трансляцию. РНКаза E узнает двунитевой комплекс РНК и деградирует обе нити РНК одновременно. Небольшая регуляторная РНК RyhB регулирует экспрессию генов, вовлеченных в метаболизм железа, у E.coli

История открытия РНК-интерференции: Использовали метод антисмысловых РНК для исследования функции гена par-1 нематоды Caenorhabditis elegans, участвующего в определении полярности у эмбриона.

Контроль – РНК в смысловой ориентации. Инъекция антисмысловой РНК вызывала сайленсинг гена par-1, но инъекция смысловой РНК давала такой же эффект. Непосредственным агентом в подавлении экспрессии генов, является двунитевая РНК, которая присутствовала в препаратах с однонитевыми (смысловой и

антисмысловой) молекулами как примесь.

Вопрос №84 и 87.                                                                                                  

Малые регуляторные РНК (siРНК и miРНК) у эукариот, их сходства и различия. Механизм действия малых РНК в зависимости от характера спаривания с РНК-мишенью.

Связь между генетическим контролем и механизмами функционирования miРНК и siРНК. Механизм действия малых РНК и характер спаривания мРНК-мишенью.

Пост-транскрипционное разрезание мРНК-мишени (“классическая” РНК-интерференция) – полная комплементарность с мишенью miРНК и siРНК

Трансляционная репрессия мРНК – неполная комплементарнсть с мишенью miРНК и siРНК

Малые интерферирующие РНК(siRNA) : ~22 н., экзогенного или эндогенного происхождения; предшественники – длинные дцРНК; одна дцРНК – источник многих siРНК специфичны к одной мишени; полностью комплементарны мРНК-мишени; эволюционно неконсерватины. дцРНК разрезается DICER – siРНК-дуплекс. Комплекс с RISC. Деградация мРНК.

МикроРНК (miRNA): ~ 22 н., кодируются генами; предшественники – шпилечные структуры в мРНК; одна шпилька – один дуплекс miРНК:miРНК; действуют на множество мишеней; консервативны у родственных

организмов. Гены, как правило, расположены в межгенном пространстве белок-кодирующих генов (транскрибируются независимо), но могут находится в интронах или экзонах (транскрибируются в составе других генов). Несколько генов микроРНК могут транскрибироваться в единую полигенную мРНК. Гены miРНК и регулируемые ими гены локализуются в различных участках.

Имеется значительное сходство в центральном биогенезе и функциях этих двух типов РНК. По своему химическому составу и механизмам действия они не различимы.

siРНК репл с мишени, полная комплементарность. miРНК с генов, неполная.

Вопрос №85