RNA-Prozessierung und alternatives Spleißen

Die RNA-Prozessierung ist ein wichtiger Schritt in der Genregulation bei Eukaryoten. Ein besonders interessanter Mechanismus ist das alternative Spleißen.

Example: Beim alternativen Spleißen können aus einer prä-mRNA verschiedene reife mRNA-Moleküle entstehen, was die Anzahl möglicher Proteine, die codiert werden können, stark erhöht.

Das alternative Spleißen funktioniert wie folgt:

1. Nicht nur Introns, sondern auch Exons können aus der prä-mRNA geschnitten werden.
2. Dadurch können aus einer einzigen prä-mRNA verschiedene reife mRNA-Moleküle entstehen.
3. Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung der Anzahl möglicher Proteine, die von einem Gen codiert werden können.

Highlight: Das alternative Spleißen ist ein Schlüsselmechanismus der Genexpression bei Eukaryoten und trägt wesentlich zur Proteindiversität bei.

Die Regulation der Transkription wird auch durch die Bindung von Transkriptionsfaktoren an regulatorische DNA-Abschnitte beeinflusst:

• Enhancer verstärken die Transkription
• Silencer hemmen die Transkription

Interessanterweise können Enhancer und Silencer oft weit von der Transkriptionsstartstelle entfernt liegen. Die DNA bildet Schleifen, um Wechselwirkungen zwischen diesen regulatorischen Elementen und dem Transkriptionsapparat zu ermöglichen.

Vocabulary: Spezifische Transkriptionsfaktoren sind Proteine, die an bestimmte DNA-Sequenzen binden und die Genexpression regulieren.

RNA-Interferenz und posttranslationale Modifikation

Die RNA-Interferenz ist ein wichtiger Mechanismus der Genregulation bei Eukaryoten, der die Translation von mRNA blockieren kann. Dieser Prozess involviert microRNA (miRNA) und den RISC-Proteinkomplex.

Der Ablauf der RNA-Interferenz:

1. miRNA ist zunächst einzelsträngig, faltet sich dann zu einem Doppelstrangabschnitt.
2. RISC-Proteinkomplexe binden im Cytoplasma an miRNA und zerlegen sie in Einzelstränge.
3. Der miRNA-Einzelstrang bindet an die Oberfläche des RISC-Proteinkomplexes.
4. Da der miRNA-Einzelstrang komplementär zu einer Teilsequenz der mRNA ist, bindet er daran und blockiert so die Translation der mRNA.

Highlight: Die RNA-Interferenz ist ein wichtiger Mechanismus zur Feinregulierung der Genexpression auf post-transkriptioneller Ebene.

Die posttranslationale Modifikation ist ein weiterer wichtiger Schritt in der Genregulation:

• Sie findet nach der Translation statt.
• Entstandene Polypeptidkette/Proteine nehmen ihre räumliche Struktur ein.
• Durch Anheften von Phosphatgruppen oder Zuckerketten können Proteine reversibel inaktiviert werden.
• Dies reguliert die Aktivität der entstandenen Proteine.

Vocabulary: Das Proteasom ist ein molekularer "Schredder", der Proteine abbaut, die nicht mehr benötigt werden.

Der Abbau von Proteinen durch das Proteasom ist ein wichtiger Mechanismus zur Regulierung der Proteinkonzentration in der Zelle. Dies zeigt, dass die Genregulation bei Eukaryoten ein kontinuierlicher Prozess ist, der von der DNA-Ebene bis hin zum fertigen Protein reicht.

Example: Die RNA-Interferenz wird in der Forschung als potenzielle RNA-Interferenz Therapie bei verschiedenen Krankheiten, einschließlich Krebs, untersucht.