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RNA-Interferenz und Gen-Silencing einfach erklärt: miRNA vs siRNA, Anwendung in Therapie und Krebsforschung

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RNA-Interferenz und Gen-Silencing einfach erklärt: miRNA vs siRNA, Anwendung in Therapie und Krebsforschung
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Maja

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RNA-Interferenz ist ein natürlicher Mechanismus zur Genregulation und Virusabwehr in Zellen. RNA-Interferenz einfach erklärt: Kurze RNA-Moleküle binden an komplementäre mRNA und hemmen deren Translation oder bewirken ihren Abbau. Zwei Haupttypen sind microRNA (miRNA) und small interfering RNA (siRNA). miRNAs regulieren zelleigene Gene, während siRNAs vor allem bei der Virusabwehr eine Rolle spielen. Beide Typen nutzen den RISC-Komplex zur Erkennung und Regulierung von Ziel-mRNAs. RNA-Interferenz kann auch zur gezielten Genmanipulation in der Forschung und möglicherweise in der Therapie eingesetzt werden.

28.2.2021

1291

RNA-Interferrenz und Gen-Silencing
Function
Mithilfe von Gurzen, doppel strängigen RNA-Molecuilen wird die informationstragende mRNA gezielt

Funktion des RISC-Komplexes

Die dritte Seite veranschaulicht die Funktion des RISC-Komplexes (RNA-induzierter Stillungs-Komplex) im Zusammenhang mit miRNA und siRNA.

Highlight: Der RISC-Komplex spielt eine zentrale Rolle bei der RNA-Interferenz, indem er sowohl mit miRNA als auch mit siRNA interagiert.

Die Seite zeigt, wie der RISC-Komplex an mRNA bindet und unterschiedliche Effekte auslöst, abhängig von der Übereinstimmung zwischen der Leit-RNA (miRNA oder siRNA) und der Ziel-mRNA:

  1. Bei weitreichender Übereinstimmung:

    Example: Der RISC-Komplex bewirkt einen direkten Abbau der mRNA, ohne dass eine Translation stattfindet.

  2. Bei weniger weitreichender Übereinstimmung:

    Example: Die Translation wird verlangsamt, aber nicht vollständig unterbunden.

Die Grafik auf dieser Seite illustriert den zyklischen Prozess der RISC-Funktion:

  1. Bindung des RISC an die Ziel-mRNA
  2. Regulierung der mRNA (Abbau oder Translationshemmung)
  3. Freisetzung des RISC-Komplexes

Vocabulary: Der Enzymkomplex, der die doppelsträngige RNA spaltet und an den RNA-Einzelstrang bindet, ist ein wesentlicher Bestandteil des RISC-Mechanismus.

Diese Seite verdeutlicht die Vielseitigkeit und Effizienz der RNA-Interferenz als Mechanismus zur Genregulation und Virusabwehr. Sie zeigt auch, wie die Unterschiede zwischen miRNA und siRNA sich in ihrer Wirkungsweise manifestieren, was für das Verständnis der RNA-Interferenz bei Menschen und in der RNA-Interferenz Gentechnik von großer Bedeutung ist.

RNA-Interferrenz und Gen-Silencing
Function
Mithilfe von Gurzen, doppel strängigen RNA-Molecuilen wird die informationstragende mRNA gezielt

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siRNA und ihre Rolle in der Virusabwehr

Die zweite Seite konzentriert sich auf small interfering RNA (siRNA) und ihre Funktion in der Virusabwehr.

Definition: siRNA (small interfering RNA) sind kurze RNA-Stücke von 20-25 Nukleotiden, die aus doppelsträngiger viraler RNA durch den Dicer-Enzymkomplex geschnitten werden.

Im Gegensatz zu miRNA, die zelleigenen Ursprungs ist, stammt siRNA aus zellfremden Quellen und wird zum Ausschalten fremder Gene genutzt. Der Mechanismus ähnelt dem der miRNA:

Highlight: Wie bei der miRNA verbindet sich auch die siRNA mit einem speziellen Protein zum RISC-Komplex. Dieser nutzt die siRNA als Leitsequenz, um gezielt virale RNA zu erkennen und zu zerstören.

Die Seite erklärt auch das Konzept des transkriptionellen Gen-Silencings:

Vocabulary: Transkriptionelles Gen-Silencing bezeichnet die Möglichkeit, die Transkription gezielt auszuschalten. Dies geschieht durch RITS-Komplexe (RNA-induzierte transkriptionale Stillungskomplexe), die DNA-Methylierung oder Heterochromatinbildung initiieren können.

Example: RITS-Komplexe erkennen komplementäre mRNA-Moleküle während ihrer Entstehung an der RNA-Polymerase und können so die erneute Transkription dauerhaft unterbinden.

RNA-Interferrenz und Gen-Silencing
Function
Mithilfe von Gurzen, doppel strängigen RNA-Molecuilen wird die informationstragende mRNA gezielt

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RNA-Interferenz und Gen-Silencing

Die erste Seite führt in die Grundlagen der RNA-Interferenz und des Gen-Silencings ein. Es wird erklärt, wie kurze, doppelsträngige RNA-Moleküle gezielt die informationstragende mRNA zerstören können. Dieser Mechanismus dient sowohl der Regulation der Genexpression als auch der Virusabwehr in Zellen.

Ein Schwerpunkt liegt auf der Erklärung von microRNA (miRNA):

Definition: miRNAs sind kurze, nicht für den Proteinbau codierende RNA-Moleküle, die durch Transkription zelleigener DNA-Abschnitte gebildet werden.

Der Entstehungsprozess von miRNA wird detailliert beschrieben, von der Transkription über die komplementäre Faltung bis hin zur Verarbeitung durch den Dicer-Enzymkomplex.

Highlight: Der RISC (RNA-induzierter Stillungs-Komplex) spielt eine zentrale Rolle bei der miRNA-Funktion. Er nutzt die miRNA als Leitsequenz, um komplementäre mRNA-Moleküle zu finden und deren Translation zu hemmen oder Abbau zu initiieren.

Die Seite erklärt auch das Konzept des Gen-Silencings:

Vocabulary: Gen-Silencing bezeichnet die Fähigkeit eukaryotischer Zellen, die Genexpression gezielt zu verlangsamen oder auszuschalten. Da dies nach der Transkription stattfindet, wird es auch als posttranscriptionelles Gen-Silencing bezeichnet.

Example: Bei Menschen wurden inzwischen über 1500 verschiedene miRNAs identifiziert, was die Bedeutung dieses Mechanismus für die Genregulation unterstreicht.

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Im Gegensatz zu miRNA, die zelleigenen Ursprungs ist, stammt siRNA aus zellfremden Quellen und wird zum Ausschalten fremder Gene genutzt. Der Mechanismus ähnelt dem der miRNA:

Highlight: Wie bei der miRNA verbindet sich auch die siRNA mit einem speziellen Protein zum RISC-Komplex. Dieser nutzt die siRNA als Leitsequenz, um gezielt virale RNA zu erkennen und zu zerstören.

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Vocabulary: Transkriptionelles Gen-Silencing bezeichnet die Möglichkeit, die Transkription gezielt auszuschalten. Dies geschieht durch RITS-Komplexe (RNA-induzierte transkriptionale Stillungskomplexe), die DNA-Methylierung oder Heterochromatinbildung initiieren können.

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Definition: miRNAs sind kurze, nicht für den Proteinbau codierende RNA-Moleküle, die durch Transkription zelleigener DNA-Abschnitte gebildet werden.

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