piRNA (biologia)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

piRNA (ang. piwi-interacting RNA) – niekodujące cząsteczki RNA (ncRNA, ang. noncoding RNA) wykazujące aktywność małych regulatorowych RNA (srRNA, ang. small regulatory RNA), tworzące kompleksy z białkami piwi i biorące udział w epigenetycznych oraz potranskrypcyjnych mechanizmach wyciszania retrotranspozonów i innych elementów genetycznych związanych z przemieszczaniem się genów w procesie transpozycji. Cząsteczki piRNA wykazują ekspresję w komórkach zwierząt, głównie w męskich komórkach płciowych, w procesie spermatogenezy. Jedną z charakterystycznych cech cząsteczek piRNA jest ich największa długość (26-31 nukleotydów) spośród znanych klas małych, niekodujących, regulatorowych RNA, jak: siRNA (ang. small interfering RNA), tasiRNA (ang. trans-acting small interfering RNA), rasiRNA (ang. repeat-associated small interfering RNA), tncRNA (ang. tiny noncoding RNA), miRNA (mikroRNA) oraz saRNA (ang. small activating RNA). Szlak syntezy i dojrzewania piRNA jest słabo poznany (stan wiedzy z roku 2012). Wykazano, że różni się on istotnie od biosyntezy cząsteczek miRNA i siRNA, prezentując jednak wiele podobieństw do szlaku syntezy małych interferujących czynników trans-rasiRNA, które mogą stanowić podklasę piRNA.

Cytoplazma – część protoplazmy komórki eukariotycznej pozostająca poza jądrem komórkowym a w przypadku, z definicji nie posiadających jądra, komórek prokariotycznych – cała protoplazma.Transpozycja − proces przemieszczania się transpozonu na inną pozycje w genomie tej samej komórki. Transpozony czyli ruchome elementy genetyczne, zmieniające swą lokalizację w obrębie genomu, odkryto już w latach 50. XX wieku. Dokonała tego Barbara McClintock za co otrzymała Nagrodę Nobla w 1983 roku. Transpozycja powoduje mutacje i może zmieniać ilość DNA w genomie. W procesie transpozycji niezbędne są enzymy: polimeraza oraz ligaza.

Charakterystyczne cechy piRNA[ | edytuj kod]

Struktura piRNA
  • długość między 26 a 32 nukleotydów
  • biogeneza niezależna od białka dicer, amplifikacja piRNA według modelu „ping-pong”
  • tworzenie kompleksów piRNA-białka piwi: HILI, HIWI1, HIWI2 (człowiek), MILI, MIWI, MIWI2 (mysz), Piwi, Aubergine, Ago3 (muszka owocowa), RG-1 (nicień Caenorhabditis elegans)
  • udział w wyciszaniu transpozonów i powtórzeń DNA, u ssaków także w metylacji DNA sekwencji transpozonowych
  • brak wspólnego motywu sekwencji (niski konserwatyzm sekwencyjny)
  • brak wspólnego motywu II-rzędowej struktury przestrzennej cząsteczek
  • piRNA zidentyfikowano w komórkach zwierząt: bezkręgowców i kręgowców,
  • różne gatunki charakteryzuje często odmienna biogeneza i różny model działania, przy zachowaniu tej samej funkcji cząsteczek piRNA,
  • jak dotąd (2012), w komórkach ssaczych poznano setki tysięcy różnych piRNA, a powstanie tak dużej liczby tych cząsteczek może być związane z niewielkim konserwatyzmem sekwencji tych cząsteczek, gdzie w komórkach myszy opisano ponad 50 000 a w komórkach muszki owocowej ponad 13 000 różnych sekwencji piRNA
  • cząsteczki piRNA podlegają często modyfikacjom zarówno od 5’ jak i 3’ końca, co tłumaczy się zwiększeniem ich trwałości i stabilności w komórkach
  • 5’ koniec piRNA zakończony jest nukleotydem urydynowym (U) zarówno w przypadku kręgowców, jak i bezkręgowców,
  • cząsteczki piRNA w komórkach nicienia Caenorhabditis elegans zawierają monofosforan na końcu 5', natomiast koniec 3’ nici podlega modyfikacji blokującej grupę hydroksylową w pozycji 2’ lub 3’ rybozy
  • obecność modyfikacji potranskrypcyjnej, 2'-O-metylo-RNA, na 3’ końcu cząsteczek piRNA potwierdzono w komórkach muszki owocowej, komórkach ryby Danio, komórkach myszy, jak również komórkach szczura.
  • Epigenetyka – nauka zajmująca się badaniem zmian ekspresji genów, które nie są związane ze zmianami w sekwencji nukleotydów w DNA. Ekspresja ta może być modyfikowana przez czynniki zewnętrzne i podlegać dziedziczeniu. miRNA (mikroRNA) – jednoniciowe cząsteczki RNA o długości ok. 21-23 nukleotydów, regulujące ekspresję innych genów. miRNA kodowane są przez genom komórki, jak normalne geny, i transkrybowane przez RNA polimerazę II, tak samo, jak mRNA. Prekursorem są niewielkie RNA, o strukturze spinki do włosów, które ulegają obróbce podobnie do siRNA. Wchodzą w skład kompleksów rybonukleoproteinowych blokujących specyficznie translację mRNA i nadają im specyficzność. W odróżnieniu od siRNA, miRNA nie posiadają 100%-owej identyczności sekwencji do docelowego mRNA. miRNA są zaangażowane w negatywną regulację ekspresji genów podczas rozwoju; ocenia sie, ze biorą udział w regulacji 30% ludzkich genów. Są mediatorami mechanizmu interferencji z translacją mRNA (RNAi).


    Podstrony: 1 [2] [3] [4]




    Warto wiedzieć że... beta

    Danio pręgowany (Danio rerio) – słodkowodna ryba z rodzinykarpiowatych. Popularna w hodowlach akwariowych. Do D. rererio włączony jest także Danio frankei opisany pierwotnie jako Brachydanio frankei Meinken. W 1993 roku Axel Meyer z zespołem, opublikował wyniki badań filogenetycznych, które wykazały minimalne różnice między badanymi okazami D. rerio i D. frankei, a w rezultacie pozwoliły na połączenie obu taksonów w D. rerio.
    PMID (ang. PubMed Identifier, PubMed Unique Identifier) – unikatowy identyfikator przypisany do każdego artykułu naukowego bazy PubMed.
    Transpozon − sekwencja DNA, która może przemieszczać się na inną pozycje w genomie tej samej komórki w wyniku procesu zwanego transpozycją. Transpozycja często powoduje mutacje i może zmieniać ilość DNA w genomie. Transpozony są także nazywane "wędrującymi genami" lub "skaczącymi genami" (ang. jumping genes) oraz "mobilnymi elementami genetycznymi" (ang. mobile genetic elements). Za badania nad transpozonami u kukurydzy, powodującymi zmiany ubarwienia nasion, Barbara McClintock otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w roku 1983.
    Genom – materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Termin mylony jest z genotypem, czyli całością informacji genetycznej zawartej w chromosomach organizmu.
    Caenorhabditis elegans (czyt. cenorabditis elegans) – wolno żyjący, niepasożytniczy nicień, o długości ok. 1 mm, bytujący w glebach klimatu umiarkowanego. Jego pożywienie stanowią mikroorganizmy, w tym bakterie używane w hodowli laboratoryjnej (np. Escherichia coli). Znany od XIX wieku, od połowy lat 60. XX wieku jest używany jako organizm modelowy we współczesnej genetyce i naukach biologicznych.
    Jądro komórkowe, nukleus - otoczone błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych, z wyjątkiem tych, które wtórnie je utraciły w trakcie różnicowania, np. dojrzałe erytrocyty ssaków. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, głównie histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagane jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów.
    Koniec 5′ (czytaj: „koniec pięć prim”) – koniec nici kwasu nukleinowego (DNA lub RNA), jeden z jej skrajnych nukleotydów, zawierający wolną lub fosforylowaną grupę 5′-hydroksylową.

    Reklama