Quelltext der Seite RNA-Editing

'''RNA-Editing''' (aus dem Englischen), deutsch '''RNA-Edierung''' oder ''RNA-[[Editor (Software)|Edieren]]'', ist ein [[Biochemie|biochemischer]] Vorgang innerhalb bestimmter [[Zelle (Biologie)|Zellen]] oder [[Zellorganell]]en, der im Verlauf der [[Genexpression]] stattfinden kann und die Wiedergabe genetischer Information abändert.

Hierbei wird nach der [[Transkription (Biologie)|Transkription]] und vor einer [[Translation (Biologie)|Translation]] die [[Nukleotid-Sequenz]] des Transkripts hinsichtlich einzelner [[Nukleinbasen]] der [[MRNA|Messenger-RNA]] umgeändert; es stimmt dann nicht mehr mit der ursprünglichen [[genom]]ischen Nukleotid-Sequenz der DNA überein. Das RNA-Edieren stellt eine wichtige Form post[[Transkription (Biologie)|transkriptioneller]] Modifikation dar (siehe [[RNA-Prozessierung]]). Neben dem (kotranskriptionellen) [[Spleißen (Biologie)|Spleißen]] ({{enS|Splicing}}) wird durch RNA-Edierung die [[Biodiversität|Diversität]] des [[Transkriptom]]s vergrößert und so auch eine wesentlich höhere [[Protein]]<nowiki />vielfalt ermöglicht.

Grundsätzlich unterscheidet man beim RNA-Edieren zwischen Vorgängen, bei denen einzelne oder mehrere [[Nukleotide]] in die RNA eingefügt oder entfernt werden, was ''Insertions/Deletions-Editing'' genannt wird, und solchen, bei denen einzelne [[Nukleinbasen]] oder [[Ribose]]n eines RNA-Strangs chemisch modifiziert werden, beispielsweise ein [[Desaminierung|Desaminieren]] von [[Adenosin]] (A) zu [[Inosin]] (I) oder eine Konversion von [[Uridin]] (U) zu [[Pseudouridin]] (Ψ), was spezieller auch ''RNA-Modifikation'' heißt.

== RNA-Editing in Trypanosomen ==
In den [[Mitochondrium|Mitochondrien]] von [[Trypanosomen]] – Organismen, die sich zusätzlich durch eine weitere ungewöhnliche Form der RNA-Prozessierung auszeichnen, das [[Transspleißen]] – tritt in großem Umfang Insertions- und Deletions-Editing auf. Fast jedes zweite der [[Ribonukleotide]] mit der [[Nukleobase]] [[Uracil]] – der [[Uridin]]e – in den mitochondriellen mRNAs wird mithilfe eines sogenannten ''Editosoms'' in das primäre [[Transkription (Biologie)|Transkript]] eingefügt. Hierbei spielen sogenannte ''guide-RNAs'' sowohl für die Spezifität des Editosoms als auch für das Einfügen von Uridin-Einheiten unterschiedlicher Anzahl eine wichtige Rolle (vergleiche [[snoRNA]]s, die eine ähnliche Funktion erfüllen).<ref>K. D. Stuart, A. Schnaufer, N. L. Ernst, A. K. Panigrahi: ''Complex management: RNA editing in trypanosomes.'' In: ''[[Trends Biochem Sci]].'' 30(2), Feb 2005, S.&nbsp;97–105. PMID 15691655.</ref>

== RNA-Editing in höheren Eukaryoten ==
In höheren [[Eukaryoten]] wie beispielsweise [[Säugetiere]]n ist fast ausschließlich die chemische Modifikation einzelner [[Nukleotide]] als Editiermodus anzutreffen. Zu diesen RNA-Modifikationen zählen die Konversion von Uridin zu Pseudouridin und die 2’-OH-Methylierung von Ribosen (z.&nbsp;B. in [[ribosom]]alen RNAs, [[tRNA]]s und [[snRNA]]s); sie sind in vielen Fällen abhängig von Komplexen aus [[snoRNA]]s und Proteinen, den snoRNPs, und den verwandten scaRNPs. Weitaus verbreiteter ist aber die direkte [[enzym]]atische Veränderung von Basen, ohne Mithilfe von guide-RNAs. Vor allem [[Adenosin]]-Desaminasen ({{enS|adenosine deaminase acting on RNA}}, [[DRADA|ADAR]]) [[Desaminierung|desaminieren]] im menschlichen [[Transkriptom]] eine erhebliche Anzahl von Adenosinresten in RNA zu Inosin – das sich in der [[Basenpaarung]] wie Guanosin verhält – und verändern somit die Information von Tausenden von Transkripten, mit weitreichenden Folgen für [[Splicing]], RNA-Stabilität und [[Translation (Biologie)|Translation]].

Ein anderes gut untersuchtes Beispiel für RNA-Editing stellt die mRNA von ''ApoB'' dar, in der gewebsspezifisch ein „[[Cytidin|C]]-zu-[[Uridin|U]]-Editing“ als [[Desaminierung]] stattfindet. In der edierten RNA entsteht damit ein [[Stop-Codon]], was bei der [[Translation (Biologie)|Translation]] zu einer verkürzten Isoform des [[Apolipoprotein]]s B führt.<ref>J. Greeve: ''Inhibition of the synthesis of apolipoprotein B-containing lipoproteins.'' In: ''Handb Exp Pharmacol.'' (170), 2005, S.&nbsp;483–517. PMID 16596812.</ref> Das Protein APOBEC-1 im hierbei [[Katalytische Aktivität|katalytisch]] wirksamen Proteinkomplex ist ein prominenter Vertreter der gleichnamigen Proteinfamilie ([[APOBEC]]), die daneben auch [[Cytidin]]-Desaminasen (als {{enS|activation-induced cytidine deaminases}}, AICDA) umfasst. Ein weiteres Beispiel ist der [[Serotonin-Rezeptor#5-HT2-Rezeptoren|Serotonin-Rezeptor 5-HT<sub>2C</sub>]], dessen Spezifität für [[G-Protein]]e durch RNA-Editing so angepasst wird, dass in der Folge unterschiedliche [[Signaltransduktion]]swege beeinflusst werden können.<ref>J. Bockaert, S. Claeysen, C. Becamel, A. Dumuis, P. Marin: ''Neuronal 5-HT metabotropic receptors: fine-tuning of their structure, signaling, and roles in synaptic modulation.'' In: ''Cell Tissue Res.'' 326(2), 2006, S.&nbsp;553–572. PMID 16896947.</ref> Auch eine große Zahl spezifischer Transkripte in Zellen des [[Nervengewebe]]s zählt zu den Zielen der Editing-Maschinerie ([[Kalium-Kanal]] Kv1.1, [[Glutamat-Rezeptor]] etc.).

Eine wichtige Funktion des RNA-Editings besteht in der Unterdrückung der [[Retroposon|Retrotransposition]], vornehmlich von [[Alu-Sequenz|Alu-Elementen]], und in der Abwehr von [[RNA-Viren]] (inklusive [[Virusklassifikation#Baltimore-Gruppe VII|Retroviren]], z.&nbsp;B. von [[HIV]]-RNA) beziehungsweise von DNA-Viren mit genomischer RNA-Zwischenstufe ([[Virusklassifikation#Baltimore-Gruppe VII|Pararetroviren]], z.&nbsp;B. der prägenomischen RNA des [[Hepatitis-B-Virus]]). Auch die Diversität von Antikörpern wird mittels RNA-Editing erhöht.

[[Kalmare#Merkmale|Kalmare]] sind für ihr ausgeprägtes RNA-Editing bekannt.<ref>{{cite news |title=New genetic editing powers discovered in squid |url=https://phys.org/news/2020-03-genetic-powers-squid.html |accessdate=2020-04-05 |work=phys.org |language=en-us}}</ref><ref>{{cite web |title=Squids' Gene-Editing Superpowers May Unlock Human Cures |url=https://www.wired.com/story/squids-gene-editing-superpowers-may-unlock-human-cures/ |website=Wired |accessdate=2020-09-25 |language=en-us}}</ref> In den [[Nervenzelle]]n dieser [[Tintenfische]] findet ein ADAR-vermitteltes Editing in großem Umfang auch außerhalb des Zellkerns (Nukleus) statt, insbesondere im [[Zytoplasma]] ihrer [[Riesenaxon]]e, als regionspezifisch geregelte Prozessierung.<ref>{{cite journal |last1=Vallecillo-Viejo |first1=Isabel C. |last2=Liscovitch-Brauer |first2=Noa |last3=Diaz Quiroz |first3=Juan F. |last4=Montiel-Gonzalez |first4=Maria F. |last5=Nemes |first5=Sonya E. |last6=Rangan |first6=Kavita J. |last7=Levinson |first7=Simon R. |last8=Eisenberg |first8=Eli |last9=Rosenthal |first9=Joshua J. C. |title=Spatially regulated editing of genetic information within a neuron |journal=Nucleic Acids Research |year=2020 |volume=48 |issue=8 |pages=3999–4012 |doi=10.1093/nar/gkaa172 |pmid=32201888 |pmc=7192619 |language=en}}</ref>

== RNA-Editing in Pflanzen ==

In [[Plastid]]en von [[Samenpflanzen]] findet ein „[[Cytidin|C]]-zu-[[Uridin|U]]-Editing“ statt, wodurch etwa 20 bis 40 [[Nukleotide]] des Transkriptoms verändert werden. In den Mitochondrien [[Gefäßpflanzen|höherer Landpflanzen]] sind diese Veränderungen weitaus ausgeprägter; hier gibt es kein Gen, dessen Transkript nicht einer RNA-Modifikation unterliegt. Der Anteil der veränderten Nukleotide kann bis zu 20 % einer Gensequenz betragen. In niederen Pflanzen – wie [[Algen]] bis hin zu [[Lebermoose]]n – kommt RNA-Edition dagegen nicht vor.

== Erkrankungen durch Störung des RNA-Editing ==
Störungen des RNA-Editing-Apparates tragen vermutlich auch zu verschiedenen Erkrankungen des Menschen bei. Vermutet wird dies beispielsweise für die [[Amyotrophe Lateralsklerose]] (ALS) und für gewisse Formen von [[Epilepsie]], [[Schizophrenie]] und bestimmten neuronalen Erkrankungen.<ref>S. Maas, Y. Kawahara, K. M. Tamburro, K. Nishikura: ''A-to-I RNA Editing and Human Disease.'' In: ''RNA Biol.'' 3(1), 12. Januar 2006, S.&nbsp;1–9. PMID 17114938.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Genexpression|Rna-Edition]]