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2023-01-17T13:17:31Z

Abbau der RNA: -BKL-Link

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[[Datei:3F73.png|mini|174x174px|Argonautenprotein (grau) mit Leitstrang (rot) und abzubauendem Zielstrang (grün)]]

Der '''RNA-induced silencing complex''' (RISC) ist ein Komplex aus [[RNA]] und [[Protein]]en. Bei der RNA handelt es sich um eine [[small interfering RNA]] (siRNA) oder [[microRNA]] (miRNA) und beim Proteinanteil um Proteine der [[Argonautenproteine|Argonaut-Familie]] und auch weitere Proteine. Die Funktion des RISC liegt darin, die Produktion spezifischer Proteine auszuschalten ([[Gen-Knockout]]) oder zu verringern ([[Gene knockdown|Gen-Knockdown]]), indem er die für diese Proteine codierende [[mRNA]] abbaut oder ihre [[Translation (Biologie)|Translation]] hemmt. Dieser Prozess wird als [[RNA-Interferenz]] bezeichnet.

== Bildung des Komplexes ==
Die Zusammensetzung des Komplexes variiert je nach verwendeter interferierender RNA und RNA-Interferenzweg und kann sich zudem von [[Art (Biologie)|Spezies]] zu Spezies unterscheiden. Für die grundlegenden Funktionen des ''RNA-induced silencing complex'' sind Proteine der Argonaut-Familie verantwortlich. Die Bildung des ''RNA-induced silencing complex'' an sich ist ein mehrstufiger Prozess und findet in den sogenannten [[P-body|P-Bodys]] im [[Cytosol|Zytosol]] statt.[[Datei:Aktiver RISC aus Ago2 und siRNA.jpg|mini|Der aktive RISC besteht aus dem Argonautenprotein Ago2, weiteren Proteinen und der einzelsträngigen siRNA.|173x173px]]Im ersten Schritt werden die durch [[Dicer]] von einer doppelsträngigen RNA abgeschnittenen 19 bis 23 Basenpaare umfassenden doppelsträngigen siRNA- oder miRNA-Moleküle an die Argonautenproteine des ''RNA-induced silencing complex'' übergeben. Dieser mit dsRNA beladene Komplex wird auch als Prä-RISC bezeichnet. Dabei wird angenommen, dass die für die Bildung interferierender RNA verantwortlichen Enzyme mit dem ''RNA-induced silencing complex'' interagieren und die Übergabe vermitteln. Die interferierende RNA kann ihrerseits indirekt steuern, auf welche Argonautenproteine sie übergeben wird. So konnte am Beispiel der [[Taufliegen|Fruchtfliege]] ''Drosophila melanogaster'' gezeigt werden, dass zumindest in dieser die doppelsträngige und meist nicht perfekt gepaarte miRNA vom Dicer [[DCR1]] mit der doppelsträngigen-RNA-Bindungsdomäne [[Loquacious]] (LOQS) an das Argonautenprotein [[AGO1]] übergeben wird. Doppelsträngige perfekt gepaarte siRNA wird in ''Drosophila melanogaster'' hingegen von Dicer [[DCR2]] mit der doppelsträngigen-RNA-Bindungsdomäne [[R2D2 (Proteindomäne)|R2D2]] an das Argonautenprotein [[AGO2]] übertragen. Dank der direkten Übergabe interferierender RNA kann zudem sichergestellt werden, dass keine einzelsträngigen Abbauprodukte der mRNA in den ''RNA-induced silencing complex'' gelangen und so eine Fehlsteuerung der RNA-Interferenz verursachen.

In einem zweiten Schritt werden innerhalb des zuvor gebildeten Prä-RISC die Doppelstränge der gebundenen siRNA oder miRNA entwunden und gespalten. Der als Leitstrang bezeichnete RNA-Einzelstrang verbleibt im ''RNA-induced silencing complex'', der in diesem Zustand Holo-RISC genannt wird, während der andere Strang den Komplex verlässt und abgebaut wird. Die Auswahl des Leitstrangs erfolgt dabei hochspezifisch. Im ''RNA-induced silencing complex'' verbleibt von den beiden möglichen Strängen doppelsträngiger interferierender RNA der Strang, der an seinem 5'-Ende eine geringere thermodynamische Stabilität aufweist.<ref>{{Literatur |Autor=Dianne S. Schwarz, György Hutvágner, Tingting Du, Zuoshang Xu, Neil Aronin |Titel=Asymmetry in the Assembly of the RNAi Enzyme Complex |Sammelwerk=Cell |Band=115 |Nummer=2 |Datum=2003-10-17 |ISSN=0092-8674 |DOI=10.1016/S0092-8674(03)00759-1 |PMID=14567917 |Seiten=199–208}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Anastasia Khvorova, Angela Reynolds, Sumedha D. Jayasena |Titel=Functional siRNAs and miRNAs Exhibit Strand Bias |Sammelwerk=Cell |Band=115 |Nummer=2 |Datum=2003-10-17 |ISSN=0092-8674 |DOI=10.1016/S0092-8674(03)00801-8 |PMID=14567918 |Seiten=209–216}}</ref>

Im dritten Schritt wird schließlich eine zum Leitstrang komplementäre Ziel-mRNA in den ''RNA-induced silencing complex'' eingebaut. Für die Bindung der Ziel-mRNA ist eine thermodynamische Stabilität des Leitstrang-mRNA-Komplexes am 5'-Ende des Leitstrangs von besonderer Bedeutung.<ref>{{Literatur |Autor=Stefan Ludwig Ameres, Javier Martinez, Renée Schroeder |Titel=Molecular Basis for Target RNA Recognition and Cleavage by Human RISC |Sammelwerk=Cell |Band=130 |Nummer=1 |Datum=2007-07-13 |ISSN=0092-8674 |DOI=10.1016/j.cell.2007.04.037 |PMID=17632058 |Seiten=101–112}}</ref> Die Aufnahme der mRNA in den Komplex kann zudem durch an die mRNA gebundene [[Ribonukleoproteine]] beeinflusst werden. Diese können Bindungsstellen der mRNA blockieren oder sonst auf Grund von Sekundärstrukturen unzugängliche Bindungsstellen freigeben.

== Abbau der RNA ==
Die siRNA bzw. miRNA des RISC bindet, wie bereits genannt, an die korrespondierende Ziel-mRNA. Daraufhin wird durch Aktivierung des Argonaut-Proteins, das als [[Ribonuklease]] wirkt, die Ziel-mRNA bei perfekter Paarung abgebaut. Dies ist häufig bei siRNAs der Fall. Eine weitere Möglichkeit ist die [[Enzyminhibition|Inhibition]] der [[Translation (Biologie)|Translation]], was vorkommt, wenn die Paarung der Ziel-RNA nicht perfekt mit der des Leitstrangs übereinstimmt, wie es häufig bei miRNAs vorkommt. Für diese Funktion wird auch keine Ribonuklease-Aktivität benötigt. Dadurch wird die verfügbare Menge an bestimmter mRNA verringert, sodass auch das entsprechende Protein nur noch in geringen Mengen oder überhaupt nicht mehr produziert werden kann. Man könnte also sagen, dass der Informationstransport gehemmt wird. Dabei wirkt der RNA-Protein-Komplex als [[Enzym]], kann also mehrfach hintereinander mRNAs abfangen und abbauen und auf diesem Wege die Effektivität eines Gens verringern oder abschalten.

== Literatur ==
* Michael T. McManus, [[Phillip Allen Sharp]]: ''Gene silencing in mammals by small interfering RNAs''. In: ''Nature Rev. Genet.'', 3 (2002), S. 737–747.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Molekularbiologie|Rna-induced silencing complex]]
[[Kategorie:Ribonukleoprotein]]
[[Kategorie:Proteinkomplex]]

RNA-induced Silencing Complex - Versionsgeschichte

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