Name: Luca B., 2019-12
Die RNA-Interferenz ist ein Mechanismus bei Eukaryoten, der einer zeitweiligen Gen-Stilllegung dient. Sie verhindert, dass ein spezifisches Protein hergestellt werden kann (ähnlich wie Crisper Cas).
Virusabwehr
Die RNA-Interferenz dient vor allem Pflanzen als Abwehr gegen RNA-Viren. Dies geschieht durch "Small interfering RNA" (kurz SiRNA).
Dies sind kurze, einzel-oder doppelsträngige DNA Abschnitte mit einer Länge von 20-25 Basenpaaren (werden bei der Replikation mit vermehrt). Diese Abschnitte helfen Pflanzenzellen, die fremde DNA zu erkennen und zu zerstören. Ist SiRNA in den Zellen, löst sich die mRNA (messenger RNA) auf, sodass entsprechende Protein nicht codiert werden kann. Dieser Mechanismus wurde auch bei Pilzen, Insekten und Fadenwürmern entdeckt.
Säugetiere können durch eigene miRNA (micro RNA) die Replikation von Viren hemmen. Micro RNA ist kleine, nichtcodierende RNA von 21-23 Nukleotiden Länge.
Regulation der Genexpression
Micro RNAs steuern die Genaktivität durch eine Modifizierung (Veränderung, Anpassung oder Umwandlung) der mRNAs, die während oder nach der Transkription erfolgen können.
Die Aktivität von ca. 30% unserer Gene, werden von Micro RNAs gesteuert.
Sie steuern häufig Transkriptionsfaktoren (Proteine, die für die Initiation der RNA-Polymerase verantwortlich sind) und Funktionen unseres Immunsystems.
Wichtige Kontrolle von Transposons
Eine weitere Funktion der RNA-Interferenz ist die Kontrolle von Transposons. Transposons sind DNA- Abschnitte, die ihre Position verändern können. Sie werden deshalb auch springende Gene genannt. Sie werden von der piRNA (PIWI- interacting RNAs) gesteuert. PiRNAs sind etwas länger als miRNAs (26-31 Nukleotide). Sie binden an PIWI-Proteine, welche ausschließlich in Geschlechtszellen zu finden sind. Deshalb spielt die RNA-Interferenz eine wichtige Rolle bei der Bildung von Spermien und bei der Entwicklung der Embryos.
Verwendung in der Forschung und Medizin
Die RNA-Interferenz kann dafür eingesetzt werden, Gen-Segmente still zu legen, sodass keine unerwünschten Proteine hergestellt werden. Es gibt bereits das Medikament "Patisiran", was die Gen-Stilllegung des Wildtyps des Transthyretin-Gen(TTR) und des mutierten TTR-Gens (ATTR) bewirkt. Transthyretin ist ein Transportprotein für das Schilddrüsenhormon Thyroxin, welches hauptsächlich in der Leber hergestellt wird. Durch die Mutation kommt es zu Ablagerungen unlöslicher Protein-Fibrillen in inneren Organen (häufig Herz) und zu einem chronischen Mangel des Transportproteins.
Weitere Medikamente sind noch in der Erforschung!