Was ist kleine RNA?
Kleine RNA ist ein Begriff, der verwendet wird, um mehrere Klassen von nichtkodierenden Ribonukleinsäuren (ncRNA) zu beschreiben. Obwohl der Begriff " kleine RNA" häufig zur Beschreibung der kurzen Ketten von ncRNA in Bakterienzellen verwendet wird, gilt er auch als Überbegriff für andere Arten von ncRNA, die an Tieren, Pflanzen und Pilzen untersucht wurden. Kleine RNA ist stark an der Genregulation beteiligt und kann in der Gentherapie Anwendung finden.
ncRNA unterscheidet sich in der Funktion von anderer RNA darin, dass sie ein Protein nicht direkt codiert. Stattdessen ist ncRNA an anderen zellulären Funktionen beteiligt, einschließlich der Genexpression und -modifikation. Kleine RNA-Moleküle bestehen normalerweise aus etwa 20 bis 30 Nukleotiden. Es gibt viele Arten kleiner RNAs, einschließlich microRNAs (miRNAs), short interfering RNAs (siRNAs) und small nucleolar RNAs (snoRNAs).
Bestimmte Arten kleiner RNA, wie z. B. microRNA und siRNA, sind für die Stummschaltung von Genen wichtig. Gene Silencing ist ein Prozess der genetischen Regulation, bei dem ein normalerweise exprimiertes Gen durch ein intrazelluläres Element, in diesem Fall die kleine RNA, ausgeschaltet wird. Das Protein, das normalerweise durch diese genetische Information gebildet würde, wird nicht aufgrund von Interferenzen gebildet, und die im Gen codierte Information wird an der Expression gehindert.
Gene Silencing spielt eine wichtige Rolle beim natürlichen Schutz von Organismen vor Virenbefall. Untersuchungen haben gezeigt, dass siRNA auch therapeutische Anwendungen haben kann, da sie dazu verwendet werden kann, das Ausschalten eines Zielgens künstlich zu induzieren. Die Komplexität der genetischen Regulation erschwert die Entwicklung des therapeutischen Potenzials von siRNA, zumal sie sich bei verschiedenen Zelltypen unterschiedlich verhält.
snoRNAs, eine andere Klasse kleiner RNAs, wirken als Mediatoren bei der chemischen Modifikation anderer RNA-Moleküle. Zum Beispiel helfen snoRNAs dabei, die Modifikation von prä-ribosomaler RNA (prä-rRNA) zu steuern und erleichtern deren Entwicklung zu reifer ribosomaler RNA (rRNA), die einer der Hauptbestandteile von Ribosomen ist. Einige snoRNAs scheinen nicht auf ein bestimmtes RNA-Molekül abzuzielen und haben möglicherweise andere Funktionen, wie die Regulierung des alternativen Spleißens oder der Wiederverbindung von RNA-Sequenzen.
Die Wirkungen kleiner RNA wurden an mehreren Modellorganismen untersucht. Viele davon sind Pflanzen wie die Blütenpflanze Arabidopsis thaliana, Mais und Reis. Andere Modelle sind der Fadenwurm Caenorhabditis elegans, die Fruchtfliege Drosophila melanogaster, Mäuse und Menschen. Mit diesen und anderen Organismen erforschen Wissenschaftler aus der angewandten Biologie und Medizin das Potenzial der kleinen RNA als Instrument zur genetischen Manipulation.