RNA-Interferenz

Zunächst wurde RNA-Interferenz bei Eukaryoten entdeckt - eigentlich ungewöhnlich,werden doch sonst viele genetisch Phänomene zunächst bei den einfacherenProkaryoten entdeckt und aufgeklärt, beispielsweise die Genregulation nach demRepressor-Operator-Prinzip.

Was versteht man nun unter dem Begriff RNA-Interferenz? Die Definitionin der Wikipedia finde ich recht brauchbar:

"Die RNA-Interferenz (kurz RNAi oder auch RNA-Silencing) ist ein natürlicherMechanismus in den Zellen von eukaryotischen Lebewesen, welcher der zielgerichtetenHemmung der Übersetzung (Translation) bestimmter genetischer Informationen inein Merkmal dient."

In pro- und eukaryotischen Zellen gibt es mehrere verschiedene Mechanismen zurRegulation der Transkriptionsrate eines Gens. Zum Beispiel kann ein Repressorproteinso vor ein Gen setzen, dass die RNA-Polymerase keinen Zugang mehr hat. Dieses Prinziphaben wird am Beispiel des lac-Operons der Bakterien kennengelernt.Bei Eukaryoten sind Silencer und Enhancer bekannt, die dieTranskriptionsrate bestimmter Gene erniedrigen bzw. erhöhen. Eine weitere Möglichkeitder Genregulation auf Transkriptionsebene ist die Methylierung bestimmterDNA-Abschnitte, die nicht oder nur vermindert transkribiert werden sollen.

Die RNA-Interferenz ist nun eine Regulation auf Translationsebene. Sie erinnernsich? Die Translation ist der zweite Schritt der Proteinbiosynthese. Bei der Transkriptionwird die DNA eines Gens oder eines ganzen Operons in Form von mRNA-Molekülenkopiert, und bei der Translation werden die auf der mRNA in Form von Basentriplettsgespeicherten Anweisungen in eine Sequenz von Aminosäuren übersetzt. Beider RNA-Interferenz lagert sich nun ein zur mRNA komplementäres RNA-Molekülan die mRNA an, so dass diese nicht von den Ribosomen translatiert werden kann. Eineffektiver Mechanismus der Translationskontrolle.

Auf die Einzelheiten dieses Mechanismus möchte ich an dieser Stelle nichtweiter eingehen und verweise auf die hervorragendeund sehr detaillierte Darstellung in der Wikipedia.

In einem spektrumdirekt-Artikelvom 03.11.2010 ist von RNA-Interferenz bei Prokaryoten die Rede. Und zwar werdenBakterien und andere Prokaryoten ja ständig von Viren angegriffen, die ihreDNA in die prokaryotische Zelle injizieren, um den Proteinsyntheseapparat der Wirtszellezur Produktion neuer Viren umzuprogrammieren. Im Laufe der Evolution haben sich aberGegenmaßnahmen bei den Prokaryoten entwickelt, um solche Viren-DNA zu bekämpfen.

Irgendwie sind manche Prokaryoten in der Lage, Viren-DNA, von denen sie einmalbefallen worden sind, in ihre eigene DNA einzubauen. Auf diese Weise könnentypische Genabschnitte von vier, fünf oder mehr verschiedenen Viren in der Prokaryoten-DNAgespeichert werden. Bei jeder Zellteilung wird diese Viren-DNA natürlich mitkopiertund auf die Tochterzellen übertragen.

Es handelt sich hierbei nicht etwa um sogenannte Proviren.Das sind ja virale DNA-Abschnitte, die von den Viren selbst in die Prokaryoten-DNAintegriert werden. Solche Proviren können unter bestimmten Umständen aktiviertwerden und verhalten sich dann wieder wie normale Viren, sie programmieren die Zellealso um.

Die Bakterienzelle transkribiert diese "Virenmuster" ständig, dabeientstehen RNA-Moleküle, die in dem Artikel als crRNA bezeichnetwerden. Wird eine Bakterienzelle nun von einem solchen Virus befallen, so setzt sichdie entsprechende komplementäre crRNA an die eingedrungene Viren-DNA - und Schlussist mit Lustig. Die Viren-DNA kann nicht transkribiert werden und ist damit wirkungslos.

Wer mehr über den Mechanismus der RNA-Interferenz bei Prokaryoten wissenwill, geht auf die Vertiefungsseite…