mirtron
esiRNA
TÉMAKÖRÖK • BEVEZETÉS • Ősi RNS világ • RNS-ek tradicionális szerepben •
bevezetés
BIOLÓGIAI MOLEKULÁK • FEHÉRJÉK • NUKLEINSAVAK • DNS-ek • RNS-ek
BIOLÓGIAI MOLEKULÁK • FEHÉRJÉK
• NUKLEINSAVAK • DNS-ek • RNS-ek
DNS – RNS szerkezet
Nukleinsavak: bázis, cukor, foszfát
DNS – RNS szerkezet
DNS – RNS szerkezet
Timin
Adenin
Uracil
Guanin
Citozin
Mi az RNS?
A modern sejtekben az RNS DNS templátról keletkezik, s „fehérjét produkál” .
A centrális dogma Francis Crick
A centrális dogma „Kibővített verzió”
Francis Crick
DNS replikáció (DNS->DNS)
DNS Reverz transzkripció
transzkripció (DNS->RNS)
(+) Szensz RNS transzláció (RNS->fehérje)
fehérje
RNS replikáció (RNS->RNS)
(-) Szensz RNS
RNS függő RNS polimeráz
ŐSI RNS VILÁG
TYÚK – TOJÁS PARADOXON
RIBOZIM
AZ RNS VILÁG HIPOTÉZIS
Régmúlt
átmenet
Jelen fehérje
Walter Gilbert
… KÉT SZÉK KÖZÖTT
RNS-ek TRADICIONÁLIS SZEREPBEN
RNS-ek
mRNS
4-5%
TRANSZKRIPCIÓ
mRNS érés foszfohidroláz
Cap-képződés lépései guanilil transzferáz
5’ trifoszfál lehasítása Guanozin származék kapcsolódása (5’-5’) Cap guanozin metilálás
Guanil-7metiltranszferáz
2’-O-metil transzferáz
capping
Az első néhány bázis metilálása
mRNS érés poliadenilát polimeráz komlex
enzim komplex
Poliadeniláció
mRNS érés SPLICING - snRNS U1
U4
U2
U5
U6
tRNS Aminosav kötő hely
• Transzfer RNS – legkisebb(60-95 nukleotid, 76!) – AS szállítás – 20% módosult bázisD hurok
TΨC hurok Variábilis hurok
Antikodon: templát felismerő hely
rRNS • Leggyakoribb • Legnagyobb
RNS-ek
* aoRNS
Kis rns-ek
Kis rns-ek Emberben
> 700 miRNS Vírus-elleni védekezés Transzkripciós szintű génszabályozás Poszt-transzkripciós génszabályozás
több száz siRNS Vírus-elleni védekezés Transzpozon elcsendesítés Kromatin átrendezés Poszt-transzkripciós génszabályozás
több millió egyedi piRNS szekvencia
Transzpozonok elcsendesítése
Nem-kódoló rns-ek irodalma
year year
2009 augusztus
Kis rns-ek Hogyan működnek?
kisRNS-mRNS duplex közti hasítás 100%-os komplemenaritás esetén siRNS piRNS miRNS növényeben miRNS néhány típusa állatokban
Transzláció represszió Nem tökéletes homológia miRNS állatokban
miRNS Az emlős genom kb 1000 egyedi miRNS-t kódol Ahumán fehérje-kódoló gének jelentős hányadát miRNS-ek szabályozzák Egy miRNS több gént képes szabályozni Egy gén expresszióját sok miRNS szabályozhatja A kombinációk száma gyakorlatilag korlátlan. Konzervatív szekvenciák -> evolúció OnkomiR-ek: rák kialakulás
miRNS biogenezis
kis interferáló rns-ek kialakulása
RNS interferencia
Drosha & dicer
Rnáz III
Argonaute fehérjék 1. Ago a. miRNS b. siRNS 2. Piwi a. piRNS
~ RNase H
Ago fehérje domének
PiRNAs (PIWI-interacting RNS)
Dicer-független ~24–30 nt PIWI-fehérjékkel alkot komlexet Ivari őssejtek képzése retrotranspozon elcsendesítés SPERMATOGENESIS!!! Repeat associated small interfering RNS (Rasi-RNA)
PiRNS Biogenesis
MIWI
PIWIL1
MILI
PIWIL2
Ping-Pong Effekt Transzpozonok és egyéb RNS-ek
Szensz transzkript
Vágás és metiláció
? Vágás és metiláció
?
piRNS klaszter transzkript
Antiszensz transzkript
•
Small nucleolar RNS-ek (snoRNS-ek)
•
Promoter-associated RNS-ek (PARs)
•
Transcription initiated RNS-ek (tiRNAs)
•
X-inactive specific transcript (xist-rna): x kromoszóma inaktiváció
•
Sno-derived RNS-ek (sdRNA-ek): transzláció szabályozás
•
microRNA-offset RNS-ek (moRNS-ek): nem ismert
•
tRNS-ből származó RNS-ek: transzláció gátlás
•
MSY2-associated RNS-ek (MSY-RNAs): nem ismert
•
Telomeráz kis RNS-ek (tel-sRNAs): telomer régió fenntartása
•
Centroszóma- associaált RNS-ek (crasiRNA-ek): kromatin módosítás
•
…
•
…
•
…
Antiszensz rnas Transz antiszensz RNS-ek nem tökéletes homológia -Mikro RNS-ek -Endogén siRNS-ek??? -Piwi RNS-ek
Cisz antiszensz RNS-ek 100%-os homológia -Hosszú, nem kódoló (lnc) RNS-ek -Átfedő RNS-ek
LncRNAs
> 200 nt
kategóriák
Szensz
Antiszensz
Kétirányú
Intronikus
Intergénikus
cisz antiszensz RNS-ek
LncRNS-ek Funkciója • kromatin modifikáció/átalakítás • transzkripció • poszt-transzkripciós szabályozás
TRANSzkripciós INTERFERENCia
Karambol vagy kollízió
Rns MASzkírozás
ő MECHANIzmusok
dsRNs-függ
Antiszensz indukálta metiláció
kromatin átalakítás
Aujeszky-féle vírus Génszabályozás modellje
mindkét dns szál transzkripcionálisan aktív DNS
mRNS
mRNS
asRNS
Antiszensz RNS-ek: LLT1 & LLT2
Time (h)
3’ 5’
ep0
Time (h)
ie180
5’ 3’
Antiszensz RNS-ek: összefüggések 0,6 ul50 mRNS ul50 asRNS
0,5
R(t+1)-Rt
0,4
5’
0,3
ul51
3’
0,2
3’ ul505’
0,1 0,0 -0,1 1
2
3
4
5
6
7
Idő (h)
0,8 ul51 mRNS ul51 asRNS 0,6
R(t+1)-Rt
0,4
5’
0,2
ul51
3’
0,0
-0,2
-0,4 1
2
3
4
Idő (h)
5
6
7
3’ ul50 5’
R(t+1)-Rt
0,6 0,4
Antiszensz RNS-ek: összefüggések 2D Graph 3
0,2 0,0 0,6
2D Graph 1 0
1
2
3
0,4
R(t+1)-Rt
5
6
7
ul30 AS RNA ul31 mRNA
1,2
R(t+1)-Rt
4
Time (h)
1,4
1,00,2 0,8
5’
0,60,0
ul30
3’
0,4
3’ ul31 5’
0,2 -0,2 0,0
-0,40
1
0,6
2D Graph 3 4 3
2
1
2
3
5
Time4(h)
6
5
Time (h)
7
6
7
Time (h)
ul30 AS RNA ul31 mRNA
ul50 mRNA ul51 AS RNA
R(t+1)-Rt
0,4
0,2
5’
ul51
3’
0,0
-0,2
-0,4 1
2
3
4
Idő (h)
5
6
7
3’ ul50 5’
Antiszensz RNS-ek: összefüggések ul38
5’
ul40
ul39
3’
Gene ul38
3’ pHCMV 5’
Time 1h 2h 4h 6h 8h 12h
RAS/RS (Ka) 0,093 0,032 0,212 0,323 0,146 0,240
RAS/RS RAS/RS (VHS) (Ka/VHS) 0,181 1,951 2,025 63,257 0,291 1,375 1,514 4,694 0,624 4,258 0,303 1,263
Gene ul39
Time 1h 2h 4h 6h 8h 12h
RAS/RS (Ka) 0,044 0,062 0,137 0,141 0,197 0,153
RAS/RS RAS/RS (VHS) (Ka/VHS 0,072 1,638 0,048 0,781 0,654 4,783 0,972 6,896 0,870 4,420 0,676 4,425
Gene ul40
Time 1h 2h 4h 6h 8h 12h
RAS/RS RAS/RS (Ka) (VHS) 0,023 0,036 0,015 0,021 0,085 0,407 0,152 0,854 0,180 0,746 0,155 0,358
RAS/RS (Ka/VHS 1,554 1,366 4,761 5,604 4,136 2,311
TIN Hipotézis
Génklaszterek kompetíciója transzkripciós faktorokért…
Vízesés Modell Paralel read-through átfedések
Libikóka Modell Divergens átfedések
Konvergens átfedések
Konvergens fehérje kódoló gének read-through átfedései
Egy fehérje kódoló gén és egy RNS gén konvergens átfedése ep0
Libikóka Modell mRNS - asRNS interakciók
IE
E
E/L
L
