Mikro RNK

Prikaz interakcije miRNA i iRNK

MikroRNK ili mikro RNK (skraćeno miRNK, eng. microRNA, miRNA) je mala nekodirajuća molekula RNK, od oko 22 nukleotida, koja je nađena kod biljaka, životinja i nekih virusa. Njena je RNK prigušena u posttranskripcijskom reguliranju ekspresije gena.[1][2][3][4][5][6]

Kod eukariota je kodirana iz jedarne DNK, kao kod svih organizama čiji je genom zasnovan na DNK. Uloga miRNK se ostvaruje preko baznog uparivanja s komplementarnim sekvencama unutar molekule iRNK.[7] Kao rezultat toga, ove su molekule iRNK su prigušene jednim ili više od sljedećih procesa:

Primjeri miRNK matične petlje sa zrelom miRNK (crveno)

Genom čovjeka može kodirati preko 1.000 miRNK,[9][10] koje su učestale u mnogim tipovima sisarskih ćelija,[11][12] a javljaju se za kopiranje oko 60% gena čovjeka i ostalih sisara.[13][14]

Ove, miRNK su dobro konzervirane sekvence i kod biljaka i kod životinja, a snatra se da su vitalnog značaja i evolucijski drevne komponente regulacije gena.[15][16][17][18][19] Iako su osnovne komponente mikroRNK puta među biljkama i životinjama konzervirane, čini se da se miRNK repertoar u dva kraljevstva samostalno pojavio sa različitim primarnim načinom djelovanja.[20][21] Biljne miRNK obično imaju približno perfektno uparivanje sa odgovarajućim iRNK ciljnim molekulama, koje izazivaju represiju gena tokom prerade ciljnih transkripata.[22] Nasuprot tome, životinjske miRNK su sposobne za prepoznavanje njihovih ciljnih iRNK pomoću 6–8 nukleotida na 5' kraju miRNK,[13][23][24] koje nisu dovoljno uparene da induciraju cijepanje ciljnih iRNK.[7] Kod životinja je obilježavajuća kombinirana regulacija miRNK.[7][25]

Data miRNK može imati na stotine različitih ciljnih iRNK, a dati cilj može biti reguliran multiplim miRNK-a.[14][26]

HistorijaUredi

Prva miRNK je otkrivena ranih 1990-ih.[27][28] Međutim, miRNK nije bila prepoznata kao posebna klasa bioloških regulatora sve do ranih 2000-tih.[29][30][31][32][33] Tako je istraživanje pokazalo da se u različitim tkivima jispoljavaju n različiti setovi miRNK,[12][34] kao i njihove multiple uloge u razvoju biljaka i životinja, u mnogim ostalim biološkim procesim.[22][35][36][37][38][39][40] Aberantna ekspresija miRNK uvjetuje razna bolesna stanja. U toku je istraživanje miRNK-baziranih terapija.[41][42][43][44]

Procjena prosječnog broja informacijskih RNK koje su ciljevi represije putem tipskih miRNK varira, ovisno o metodu,[45] ali mnogi pristupi pokazuju da sisarske miRNK mogu imati mnoge pojedinačne ciljeve. Naprimjer, jedna analiza visoko konzerviranih miRNK kod kičmenjaka pokazuje da svaka ima prosječno oko 400 konserviranih ciljeva.[14] Slično tome, eksperimenti su pokazali da jedna miRNK može reducirati stabilnost stotina pojedinačnih molekula informacijske RNK.[46] Other experiments show that a single miRNA may repress the production of hundreds of proteins, but that this repression often is relatively mild (less than 2-fold).[47][48]

Prva ljudska bolest koja je sa poremećajem regulacije miRNA bila je hronična limfocitna leukemija. Sljedili su ostali malgniteti B ćelija.[49]

Sekundarna struktura djetelinaste petlje obavljena je sljedeće X_zračnom kristalografijom u dvije nezavisne istraživačke grupe, 197. Pored toga otkrivena je ribosomska RNK , a zatim URNA u ranim 1980-im. Od tada, nastavlja se otkrivanje novih nekodirajućih RNK: snoRNAs, Xist, CRISPR i još mnogih. Nedavni značajni dodaci uključuju riboswitche i miRNK, te otkriće RNK mehanizma. Zajedno sa saradnicima, Craig C. Mello i Andrew Fire su 2006. Dobuili Nobelovu nagradu za fiziologijui ili medicinu.[50][51]

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ Hadžiselimović R., Pojskić N. (2005): Uvod u humanu imunogenetiku. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-3-4.
  2. ^ Alberts B. (2002)ː Molecular biology of the cell. Garland Science, New York, ISBN 0-8153-3218-1.
  3. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
  4. ^ Kapur Pojskić L., Ed. (2014): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju, 2. izdanje. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 978-9958-9344-8-3.
  5. ^ Ambros, V (16. 9. 2004). "The functions of animal microRNAs". Nature. 431 (7006): 350–5. doi:10.1038/nature02871. PMID 15372042.
  6. ^ Bartel, DP (23. 1. 2004). "MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function". Cell. 116 (2): 281–97. doi:10.1016/S0092-8674(04)00045-5. PMID 14744438.
  7. ^ a b c d Bartel DP (januar 2009). "MicroRNAs: target recognition and regulatory functions". Cell. 136 (2): 215–33. doi:10.1016/j.cell.2009.01.002. PMC 3794896. PMID 19167326.
  8. ^ Fabian, MR; Sonenberg, N; Filipowicz, W (2010). "Regulation of mRNA translation and stability by microRNAs". Annual review of biochemistry. 79: 351–79. doi:10.1146/annurev-biochem-060308-103103. PMID 20533884.
  9. ^ Homo sapiens miRNAs in the miRBase at Manchester University.
  10. ^ Bentwich I, Avniel A, Karov Y, Aharonov R, Gilad S, Barad O, Barzilai A, Einat P, Einav U, Meiri E, Sharon E, Spector Y, Bentwich Z; Avniel; Karov; Aharonov; Gilad; Barad; Barzilai; Einat; Einav; Meiri; Sharon; Spector; Bentwich (juli 2005). "Identification of hundreds of conserved and nonconserved human microRNAs". Nat. Genet. 37 (7): 766–70. doi:10.1038/ng1590. PMID 15965474.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  11. ^ Lim LP, Lau NC, Weinstein EG, Abdelhakim A, Yekta S, Rhoades MW, Burge CB, Bartel DP; Lau; Weinstein; Abdelhakim; Yekta; Rhoades; Burge; Bartel (april 2003). "The microRNAs of Caenorhabditis elegans". Genes Dev. 17 (8): 991–1008. doi:10.1101/gad.1074403. PMC 196042. PMID 12672692.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  12. ^ a b Lagos-Quintana M, Rauhut R, Yalcin A, Meyer J, Lendeckel W, Tuschl T; Rauhut; Yalcin; Meyer; Lendeckel; Tuschl (april 2002). "Identification of tissue-specific microRNAs from mouse". Curr. Biol. 12 (9): 735–9. doi:10.1016/S0960-9822(02)00809-6. PMID 12007417.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  13. ^ a b Lewis BP, Burge CB, Bartel DP (2005). "Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets". Cell. 120 (1): 15–20. doi:10.1016/j.cell.2004.12.035. PMID 15652477.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  14. ^ a b c Friedman RC, Farh KK, Burge CB, Bartel DP; Farh; Burge; Bartel (januar 2009). "Most mammalian mRNAs are conserved targets of microRNAs". Genome Res. 19 (1): 92–105. doi:10.1101/gr.082701.108. PMC 2612969. PMID 18955434.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  15. ^ Axtell, MJ; Bartel, DP (juni 2005). "Antiquity of microRNAs and their targets in land plants". The Plant cell. 17 (6): 1658–73. doi:10.1105/tpc.105.032185. PMC 1143068. PMID 15849273.
  16. ^ Tanzer A, Stadler PF; Stadler (maj 2004). "Molecular evolution of a microRNA cluster". J. Mol. Biol. 339 (2): 327–35. doi:10.1016/j.jmb.2004.03.065. PMID 15136036.
  17. ^ Chen, Kevin; Rajewsky, Nikolaus (2007). "The evolution of gene regulation by transcription factors and microRNAs". Nature Reviews Genetics. 8 (2): 93–103. doi:10.1038/nrg1990. PMID 17230196.
  18. ^ Lee CT, Risom T, Strauss WM; Risom; Strauss (april 2007). "Evolutionary conservation of microRNA regulatory circuits: an examination of microRNA gene complexity and conserved microRNA-target interactions through metazoan phylogeny". DNA Cell Biol. 26 (4): 209–18. doi:10.1089/dna.2006.0545. PMID 17465887.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  19. ^ Peterson, KJ; Dietrich, MR; McPeek, MA (juli 2009). "MicroRNAs and metazoan macroevolution: insights into canalization, complexity, and the Cambrian explosion". BioEssays. 31 (7): 736–47. doi:10.1002/bies.200900033. PMID 19472371.
  20. ^ Shabalina SA, Koonin EV; Koonin (oktobar 2008). "Origins and evolution of eukaryotic RNA interference". Trends in Ecology and Evolution. 10 (10): 578–587. doi:10.1016/j.tree.2008.06.005. PMC 2695246. PMID 18715673.
  21. ^ Axtell, MJ; Westholm, JO; Lai, EC (2011). "Vive la différence: biogenesis and evolution of microRNAs in plants and animals". Genome Biology. 12 (4): 221. doi:10.1186/gb-2011-12-4-221. PMC 3218855. PMID 21554756.
  22. ^ a b Jones-Rhoades, MW; Bartel, DP; Bartel, B (2006). "MicroRNAS and their regulatory roles in plants". Annual Review of Plant Biology. 57: 19–53. doi:10.1146/annurev.arplant.57.032905.105218. PMID 16669754.
  23. ^ Lewis BP, Shih IH, Jones-Rhoades M, Bartel DP, Burge CB (2003). "Prediction of Mammalian MicroRNA Targets". Cell. 115 (7): 787–798. doi:10.1016/S0092-8674(03)01018-3. PMID 14697198.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  24. ^ Ellwanger DC, Büttner FA, Mewes HW, Stümpflen V (2011). "The sufficient minimal set of miRNA seed types". Bioinformatics. 27 (10): 1346–50. doi:10.1093/bioinformatics/btr149. PMC 3087955. PMID 21441577.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  25. ^ Rajewsky, Nikolaus (2006). "microRNA target predictions in animals". Nature Genetics. 38 (6s): S8–S13. doi:10.1038/ng1798.
  26. ^ Krek, Azra; Grün, Dominic; Poy, Matthew N; Wolf, Rachel; Rosenberg, Lauren; Epstein, Eric J; MacMenamin, Philip; da Piedade, Isabelle; Gunsalus, Kristin C; Stoffel, Markus; Rajewsky, Nikolaus (maj 2005). "Combinatorial microRNA target predictions". Nature Genetics. 37 (5): 495–500. doi:10.1038/ng1536. PMID 15806104.
  27. ^ Lee RC, Feinbaum RL, Ambros V; Feinbaum; Ambros (3. 12. 1993). "The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14". Cell. 75 (5): 843–54. doi:10.1016/0092-8674(93)90529-Y. PMID 8252621.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  28. ^ Wightman B, Ha I, Ruvkun G (3. 12. 1993). "Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. elegans". Cell. 75 (5): 855–62. doi:10.1016/0092-8674(93)90530-4. PMID 8252622.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  29. ^ Reinhart BJ, Slack FJ, Basson M, Pasquinelli AE, Bettinger JC, Rougvie AE, Horvitz HR, Ruvkun G; Slack; Basson; Pasquinelli; Bettinger; Rougvie; Horvitz; Ruvkun (februar 2000). "The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans". Nature. 403 (6772): 901–6. Bibcode:2000Natur.403..901R. doi:10.1038/35002607. PMID 10706289.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  30. ^ Pasquinelli AE, Reinhart BJ, Slack F, Martindale MQ, Kuroda MI, Maller B, Hayward DC, Ball EE, Degnan B, Müller P, Spring J, Srinivasan A, Fishman M, Finnerty J, Corbo J, Levine M, Leahy P, Davidson E, Ruvkun G; Reinhart; Slack; Martindale; Kuroda; Maller; Hayward; Ball; Degnan; Müller; Spring; Srinivasan; Fishman; Finnerty; Corbo; Levine; Leahy; Davidson; Ruvkun (novembar 2000). "Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regulatory RNA". Nature. 408 (6808): 86–9. doi:10.1038/35040556. PMID 11081512.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  31. ^ Lagos-Quintana M, Rauhut R, Lendeckel W, Tuschl T; Rauhut; Lendeckel; Tuschl (oktobar 2001). "Identification of novel genes coding for small expressed RNAs". Science. 294 (5543): 853–8. Bibcode:2001Sci...294..853L. doi:10.1126/science.1064921. PMID 11679670.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  32. ^ Lau NC, Lim LP, Weinstein EG, Bartel DP; Lim; Weinstein; Bartel (oktobar 2001). "An abundant class of tiny RNAs with probable regulatory roles in Caenorhabditis elegans". Science. 294 (5543): 858–62. Bibcode:2001Sci...294..858L. doi:10.1126/science.1065062. PMID 11679671.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  33. ^ Lee RC, Ambros V; Ambros (oktobar 2001). "An extensive class of small RNAs in Caenorhabditis elegans". Science. 294 (5543): 862–4. Bibcode:2001Sci...294..862L. doi:10.1126/science.1065329. PMID 11679672.
  34. ^ Wienholds, E; Kloosterman, WP; Miska, E; Alvarez-Saavedra, E; Berezikov, E; de Bruijn, E; Horvitz, HR; Kauppinen, S; Plasterk, RH (8. 7. 2005). "MicroRNA expression in zebrafish embryonic development". Science. 309 (5732): 310–1. doi:10.1126/science.1114519. PMID 15919954.
  35. ^ Brennecke J, Hipfner DR, Stark A, Russell RB, Cohen SM; Hipfner; Stark; Russell; Cohen (april 2003). "bantam encodes a developmentally regulated microRNA that controls cell proliferation and regulates the proapoptotic gene hid in Drosophila". Cell. 113 (1): 25–36. doi:10.1016/S0092-8674(03)00231-9. PMID 12679032.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  36. ^ Cuellar TL, McManus MT; McManus (decembar 2005). "MicroRNAs and endocrine biology". J. Endocrinol. 187 (3): 327–32. doi:10.1677/joe.1.06426. PMID 16423811.
  37. ^ Poy MN, Eliasson L, Krutzfeldt J, Kuwajima S, Ma X, Macdonald PE, Pfeffer S, Tuschl T, Rajewsky N, Rorsman P, Stoffel M; Eliasson; Krutzfeldt; Kuwajima; Ma; MacDonald; Pfeffer; Tuschl; Rajewsky; Rorsman; Stoffel (novembar 2004). "A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion". Nature. 432 (7014): 226–30. Bibcode:2004Natur.432..226P. doi:10.1038/nature03076. PMID 15538371.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  38. ^ Chen CZ, Li L, Lodish HF, Bartel DP; Li; Lodish; Bartel (januar 2004). "MicroRNAs modulate hematopoietic lineage differentiation". Science. 303 (5654): 83–6. Bibcode:2004Sci...303...83C. doi:10.1126/science.1091903. PMID 14657504.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  39. ^ Wilfred BR, Wang WX, Nelson PT; Wang; Nelson (juli 2007). "Energizing miRNA research: a review of the role of miRNAs in lipid metabolism, with a prediction that miR-103/107 regulates human metabolic pathways". Mol. Genet. Metab. 91 (3): 209–17. doi:10.1016/j.ymgme.2007.03.011. PMC 1978064. PMID 17521938.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  40. ^ Harfe BD, McManus MT, Mansfield JH, Hornstein E, Tabin CJ; McManus; Mansfield; Hornstein; Tabin (august 2005). "The RNaseIII enzyme Dicer is required for morphogenesis but not patterning of the vertebrate limb". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (31): 10898–903. Bibcode:2005PNAS..10210898H. doi:10.1073/pnas.0504834102. PMC 1182454. PMID 16040801.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  41. ^ Trang P, Weidhaas JB, Slack FJ; Weidhaas; Slack (decembar 2008). "MicroRNAs as potential cancer therapeutics". Oncogene. 27 Suppl 2: S52–7. doi:10.1038/onc.2009.353. PMID 19956180.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  42. ^ Li C, Feng Y, Coukos G, Zhang L; Feng; Coukos; Zhang (decembar 2009). "Therapeutic microRNA strategies in human cancer". AAPS J. 11 (4): 747–57. doi:10.1208/s12248-009-9145-9. PMC 2782079. PMID 19876744.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  43. ^ Fasanaro P, Greco S, Ivan M, Capogrossi MC, Martelli F; Greco; Ivan; Capogrossi; Martelli (januar 2010). "microRNA: emerging therapeutic targets in acute ischemic diseases". Pharmacol. Ther. 125 (1): 92–104. doi:10.1016/j.pharmthera.2009.10.003. PMID 19896977.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  44. ^ Hydbring, Per; Badalian-Very, Gayane (august 2013). "Clinical applications of microRNAs". F1000Research. 2. doi:10.12688/f1000research.2-136.v2.
  45. ^ Thomson DW, Bracken CP, Goodall GJ; Bracken; Goodall (septembar 2011). "Experimental strategies for microRNA target identification". Nucleic Acids Res. 39 (16): 6845–53. doi:10.1093/nar/gkr330. PMC 3167600. PMID 21652644.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  46. ^ Lim LP, Lau NC, Garrett-Engele P, Grimson A, Schelter JM, Castle J, Bartel DP, Linsley PS, Johnson JM; Lau; Garrett-Engele; Grimson; Schelter; Castle; Bartel; Linsley; Johnson (februar 2005). "Microarray analysis shows that some microRNAs downregulate large numbers of target mRNAs". Nature. 433 (7027): 769–73. Bibcode:2005Natur.433..769L. doi:10.1038/nature03315. PMID 15685193.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  47. ^ Selbach M, Schwanhäusser B, Thierfelder N, Fang Z, Khanin R, Rajewsky N; Schwanhäusser; Thierfelder; Fang; Khanin; Rajewsky (septembar 2008). "Widespread changes in protein synthesis induced by microRNAs". Nature. 455 (7209): 58–63. doi:10.1038/nature07228. PMID 18668040.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  48. ^ Baek D, Villén J, Shin C, Camargo FD, Gygi SP, Bartel DP; Villén; Shin; Camargo; Gygi; Bartel (septembar 2008). "The impact of microRNAs on protein output". Nature. 455 (7209): 64–71. doi:10.1038/nature07242. PMC 2745094. PMID 18668037.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
  49. ^ Musilova K, Mraz M; Mraz (2014). "MicroRNAs in B cell lymphomas: How a complex biology gets more complex". Leukemia. doi:10.1038/leu.2014.351. PMID 25541152.
  50. ^ Eddy SR (decembar 2001). "Non-coding RNA genes and the modern RNA world". Nat. Rev. Genet. 2 (12): 919–29. doi:10.1038/35103511. PMID 11733745.
  51. ^ Daneholt, Bertil. "Advanced Information: RNA interference". The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2006. Arhivirano s originala, 20. 1. 2007. Pristupljeno 25. 1. 2007.

Vanjski linkoviUredi