RNA editering

Oplæg om RNA editering Hvad er RNA editering og hvor ofte sker det. Eksempler på den funktionelle betydning af RNA editering. Regulering af RNA editering Evolution af og med RNA editering.

Litteratur Stefan Maas, Alexander Rich, (2000), Changing Genetic Information through RNA editing. BioEssays 22(9):790-802. Kenneth Stuart & Aswini K. Panigrahi, (2002), RNA editing: Complexity and Complications, Molecular Microbiology 45:591-596.

RNA editering – Hvad er det? Deletion/Insertion af Uridine sekvenser. - Kun observeret i mitokondrie mRNA i Trypanosoma. Base-substitution - Oftest C→U og A→I substitutioner i pre-mRNA’et → enkelt aminosyrer ændringer i proteinet. - Fundet både i prokaryoter, primitive og højere eukaryoter. - Fortrinsvist i nervesystemet hos højere eukaryoter

RNA editering - Hvor ofte sker det? Hvor mange % af alle gener bliver editeret? - ex. 8% af alle C-holdende codons i Arabidopsis mitokondriet bliver editeret. Enzym aktivitet fundet i alt metazoisk væv undersøgt. Sker på få specifikke steder i RNA’et - en reguleret proces. Undtagelse – Hypereditering/hypermodifikation - ses oftest i RNA-virus - andet ex. K+-kanalen i blæksprutte, hvor 17 ud af 360 baser i RNA’et bliver editeret. Hvorvidt editeringen sker kan variere fra 0-100%

Eksempler på den Funktionelle betydning af RNA editering Deletion/Insertion af uridine i trypanosoma. C→U modifikation i apolipoprotein B. A→I modifikation i GluR-6 og GluR-B. A→I modifikation i tRNA

Eks.1: Deletion/insertion af U’er i mt-mRNA hos Trypanosoma Blodsnylterer Vha. små guideRNA’er og multiprotein komplekset Editosome Funktion: regulerer de energi-generende processer - Blodsnyltende form: glycolyse - Procyklisk form: oxidativ phosphorylering. Fig. Stuart & Panigrahi

Eks.2: C→U modifikation i Apolipoprotein B Protein i lipoproteiner Enklet editerings site → to proteiner af forskellig længde. Vævs-specifik editering → forskellig funktion i lever og tyndtarm Hydrolytisk deaminering. Katalyseres af Apobec1 i et editosom-protein kompleks. Fungerer på enkeltstrenget RNA Fig. Maas & Rich

Eks.3: A→I modifikation i GluR-subunits 6 &B. GluR-6: 3 editerings sites → 8 forskellige proteiner. GluR-B subunit i AMPA receptoren. Én enkelt editerings event kontrollerer receptorens Ca2+gennemtrængelighed. Hydrolytisk deaminering. Katalyseres af et enkelt peptid ADAR2. dsRNA struktur nødvendig. Fig. Maas & Rich

Eks.4: tRNA editering A→I modifikation i 34-wooble-position Fundet i 8 tRNA’er i højere eukaryoter. I på denne position i anticodonet kan parres med U, A og C. Katalyseres af heterodimer ADAT2/ADAT3 Mulighed for ”indirekte” editering af alt RNA. Fig. Maas & Rich

Regulering af RNA editering Alternativ splicing - ex. ADAR1 og ADAR2 primære transkripter → forskellige splicevarianter med forskellig GluR-B editerings aktivitet. Kost/Pharmaceutisk behandling - ex. ↑ apoB editering ved ↑ karbonhydrat diet og ↓ editering ved faste. Autoregulerende feedback mekanisme: editering af deaminasens primære transkript. - ex. ADAR2: editering → splice acceptor site → inaktiv splicevariant. Brug af alternative promotorer - ex. ADAR1: 2 promotorer hvoraf den ene er interferon sensitiv → forskellig subcellulær lokalisering.

Hvor foregår RNA editering? NLS fundet i Apobec1 → editering foregår i kernen. Z-struktur med høj DNA affinitet fundet i ADAR1 → enzym binder til Z-DNA under transkriptionen → kobling af editering og transkription. Intron-sekvensen er vigtig for editerings processen. → foregår formentligt i kernen forud for alternativ splejsning.

Evolutionære betragtninger Evolution af RNA editering. RNA editerings indflydelse på evolution.

Evolution af RNA editering Belyst ved evolutionen af de RNA-afh. deaminaser. Fylogenetisk analyse på deaminasernes katalytiske region (34 aminosyrer) Fig. Maas & Rich

Alle enzymer i editerings mekanismen stammer fra fælles stam-”gen” Base-substitution editering opstået én gang. Cytidine og andenosine deaminaserne er homologe Ukendt rækkefølge for divergering. Fig. Maas & Rich

RNA editerings indflydelse på evolutionen ? Et gen kan kode for flere forskellige proteiner. - Flere phenotyper pr. genotype. Øger den molekylære diversitet. - A→I modifikation betyder at 60% af alle aminosyre kan ændres. - editering i splice-sites Diversitet for lave omkostninger. - udviklingen sker på intron niveauet → hurtig sekvensudvikling pga. færre funktionelle constrains. → original exon sekvens bevares.

…RNA editerings indflydelse på evolutionen ? Koblet til andre post-transkriptionelle begivenheder. Revidering af opfattelse af junk i genomet. Evolution af regulering – frem for direkte evolution af arvematerialet. - mulighed for ”skjulte” polymorfier.

SLUT C