Biochemische Charakterisierung der siRNA-vermittelten Erkennung ...

2 Einleitung
reguliert werden, wenn die Erkennungssequenz zugänglich und nicht durch Sekundärstrukturen
oder mit der mRNA assoziierten Proteinen blockiert ist [182185].
Für ezientes slicing der target RNA spielt die Ausbildung einer A-Form Helix zwischen
guide und target Strang eine übergeordnete Rolle [63, 170, 186]. Es werden nur solche Fehlpaarungen
oder Modikationen innerhalb von siRNAs toleriert, die die A-Form Geometrie
zwischen guide und target RNA nicht unterbinden [22]. Wenn diese Voraussetzung erfüllt ist,
sind auch miRNAs in der Lage, in siRNA-ähnlicher Weise die Spaltung von target RNAs
zu vermitteln [61, 84, 187]. Analog dazu führt die Störung der A-Form Helix zwischen einer
siRNA-abgeleiteten guide RNA und ihrem target zu einer von Spaltung unabhängigen
Gensuppression [188, 189].
2.4.2 Molekulare Dynamik von Ago während der Erkennung und Spaltung
von target RNA
Die Erkennung und Spaltung von target RNA ist ein Prozess, der sich minimal in folgende
Schritte unterteilen lässt: (i) Die Bildung eines aus Ago und guide Strang bestehenden binären
Komplexes, (ii) die Erkennung und Bindung der komplementären target RNA mit der verbundenen
Assoziation des ternären Komplexes, (iii) die sequenzspezische Endonukleolyse der target
RNA und (iv) die Freisetzung der Spaltprodukte aus dem Komplex (siehe Abbildung 2.7).
Während dieses Prozesses muss Ago an verschiedene Partner binden und einen katalytischen
Schritt ausführen. Dafür bedarf es eines hohen Maÿes an Flexibilität. Ming et al. konnten auf
Basis der P. furiosus und A. aeolicus Ago Strukturen mit Hilfe computergestützter Analysen
zeigen, dass die vier Domänen Vibrations-, Rotations- und Translationsbewegungen ausführen,
um beispielsweise das Volumen der Bindungsfurche zu verändern [190]. Die Röntgenkristall-
Spaltprodukte
guide RNA
target RNA
Ago2
Ago2
Ago2
Ago2
Abbildung 2.7: Schema des minimalen RNAi-Prozesses. Initial kommt es zur Bildung eines binären
Komplexes aus Ago und einer guide RNA (i). Danach erfolgt die Erkennung und Bindung der komplementären
target RNA und somit zur Assemblierung des ternären Komplexes (ii). Die target RNA
wird gespalten (iii) und die Spaltprodukte freigesetzt (iv), wodurch der binäre Komplex regeneriert
wird und erneut eine target RNA binden kann.
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