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7.19C: Riboschalter - Biologie

7.19C: Riboschalter - Biologie


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Lernziele

  • Riboschalter beschreiben

Riboswitches sind spezifische Komponenten eines mRNA-Moleküls, das die Genexpression reguliert. Der Riboswitch ist ein Teil eines mRNA-Moleküls, das kleine Zielmoleküle binden und gezielt ansprechen kann. Ein mRNA-Molekül kann einen Riboswitch enthalten, der seine eigene Expression direkt reguliert. Der Riboswitch zeigt die Fähigkeit, RNA zu regulieren, indem er auf Konzentrationen seines Zielmoleküls reagiert. Die Riboswitches sind natürlich vorkommende RNA-Moleküle, die eine RNA-Regulierung ermöglichen. Daher liefert die Existenz von RNA-Molekülen den Beweis für die Hypothese der RNA-Welt, dass RNA-Moleküle die ursprünglichen Moleküle waren und dass sich Proteine ​​später in der Evolution entwickelten.

Riboswitches kommen in Bakterien, Pflanzen und bestimmten Pilzarten vor. Die verschiedenen Mechanismen, durch die Riboschalter funktionieren, können in zwei Hauptteile unterteilt werden, einschließlich eines Aptamers und einer Expressionsplattform. Das Aptamer zeichnet sich durch die Fähigkeit des Riboswitches aus, direkt an sein Zielmolekül zu binden. Die Bindung des Aptamers an das Zielmolekül führt zu einer Konformationsänderung der Expressionsplattform und beeinflusst somit die Genexpression. Die Expressionsplattformen, die die Genexpression steuern, können je nach spezifischer Funktion des kleinen Moleküls entweder abgeschaltet oder aktiviert werden. Zu den verschiedenen Mechanismen, durch die Riboschalter funktionieren, gehören unter anderem die folgenden:

  • Die Fähigkeit, als Ribozym zu fungieren und sich selbst zu spalten, wenn eine ausreichende Konzentration seines Metaboliten vorhanden ist
  • Die Fähigkeit, die mRNA so zu falten, dass die ribosomale Bindungsstelle unzugänglich ist und die Translation verhindert
  • Die Fähigkeit, das Spleißen des prä-mRNA-Moleküls zu beeinflussen

Der Riboswitch kann, abhängig von seiner spezifischen Funktion, die Genexpression entweder hemmen oder aktivieren.

Wichtige Punkte

  • Die Mechanismen, durch die Riboschalter die RNA-Expression regulieren, können in zwei Hauptprozesse unterteilt werden, einschließlich Aptamer und Expressionsplattform.
  • Das Aptamer zeichnet sich durch die direkte Bindung des kleinen Moleküls an sein Ziel aus.
  • Die Expressionsplattform ist durch die Konformationsänderung gekennzeichnet, die bei der Bindung eines Aptamers im Ziel auftritt, was entweder zu einer Hemmung oder Aktivierung der Genexpression führt.

Schlüsselbegriffe

  • Aptamer: Jede Nukleinsäure oder jedes Protein, das verwendet wird, um an ein bestimmtes Zielmolekül zu binden.