Интерференция РНК
Следующие стадии интерференции - распознавание и фрагментация РНК-мишени. siРНК связывается с группой белков, образуя многокомпонентный нуклеопротеиновый комплекс RISC (RNA-induced silencing complex-комплекс, осуществляющий индуцированное РНК подавление активности гена). В состав комплекса RISC входит белок семейства Argonaute - Аgо2, содержащий домены РАZ и PIWI.
Данные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о сходстве пространственных структур домена PIWI и РНКазы Н. Очевидно, именно домен PIWI обусловливает эндонуклеазную активность всего комплекса. Предполагают, что функция РАZ состоит в распознавании и связывании siРНК, имеющих два неспаренных нуклеотида на З'-конце. RISC, связанный с двухцепочечной siРНК, неактивен. Для его активации необходимо расхождение цепей siРНК, катализируемое АТР-зависимой хеликазой .
Показано, что активный RISC содержит только антисмысловую цепь siРНК, комплементарную участку мРНК-мишени, что позволяет ему распознавать и связываться с последовательностью-мишенью на мРНК, комплементарной этой цепи. После этого входящая в состав комплекса RISC эндорибонуклеаза расщепляет молекулу мРНК-мишени на фрагменты длиной от 21 до 23 н
У растений и червей может происходить амплификация siРНК. За это отвечает РНК-зависимая РНК-полимераза (RdRp). Используя в качестве затравки антисмысловую цепь siРНК, а в качестве матрицы - молекулу мРНК, этот фермент синтезирует новые дцРНК, которые затем превращаются в siРНК при участии Dicer. У этих организмов интерференции РНК имеет системный эффект, как следствие передачи сигнала из клетки в клетку или его доставки во все ткани организма. Такое явление называется системной супрессией. Передача дцРНК или siРНК у растений может происходить по цитоплазматическим мостикам из клетки в клетку или по системе сосудов.
Таким образом механизм интерференции РНК следующий: на первом этапе длинная дцРНК нарезается белком Dicer с образованием siРНК. Эта реакция протекает с использованием энергии АТР. Далее двухцепочечная siРНК связывается с группой белков, формируя нуклеопротеидный комплекс RISC (Этап 2). Один из его компонентов - АТР-зависимая хеликаза, которая раскручивает дуплекс siРНК. В результате в составе RISC остается только антисмысловая цепь siРНК (Этап 3). Такой модифицированный комплекс функционально активен. Активированный RISC распознает и связывает мРНК-мишень за счет комплементарного спаривания с ней антисмысловой цепи siРНК (Этап 4). Далее входящий в состав комплекса белок Аgо2 разрезает молекулу мРНК (Этап 5). У растений и нематод существует механизм амплификации siРНК. При этом РНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует дцРНК на матрице мРНК, используя в качестве затравки антисмысловую цепь siРНК (Дополнительный этап). Новосинтезированные дцРНК разрезаются при участии Dicer, давая начало новому пулу siРНК [5].
Рис. 6. Механизм интерференции РНК