Gen-silentigo: Malsamoj inter versioj

El Vikipedio, la libera enciklopedio
[nekontrolita versio][nekontrolita versio]
Enhavo forigita Enhavo aldonita
Sciuro23 (diskuto | kontribuoj)
Neniu resumo de redakto
Sciuro23 (diskuto | kontribuoj)
Neniu resumo de redakto
Linio 1: Linio 1:
=Historio de malkovro=
=Historio de malkovro=


La uzado de transgenaj plantoj ebligis malkovron, komence de la 1990aj jaroj, de ne antaŭsuspektitaj mekanismoj (kaj tiam ne klarigitaj) pri genesprim-estingiĝo. Fakte, tiu senesprimiĝo observiĝis uzante transgenan konstruaĵon kiu celis super-esprimon de interesa geno!! Kiel super-esprimo prov-atingita povas finatingi estingon de la transgena esprimiĝo kaj de la homologa kopio de la geno jam ĉeestanta en la ĉelo? Aŭ, pli triviale, kiel 1+1=0? Tiam ŝajnis ke la artefarita aldono en ĉelo de pliaj gen-kopioj blokis ĉiajn esprimojn de la malsamaj kopioj de tiu geno. Poste, estis demonstrita ke tiuj fenomenoj okazis je posttransskriba nivelo kaj devenis de la specifa difekto de homologaj mRNA devenantaj el interndevena geno kaj el la transgeno. La studado de tiuj fenomenoj, nomitaj PTGS (Post-Transkriba GenSilentigo) demonstris la implikon de dufadena RNA (dfRNA). Ties formiĝo rezultas, laŭkaze, el la ĉeesto de inversitaj ripetiĝoj ĉe la transgena lokuso konduktantaj al la transskribado de mRNA « direkt-signifaj/maldirekt-signifaj », aŭ de la forta produktado de transskribitoj « direkt-signifaj » per mekanismoj ankoraŭ ne klarigitaj. Krome, en 1998, estis demonstrita ĉe la nematodo Caenorhabditis elegans ke la injekto de dfRNA induktis senaktivigon de interndevenaj homologaj genoj. Tiu fenomeno, nomita RNA interfero (kaj la RNA respondecantaj pri tio estas nomitaj interfera RNA aŭ iRNA), tre rapide montris multe da similaĵoj kompare kun PTGS:
La uzado de transgenaj plantoj ebligis malkovron, komence de la 90aj jaroj, de ne antaŭsuspektitaj mekanismoj (kaj tiam ne klarigitaj) pri genesprim-estingiĝo. Fakte, tiu senesprimiĝo observiĝis uzante transgenan konstruaĵon kiu celis super-esprimon de interesa geno!! Kiel super-esprimo prov-atingita povas finatingi estingon de la transgena esprimiĝo kaj de la homologa kopio de la geno jam ĉeestanta en la ĉelo? Aŭ, pli triviale, kiel 1+1=0? Tiam ŝajnis ke la artefarita aldono en ĉelo de pliaj gen-kopioj blokis ĉiajn esprimojn de la malsamaj kopioj de tiu geno. Poste, estis demonstrita ke tiuj fenomenoj okazis je posttransskriba nivelo kaj devenis de la specifa difekto de homologaj mRNA devenantaj el interndevena geno kaj el la transgeno. La studado de tiuj fenomenoj, nomitaj PTGS (Post-Transkriba GenSilentigo) demonstris la implikon de dufadena RNA (dfRNA). Ties formiĝo rezultas, laŭkaze, el la ĉeesto de inversitaj ripetiĝoj ĉe la transgena lokuso konduktantaj al la transskribado de mRNA « direkt-signifaj/maldirekt-signifaj », aŭ de la forta produktado de transskribitoj « direkt-signifaj » per mekanismoj ankoraŭ ne klarigitaj. Krome, en 1998, estis demonstrita ĉe la nematodo Caenorhabditis elegans ke la injekto de dfRNA induktis senaktivigon de interndevenaj homologaj genoj. Tiu fenomeno, nomita RNA interfero (kaj la [[RNA]] respondecantaj pri tio estas nomitaj interfera RNA aŭ iRNA), tre rapide montris multe da similaĵoj kompare kun PTGS:
*interveno de dfRNA en senaktivigo de genesprimiĝo
*interveno de dfRNA en senaktivigo de genesprimiĝo
*simileco inter pluraj proteinoj kontrolantaj la fenomenon
*simileco inter pluraj proteinoj kontrolantaj la fenomenon
Linio 8: Linio 8:


=Kiel funkcias gen-silentigo=
=Kiel funkcias gen-silentigo=
[[Dosiero:Gen-silentigo.gif|thumb|right|250px|Injektita dfRNA en la ĉelon estas erigita de DICER en eiRNA. Hibridiĝante kun mRNA el la ĉel-devena geno, eiRNA induktas difekton de eiRNA/mRNA-hibridaĵo far de la RISK-komplekso.]]
[[Dosiero:Gen-silentigo.gif|thumb|right|250px|'''Figuro 1 :''' Injektita dfRNA en la ĉelon estas erigita de dicero en eiRNA. Hibridiĝante kun mRNA el la ĉel-devena geno, eiRNA induktas difekton de eiRNA/mRNA-hibridaĵo far de la RISK-komplekso.]]






La implikataj mekanismoj en la PTGS- kaj iRNA- fenomenoj havas komune nombrajn etapojn. Tiuj fenomenoj pri PTGS/iRNA ŝajnas ankaŭ ekzisti ĉe filamentaj fungoj (kiel Neurospora crassa), ĉe la insektoj (drozofilo) kaj mamuloj. Ekfunkciigo de PTGS/iRNA estas provokita de ĉeesto de dfRNA el la interesa geno. Tiuj dufadenaj molekuloj estas produktataj ekde transgeno aŭ direkte injektitaj en la ĉelon. Tiuj dfRNA tiam estas digestataj en oligonukleotidojn je 20 nukleotid-paroj, nomitaj eiRNA (etaj interferaj RNA, ''angle'' siRNA ), de RNAazo specifa por dufadenaj RNA (nomita DICER ĉe animaloj). La maldirekt-signifaj eiRNAoj el tiu tranĉado servas kiel gvidilo al enzima komplekso (RNA-Induktita Silentiga Komplekso aŭ RISK) kiu difektas la mRNA devenanta el la interndevena geno. Tiu transskribitoj-malaperigo blokas tiam la tradukadon de la korespondanta proteino. Krome, ĉe C. Elegans, estis demonstrita ke maldirekt-signifa eiRNA povas servi kiel prajmiloj al RNA-dependa RNA-polimerazo (RdRP) por la sintezo de komplementaj RNA ekde la mRNA de la interndevena geno, pliriĉigante tiel la ĉelon je dfRNA kaj amplifante tiel la iRNA-signalon.
La implikataj mekanismoj en la PTGS- kaj iRNA- fenomenoj havas komune nombrajn etapojn. Tiuj fenomenoj pri PTGS/iRNA ŝajnas ankaŭ ekzisti ĉe filamentaj fungoj (kiel Neurospora crassa), ĉe la insektoj (drozofilo) kaj mamuloj. Ekfunkciigo de PTGS/iRNA estas provokita de ĉeesto de '''dfRNA''' el la interesa geno. Tiuj dufadenaj molekuloj estas produktataj ekde transgeno aŭ direkte injektitaj en la ĉelon. Tiuj dfRNA tiam estas digestataj en oligonukleotidojn je 20 nukleotid-paroj, nomitaj '''eiRNA''' (etaj interferaj RNA, ''angle'' siRNA ), de RNAazo specifa por dufadenaj RNA (nomita dicero ĉe animaloj). La maldirekt-signifaj eiRNAoj el tiu tranĉado servas kiel gvidilo al enzima komplekso (RNA-Induktita Silentiga Komplekso aŭ '''RISK''') kiu difektas la '''mRNA''' devenanta el la interndevena geno. Tiu transskribitoj-malaperigo blokas tiam la tradukadon de la korespondanta proteino. Krome, ĉe C. Elegans, estis demonstrita ke maldirekt-signifa eiRNA povas servi kiel prajmiloj al RNA-dependa RNA-polimerazo ('''RdRP''') por la sintezo de komplementaj RNA ekde la mRNA de la interndevena geno, pliriĉigante tiel la ĉelon je dfRNA kaj amplifante tiel la iRNA-signalon.
<br>
<br>
<br>
<br>
Linio 19: Linio 19:
<br>
<br>
<br>
<br>
<br>
=PTGS-fenomeno uzata kiel gen-esprimi-malŝaltilo=
<br>
=PTGS-fenomeno uzata kiel gen-esprim-malŝaltilo=
Tiel, oni povas uzi la iRNA-fenomenon kiel gen-senaktiviga tekniko relative facile uzebla, bona alternativo al gen-senaktivigo per homologa rekombiniĝo kiu daŭre validas sed nur ĉe tre malmultaj specioj. Ĉe C. Elegans, sufiĉas nutri tiujn bestojn per bakterioj enhavantaj dfRNA el interesa geno por bloki, portempe kaj preskaŭ sisteme, la esprimiĝon de tiu geno en preskaŭ ĉiuj ĉeloj de la vermo. Ĉe la mamuloj, ĉeesto de dfRNA en la ĉelo induktas kutime kontraŭvirusajn respondojn kondukantaj al ĝenerala inhibado de tradukado en la ĉeloj. Tial unuaj uz-provoj de iRNA ĝenerale fiaskis. Nur la ĉeloj aŭ histoj sen tiaj reagoj (unuĉelaj zigotoj, kulturo de ne-diferenciĝintaj ĉeloj) reagis pozitive al iRNA. Tamen, antaŭ ne longe, oni sukcesis ĉirkaŭiri tiun obstaklon limigante la dfRNA-longecon je 21 nukleotidoj kun bone determinintaj strukturoj kiuj kapablas provoki iRNA-fenomenon sen indukti kontraŭvirusan reagon.
Tiel, oni povas uzi la iRNA-fenomenon kiel gen-senaktiviga tekniko relative facile uzebla, bona alternativo al gen-senaktivigo per homologa rekombiniĝo kiu daŭre validas sed nur ĉe tre malmultaj specioj. Ĉe C. Elegans, sufiĉas nutri tiujn bestojn per bakterioj enhavantaj dfRNA el interesa geno por bloki, portempe kaj preskaŭ sisteme, la esprimiĝon de tiu geno en preskaŭ ĉiuj ĉeloj de la vermo. Ĉe la mamuloj, ĉeesto de dfRNA en la ĉelo induktas kutime kontraŭvirusajn respondojn kondukantaj al ĝenerala inhibado de tradukado en la ĉeloj. Tial unuaj uz-provoj de iRNA ĝenerale fiaskis. Nur la ĉeloj aŭ histoj sen tiaj reagoj (unuĉelaj zigotoj, kulturo de ne-diferenciĝintaj ĉeloj) reagis pozitive al iRNA. Tamen, antaŭ ne longe, oni sukcesis ĉirkaŭiri tiun obstaklon limigante la dfRNA-longecon je 21 nukleotidoj kun bone determinintaj strukturoj kiuj kapablas provoki iRNA-fenomenon sen indukti kontraŭvirusan reagon.


=Helpo kiun ofertas gen-silentigaj teknikoj en esplorado=
=Helpo kiun ofertas gen-silentigaj teknikoj en esplorado=
[[Dosiero:DfRNA.gif|thumb|left|400px|'''Figuro 2 :''' Esprimigante al plantoj apartan konstruaĵon, kiel videblas sur la bildo, iuj transgenaj organismoj kapablas mem produkti dfRNA, kiu estas difektota de dicero, post hibridiĝo kun sovaĝa ĉeldevena mRNA. Vidu figuro 1 ]]
Nune, la uzado de PTGS/iRNA-fenomenoj troviĝas strategi-meze de gravaj disvolvaj esploradoj. Ĉe iuj bestoj (precipe C. Elegans kaj [[drozofilo]]), simpleco de la dfRNA-injekta metodo ebligis ties aplikadon en genomaj studoj, celantaj simultane kaj geno-post-gene, funkci-komprenon de genoj portitaj de tuta kromosomo (ĉirkaŭ 2500 genoj). Ĉe mamuloj, samtipaj studoj estas nun antaŭviditaj per ĉelkulturo.
Nune, la uzado de PTGS/iRNA-fenomenoj troviĝas strategi-meze de gravaj disvolvaj esploradoj. Ĉe iuj bestoj (precipe C. Elegans kaj [[drozofilo]]), simpleco de la dfRNA-injekta metodo ebligis ties aplikadon en genomaj studoj, celantaj simultane kaj geno-post-gene, funkci-komprenon de genoj portitaj de tuta kromosomo (ĉirkaŭ 2500 genoj). Ĉe mamuloj, samtipaj studoj estas nun antaŭviditaj per ĉelkulturo.



Ĉe plantoj, oni disvolvis transgenajn organismojn fabrikitajn tiel ke ili transskribiĝu rekte en dfRNAon. Tiuj transgenaĵoj estas tre efikaj por senaktivigi la homologajn interndevenajn genojn kaj produkti tiel transgenajn plantojn kun modifitaj fenotipoj kiuj povas havi agrikulturan intereson. Krome, la plej alta transform-efikeco observita ĉe la planto ''Arabidopsis thaliana'' permesas antaŭvide apliki tiujn strategiojn al genomikaj studoj.
Ĉe plantoj, oni disvolvis transgenajn organismojn fabrikitajn tiel ke iuj genoj transskribiĝu rekte en dfRNAon ('''vidu figuron 2'''). Tiuj transgenaj konstruaĵoj estas tre efikaj por senaktivigi la homologajn ĉel-devenajn genojn kaj tiel produkti transgenajn plantojn kun modifitaj fenotipoj kiuj povas havi agrikulturan intereson. Krome, la plej alta transform-efikeco observita ĉe la planto ''Arabidopsis thaliana'' permesas antaŭvide apliki tiujn strategiojn al genomikaj studoj.

Kiel registrite je 16:42, 21 dec. 2005

Historio de malkovro

La uzado de transgenaj plantoj ebligis malkovron, komence de la 90aj jaroj, de ne antaŭsuspektitaj mekanismoj (kaj tiam ne klarigitaj) pri genesprim-estingiĝo. Fakte, tiu senesprimiĝo observiĝis uzante transgenan konstruaĵon kiu celis super-esprimon de interesa geno!! Kiel super-esprimo prov-atingita povas finatingi estingon de la transgena esprimiĝo kaj de la homologa kopio de la geno jam ĉeestanta en la ĉelo? Aŭ, pli triviale, kiel 1+1=0? Tiam ŝajnis ke la artefarita aldono en ĉelo de pliaj gen-kopioj blokis ĉiajn esprimojn de la malsamaj kopioj de tiu geno. Poste, estis demonstrita ke tiuj fenomenoj okazis je posttransskriba nivelo kaj devenis de la specifa difekto de homologaj mRNA devenantaj el interndevena geno kaj el la transgeno. La studado de tiuj fenomenoj, nomitaj PTGS (Post-Transkriba GenSilentigo) demonstris la implikon de dufadena RNA (dfRNA). Ties formiĝo rezultas, laŭkaze, el la ĉeesto de inversitaj ripetiĝoj ĉe la transgena lokuso konduktantaj al la transskribado de mRNA « direkt-signifaj/maldirekt-signifaj », aŭ de la forta produktado de transskribitoj « direkt-signifaj » per mekanismoj ankoraŭ ne klarigitaj. Krome, en 1998, estis demonstrita ĉe la nematodo Caenorhabditis elegans ke la injekto de dfRNA induktis senaktivigon de interndevenaj homologaj genoj. Tiu fenomeno, nomita RNA interfero (kaj la RNA respondecantaj pri tio estas nomitaj interfera RNA aŭ iRNA), tre rapide montris multe da similaĵoj kompare kun PTGS:

  • interveno de dfRNA en senaktivigo de genesprimiĝo
  • simileco inter pluraj proteinoj kontrolantaj la fenomenon
  • akumulado de etaj RNA inter 21 kaj 25 nukleotidojn direkt-signifaj aŭ maldirekt-signifaj, homologaj al mRNA el la senaktivigita geno
  • propago de senaktiviga signalo kiu, ekde loka komenco, kelkfoje induktas senaktivigon en la tuta organismo per sistema reago.

Kiel funkcias gen-silentigo

Dosiero:Gen-silentigo.gif
Figuro 1 : Injektita dfRNA en la ĉelon estas erigita de dicero en eiRNA. Hibridiĝante kun mRNA el la ĉel-devena geno, eiRNA induktas difekton de eiRNA/mRNA-hibridaĵo far de la RISK-komplekso.


La implikataj mekanismoj en la PTGS- kaj iRNA- fenomenoj havas komune nombrajn etapojn. Tiuj fenomenoj pri PTGS/iRNA ŝajnas ankaŭ ekzisti ĉe filamentaj fungoj (kiel Neurospora crassa), ĉe la insektoj (drozofilo) kaj mamuloj. Ekfunkciigo de PTGS/iRNA estas provokita de ĉeesto de dfRNA el la interesa geno. Tiuj dufadenaj molekuloj estas produktataj ekde transgeno aŭ direkte injektitaj en la ĉelon. Tiuj dfRNA tiam estas digestataj en oligonukleotidojn je 20 nukleotid-paroj, nomitaj eiRNA (etaj interferaj RNA, angle siRNA ), de RNAazo specifa por dufadenaj RNA (nomita dicero ĉe animaloj). La maldirekt-signifaj eiRNAoj el tiu tranĉado servas kiel gvidilo al enzima komplekso (RNA-Induktita Silentiga Komplekso aŭ RISK) kiu difektas la mRNA devenanta el la interndevena geno. Tiu transskribitoj-malaperigo blokas tiam la tradukadon de la korespondanta proteino. Krome, ĉe C. Elegans, estis demonstrita ke maldirekt-signifa eiRNA povas servi kiel prajmiloj al RNA-dependa RNA-polimerazo (RdRP) por la sintezo de komplementaj RNA ekde la mRNA de la interndevena geno, pliriĉigante tiel la ĉelon je dfRNA kaj amplifante tiel la iRNA-signalon.







PTGS-fenomeno uzata kiel gen-esprim-malŝaltilo

Tiel, oni povas uzi la iRNA-fenomenon kiel gen-senaktiviga tekniko relative facile uzebla, bona alternativo al gen-senaktivigo per homologa rekombiniĝo kiu daŭre validas sed nur ĉe tre malmultaj specioj. Ĉe C. Elegans, sufiĉas nutri tiujn bestojn per bakterioj enhavantaj dfRNA el interesa geno por bloki, portempe kaj preskaŭ sisteme, la esprimiĝon de tiu geno en preskaŭ ĉiuj ĉeloj de la vermo. Ĉe la mamuloj, ĉeesto de dfRNA en la ĉelo induktas kutime kontraŭvirusajn respondojn kondukantaj al ĝenerala inhibado de tradukado en la ĉeloj. Tial unuaj uz-provoj de iRNA ĝenerale fiaskis. Nur la ĉeloj aŭ histoj sen tiaj reagoj (unuĉelaj zigotoj, kulturo de ne-diferenciĝintaj ĉeloj) reagis pozitive al iRNA. Tamen, antaŭ ne longe, oni sukcesis ĉirkaŭiri tiun obstaklon limigante la dfRNA-longecon je 21 nukleotidoj kun bone determinintaj strukturoj kiuj kapablas provoki iRNA-fenomenon sen indukti kontraŭvirusan reagon.

Helpo kiun ofertas gen-silentigaj teknikoj en esplorado

Dosiero:DfRNA.gif
Figuro 2 : Esprimigante al plantoj apartan konstruaĵon, kiel videblas sur la bildo, iuj transgenaj organismoj kapablas mem produkti dfRNA, kiu estas difektota de dicero, post hibridiĝo kun sovaĝa ĉeldevena mRNA. Vidu figuro 1

Nune, la uzado de PTGS/iRNA-fenomenoj troviĝas strategi-meze de gravaj disvolvaj esploradoj. Ĉe iuj bestoj (precipe C. Elegans kaj drozofilo), simpleco de la dfRNA-injekta metodo ebligis ties aplikadon en genomaj studoj, celantaj simultane kaj geno-post-gene, funkci-komprenon de genoj portitaj de tuta kromosomo (ĉirkaŭ 2500 genoj). Ĉe mamuloj, samtipaj studoj estas nun antaŭviditaj per ĉelkulturo.


Ĉe plantoj, oni disvolvis transgenajn organismojn fabrikitajn tiel ke iuj genoj transskribiĝu rekte en dfRNAon (vidu figuron 2). Tiuj transgenaj konstruaĵoj estas tre efikaj por senaktivigi la homologajn ĉel-devenajn genojn kaj tiel produkti transgenajn plantojn kun modifitaj fenotipoj kiuj povas havi agrikulturan intereson. Krome, la plej alta transform-efikeco observita ĉe la planto Arabidopsis thaliana permesas antaŭvide apliki tiujn strategiojn al genomikaj studoj.