Hvordan mikroprocessor præcist starter miRNA-produktion

Mikroprocessorkomplekset, der er sammensat af Drosha-ribonukleasen og DGCR8-proteinet, spiller en afgørende rolle i at starte den præcise produktion af mikroRNA'er (miRNA'er). Her er en oversigt over de trin, der er involveret i denne proces:

1. Transskription: Primære miRNA (pri-miRNA) transkripter produceres af RNA polymerase II i kernen. Disse pri-miRNA'er er lange RNA-molekyler, der indeholder sekvenserne af modne miRNA'er.

2. Bindning af mikroprocessorkomplekset: Mikroprocessorkomplekset genkender og binder sig til specifikke regioner i pri-miRNA-transkriptet. DGCR8, et dobbeltstrenget RNA-bindende protein, binder oprindeligt til pri-miRNA'et og rekrutterer Drosha til komplekset.

3. Spaltning af Drosha: Drosha, et RNase III-enzym, spalter pri-miRNA'et præcist på specifikke steder, hvilket genererer et mindre precursor-miRNA (pre-miRNA). Denne spaltning sker typisk ca. 11 nukleotider (nt) væk fra bunden af ​​den terminale løkke af pri-miRNA'et.

4. Strukturelle funktioner: Præ-miRNA er et ~70-nt RNA-molekyle med en karakteristisk hårnålestruktur. Den består af en dobbeltstrenget RNA-stamregion og en loop-region.

5. Eksport fra kernen: Præ-miRNA'et eksporteres fra kernen til cytoplasmaet gennem exportin-5 (EXP5) proteinet. EXP5 genkender og binder til præ-miRNA'et og transporterer det over kernemembranen.

6. Yderligere behandling: Når først det er i cytoplasmaet, behandles præ-miRNA'et yderligere af Dicer-enzymet, som spalter hårnålestrukturen for at producere en kort, dobbeltstrenget miRNA-dupleks.

7. miRNA-indlæsning i RISC: En streng af miRNA-dupleksen (det modne miRNA) er inkorporeret i det RNA-inducerede silencing-kompleks (RISC). RISC, som inkluderer Argonaute (AGO) proteinet, bruger derefter det modne miRNA som en guide til at regulere genekspression ved at binde til komplementære sekvenser i target messenger RNA'er (mRNA'er), hvilket fører til mRNA nedbrydning eller translationel undertrykkelse.

Ved præcist at spalte pri-miRNA'et spiller mikroprocessorkomplekset en kritisk rolle i at sikre den nøjagtige produktion af modne miRNA'er og efterfølgende regulering af genekspression. Dysregulering af mikroprocessorkomplekset eller dets komponenter kan påvirke miRNA-biogenese og bidrage til forskellige sygdomme, herunder cancer og neurologiske lidelser.