Выработка PHKi-зависимого сайленсинга у растений
PHKi и сходные типы замалчивания (сайленсинга) генов представляют собой ответ клеток на двутяжевые РНК (dsPHK). dsPHK гидролизуется РНКаза III-подобной эндонуклеазой (Dicer) с образованием маленьких РНК, которые и обеспечивают специфичность сайленсинга, комплементарно связываясь с соответствующей последовательностью-мишенью нуклеиновых кислот. Маленькие РНК включаются в мультибелковые эффекторные комплексы, осуществляющие непосредственно деградацию информационных РНК и подавляют трансляцию ( PTGS ) или индуцируют модификации хроматина ( TGS ) в области определенных нуклеотидных последовательностей ДНК. Ключевой компонент этого эффекторного комплекса сайленсинга - белок по названию аргонавт , который связывает маленькие РНК с помощью своего PAZ домена. Индивидуальные белки из семейства белков аргонавтов, которое представляет собой самую большую группу белков, важных для PHKi-направляемого сайленсинга, сообщают функциональную специфичность разным эффекторным (исполнительным) комплексам ( Carmell et al., 2002 ). РНК-направляемое замалчивание генов участвует в защите от вирусов, контролирует транспозоны и играет существенную роль в развитии растений и животных.
Выработка PHKi-направляемого сайленсинга у растений отчасти отражает их коэволюцию с патогенами ( РНК-содержащие вирусы , вироиды ), которые образуют двутяжевые РНК (dsPHK) при репликации. На самом деле они наряду с трансгенами (другой тип "чужеродных" нуклеиновых кислот) оказались бесценными для выявления и изучения разных форм PHKi-направляемого замалчивания генов у растений.
Разные пути PHKi-направляемого замалчивания генов продемонстрированы в результате
- широкого выявления и функциональной диверсификации семейств генов, кодирующих основные компоненты для продуцирования PHKi: в геноме Arabidopsis закодированы четыре DICER-подобные (DCL) белка и десять белков аргонавтов (AGO) ;
- обнаружения разных по длине и функционированию маленьких РНК, включая короткие РНК, состоящие из 21 нуклеотидного остатка , интерферирующие РНК (siPHK) , образующиеся из вирусов и трансгенов, и несколько типов эндогенных маленьких РНК ( 21 - 23 - 24 нуклеотидные микроРНК ; 21-нуклеотидные трансдействующие siPHK и 24 - 25 - 26-членные гетерохроматиновые siPHK );
- выявления разных типов генного сайленсинга, осуществляемого разными маленькими РНК: 1) PTGS (посттранскрипционный сайленсинг) по механизму деградации информационных РНК или путем подавления трансляции; 2) TGS (транскрипционный сайленсинг) связан с такими модификациями, как цитозиновое метилирование ДНК и метилирование гистонов;
- обнаружения важной роли PTGS в защите от вирусов, это связано с разными вирусными белками, подавляющими разными способами замалчивание генов;
- обнаружения таких процессов, как не клеточно-автономный сайленсинг и транзитивность (см. " Не клеточно-автономный сайленсинг и транзитивность "), которые обусловлены РНК-зависимыми РНК-полимеразами , шесть из которых закодированы в геноме Arabidopsis.
Все это обсуждается при рассмотрении трех основных путей РНК-направляемого замалчивания генов у растений ( рис. 9.3 а-в). Следует иметь в виду, что эти пути взаимно перекрещиваются друг с другом. Их функционально различные компоненты приведены в табл. 9.2 .
