micro-RNA (miRNA)

Micro-RNAs oder miRNAs sind kurze nicht-codierende RNA-Stücke, die eine wichtige Rolle bei der post-transkriptionalen Genregulation spielen. Sie lagern sich komplementär an fertig gestellte mRNA-Stücke an und können diese so blockieren (RNA-Interferenz). Damit können miRNAs die Herstellung bestimmter Proteine hemmen.

Haarnadelstruktur einer pre-microRNA
Opabinia regalis, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Auf diesem Bild aus der Wikipedia sehen wir eine pre-microRNA. Aus dieser langen haarnadelförmigen RNA werden dann die eigentlichen miRNAs gebildet. Eine typische miRNA hat eine Länge von 21 bis 23 Nucleotiden, es gibt allerdings auch wesentlich größere Ausnahmen.

Geschichte und Biogenese

siehe entsprechenden Wikipedia-Artikel.

Genregulation

Die Genregulation durch miRNAs erfolgt in der Regel durch RNA-Interferenz. Dabei lagert sich eine miRNA an das 3'-Ende einer mRNA an, die normalerweise nicht translatiert wird. Durch diese komplementäre Anlagerung wird eine Translation der mRNA verhindert. Dabei gibt es drei verschiedene Mechanismen:

1. Inhibition der Translation mit anschließendem Abbau der mRNA.
2. Inhibition der Translation ohne deren Abbau.
3. Direkter Abbau der mRNA, bevor es zur Translation kommt.

Neuere Studien zeigen, dass miRNAs nicht nur zur Inhibition der Translation eingesetzt werden, sondern möglicherweise auch zur Stimulierung derselben. Wie das aber funktionieren soll, ist noch nicht geklärt.

Rolle der miRNA bei Säugetieren

In Säugetierzellen konnten bisher über 800 verschiedene miRNAs nachgewiesen werden, beim Menschen sogar über 1.800 unterschiedliche. Einige Studien besagen, dass 20 bis 30% aller menschlichen Gene von miRNA mitgesteuert werden.

Rolle der miRNA bei Tintenfischen

Tintenfische gehören zu den Weichtieren, die ja normalerweise nicht für allzu hohe Intelligenz bekannt sind. Tintenfische dagegen gelten inzwischen als hochintelligent, und man hat lange daran geforscht, warum das wohl so ist. Inzwischen hat man herausgefunden, dass diese Tiere über eine ungewöhnlich große Menge an miRNAs verfügen, wie man im Heft 1/23 der Zeitschrift "Biologie in unserer Zeit" nachlesen kann:

"Ihre Anzahl ist im Oktopus um 42 neue Genfamilien erweitert worden, die spezifisch im neuronalen Gewebe und vor allem im Gehirn exprimiert werden. Dass diese Gene funktionell wichtig sind, schließt das Team aus dem Nachweis, dass sie und ihre Bindestellen während der Cephalopoden-Evolution konserviert wurden. 'Dies ist die drittgrößte Erweiterung von microRNA-Familien im Tierreich und die größte jenseits der Wirbeltiere' betont Erstautor Grygoriy Zolotarov". ^[2].