Dynamika a mechanismus umlčování reportérového genu pro GFP v závislosti na aktivitě RDR6 a způsobu indukce RNA interference v buněčné linii tabáku BY-2

Abstract

RNA interference (RNAi) je proces, který se u rostlin prostřednictvím malých RNA (sRNA = small RNA) významně podílí na regulaci genové exprese. Rozmanité dráhy RNAi lze rozdělit na dva základní mechanismy, a to posttranskripční a transkripční umlčování (PTGS a TGS). Vznik sRNA je vždy závislý na přítomnosti dvouvláknové molekuly RNA (dsRNA), která je štěpena některým z DCL proteinů za vzniku sRNA obvykle o délce 21 - 24 nt a jedno z vláken sRNA je následně rozpoznáno proteinem AGO. V případě PTGS interaguje komplex AGO- sRNA na základě komplementarity sekvence sRNA s cílovou RNA, kterou rozštěpí nebo zablokuje její translaci. U TGS reaguje AGO s rostlinně specifickou RNA Pol V a jejími transkripty, se kterými opět páruje vlákno sRNA nesené proteinem AGO. Tato interakce umožní sestavení komplexu proteinů, které indukují metylaci DNA a posléze i histonů, jež působí inhibičně na transkripci RNA Pol II. Způsobů, jakými může dsRNA vznikat, je celá řada. Velká část v buňce tvořených dsRNA je závislá na syntéze komplementárního vlákna do podoby dsRNA prostřednictvím RDR6 (RNA dependentní RNA polymeráza 6), která je zapojena i do procesu vzniku sekundárních sRNA. Význam RDR6 při PTGS byl zkoumán pomocí reportérového genu pro GFP, a to při samovolném umlčování a při umlčování vyvolaném třemi odlišnými...

RNA interference (RNAi) is a process mediated by small RNAs (sRNA), which is significantly involved in the regulation of gene expression in plants. Diverse RNAi pathways can be divided into two basic mechanisms, which are post-transcriptional and transcriptional gene silencing (PTGS and TGS). Production of sRNAs is dependent on the presence of a double-stranded RNA molecule (dsRNA), which is cleaved by one of DCL proteins to produce sRNAs usually of 21-24 nt in length. One strand of the sRNA is subsequently loaded onto AGO protein. During PTGS, the AGO-sRNA complex interacts with the target RNA based on its sequence complementarity to the sRNA and cleaves it or blocks its translation. In the case of TGS, AGO interacts with plant-specific RNA Pol V and its transcripts, which are again complementary to the sRNA. This interaction allows assembling of a protein complex facilitating DNA and histone methylation inhibiting RNA Pol II transcription. There are numerous ways the dsRNA can arise. A significant part of dsRNA cell production is dependent on synthesising the complementary strand of the dsRNA by RDR6 (RNA-dependent RNA polymerase 6). RDR6 is also involved in the process of the secondary sRNA formation. The significance of RDR6 during PTGS was examined using a GFP reporter gene either during...