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Riboswitch
Adenosin-Riboswitch pdb-1y26

EIN riboswitch (von Ribonukleinsäure (RNA), aus denen es besteht, und die englische Schalter, 'Power-Button') ist eine RNA-Sequenz, die Teil eines mRNA und ein spezielles Ligand binden und so die Expression des betreffenden Gens beeinflussen können. Es ist ein Aptamer was bei manchen natürlich vorkommt Bakterien, Pflanzen und Pilze.

Prinzip des Wirkmechanismus

Ein Riboschalter hat aufgrund der internen Basenpaarung eine komplexe 3D-Struktur. Wenn der Riboswitch seinen Liganden bindet, ändert sich seine Struktur. Die interne Basenpaarung ist unterschiedlich, so dass ein Gen, das vorher nicht exprimiert/weniger exprimiert wurde, exprimiert/mehr exprimiert wird oder umgekehrt. Ein Riboswitch kann arbeiten Transkriptionsebene oder Übersetzungsniveau, und kann aktivierend oder unterdrückend sein.

Riboswitch arbeitet auf Transkriptionsebene

Während der DNATranskription bindet die mRNA einen Liganden, was die Transkriptionstermination beeinflusst. Bei Aktivierung führt die Konformationsänderung des Riboschalters zu a Transkriptionsterminationssequenz ist nicht mehr zugänglich für die accessible RNA-Polymerase. Zum Beispiel kann es sein, dass einige der Transkriptionsterminationssequenz Base gepaart mit der Riboswitch-Sequenz. Dadurch wird die Transkription, die ohne Bindung an den Liganden unterbrochen würde, trotzdem fortgesetzt.Wenn der Riboswitch eine unterdrückende Wirkung hat, ist es genau umgekehrt: Gerade weil der Ligand gebunden ist, wird die Transkriptionsterminationssequenz lesbar und die Transkription wird unterbrochen. Dadurch kann die mRNA nicht in ein Protein übersetzt werden und die Genexpression also abgesenkt.

Riboswitch arbeitet auf Übersetzungsebene

Die Bindung an den Liganden beeinflusst die Transkription nicht. Die Bindung der gebildeten mRNA an den Liganden bestimmt, ob der Teil der Sequenz benötigt wird, um Ribosomen zu binden, zugänglich ist oder nicht. Im Falle eines aktivierenden Riboswitches macht die Bindung an den Liganden diese Sequenz für die Ribosomen zugänglich. Eine mRNA, die ohne den Liganden nicht translatiert werden konnte, führt nun zu einem Protein. Der Ligand sorgt somit für eine erhöhte Genexpression. Bei einem unterdrückenden Riboswitch verhindert die Bindung an den Liganden die Bindung der Ribosomen an die mRNA, so dass kein Protein produziert wird. Der Ligand bewirkt somit eine verminderte Genexpression.

Verweise