GRNA

Guide RNA (gRNA) jsou RNA, které řídí inzerci nebo deleci uridinových zbytků do mitochondriální mRNA prvoků bičivek (Kinetoplastida) v procesu RNA editace. Jedná se o typ posttranskripční modifikace, při které dochází k úpravě mRNA poté, co byla nasyntetizována podle DNA templátu a vzniká tedy RNA o jiné sekvenci, než kóduje genom daného organismu. V případě kinetoplastid se často jedná o pan-editaci, dochází ke značné změně 9 z 18 typů mitochondriálních mRNA u Trypanosoma brucei,^[1] v kontrastu s jinými typy RNA editace, které vytváří pouze relativně malé změny v upravované RNA.

Komplex editosomu upravujícího mRNA podle informace nesené v gRNA. gRNA je přesně komplementární k 3' konci mRNA ("kotvící oblast", anchor region), oblasti mRNA, které přesně neodpovídají sekvenci gRNA jsou podle gRNA upraveny vložením nebo odebráním zbytků uracilu

Mechanismus

K editaci RNA podle gRNA dochází v kinetoplastech, které obsahují dvě sady genetické informace: maxikroužky kódující mitochondriální DNA a minikroužky kódující gRNA sloužící k úpravě mRNA kódované maxikroužky.^[2] V typickém případě je v kinetoplastu 20–50 maxikroužků (o velikosti 20–39 tisíc bází) a 5000–10 000 minikroužků (o velikosti 0,8–2,5 tisíce bází).^[3]

Editace pomocí gRNA začíná sekvenčně specifickým párováním mezi mRNA a gRNA v oblastech, které jsou vzájemně komplementární. Následně dochází k vložení nebo deleci uracilových zbytků podle vzoru gRNA.

Příklad průběhu editace:

mRNA 5' AAAGAAAAGGCUUUAACUUCAGGUUGU 3'

3' konec mRNA je použit jako kotva pro gRNA, které se váže pomocí přesného párování bází. 5' konec mRNA přesně neodpovídá gRNA a v rozdílných místech je rozštěpen pomocí endonukleáz:

gRNA 3' AAUAAUAAAUUUUUAAAUAUAAUAGAAAAUUGAAGUUCAGUA 5'
mRNA 5'   A  A   AGAAA   A G  G C UUUAACUUCAGGUUGU 3'

mRNA je následně opravena doplněním uracilových zbytků

gRNA 3' AAUAAUAAAUUUUUAAAUAUAAUAGAAAAUUGAAGUUCAGUA 5'
mRNA 5' UUAUUAUUUAGAAAUUUAUGUUGUCUUUUAACUUCAGGUUGU 3'