Structures and Functions – RNA Basics

00:01 Die RNA hat also viele Funktionen und einige dieser Funktionen sind die folgenden.

00:04 Offensichtlich haben wir in anderen Präsentationen bereits die Synthese von Proteinen und welche der verschiedenen RNAs verwendet werden, diskutiert.

00:11 Die häufigsten RNA-Typen sind die Transfer-RNA, die ribosomale RNA und die Boten-RNA.

00:16 RNA ist, wie ich bereits erwähnt habe, das genetische Material für bestimmte RNA-haltige Viren.

00:22 RNA katalysiert in einigen Fällen Reaktionen und dieser Typ der RNA hat den Namen eines Ribozyms.

00:29 RNA ist nach neusten Erkenntnissen auch in der Lage, die Genexpression zu kontrollieren und diese winzig kleinen RNAs namens miRNA und siRNA nehmen an einem Prozess teil, den wir als RNA-Interferenz beschrieben haben.

00:44 Und die letzten RNAs sind an der Verarbeitung von noch mehr RNAs beteiligt.

00:48 Und diese werden kleine nukleolare RNAs oder snoRNAs genannt, wie wir noch sehen werden.

00:54 Nun hat RNA natürlich eine Struktur, die sich aus den Nukleotiden ergibt und die Nukleotide sind die Ribonukleotide, A,U,C, und G.

01:05 Die RNA-Stränge sind ein wenig anders als die DNA-Stränge und die RNAs liegen normalerweise in einzelsträngiger Form vor, obwohl einige Viren doppelsträngig sind.

01:16 Die einzelsträngige Form der RNA kann sich in vielen Fällen mit sich selbst paaren.

01:22 Und einer der Gründe, warum dies häufiger bei RNA als beispielsweise bei einer einzelsträngige DNA vorkommt, ist, dass in der RNA ein Basenpaar zwischen G und U einigermaßen stabil ist. Ein GT-Basenpaar in der DNA ist nicht stabil.

01:36 Watson und Crick entdeckten die B-Form der DNA, die Sie auf der rechten Seite dieser Folie sehen können.

01:42 Rosalind Franklin, deren Daten sie sich ausliehen, entdeckte die A-Form der DNA, die Sie links sehen.

01:48 Der Grund, warum ich Ihnen diese beiden Folien zeige, ist, dass RNA auch einige spezifische Konfigurationen hat, die sie macht.

01:56 Die A-Form der DNA und die B-Form der DNA sind, obwohl sie sie sehr ähnlich aussehen, nicht dasselbe.

02:01 Die B-Form der DNA erkennen Sie an den ausgerichteten Basen und was wie ein Stereotyp auf der rechten Seite aussieht.

02:06 Aber in der A-Form sind diese Basen nicht flach.

02:10 Nun stellt sich heraus, dass die A-Form der DNA auch die Form ist, die DNA-RNA-Duplexe bilden und es ist auch die Form, die RNA-RNA Duplexe bilden. Also für unsere Zwecke ist die A-Form die relevantere Struktur, wenn wir über die Struktur der RNA nachdenken, wenn sie sich in einem Duplex befindet.

02:31 Ich möchte nun eine der häufigsten Arten, wie RNA-Moleküle sich selbständig ausführen können, darstellen und das hängt natürlich von den Sequenzen ab.

02:40 Wir sehen also auf dem Bildschirm eine Sequenz eines einzelnen RNA-Strangs.

02:44 Nun sind die Basen in dieser RNA tatsächlich in der Lage, komplementäre Paare miteinander zu bilden. Das sehen Sie an den roten Nukleotiden, die ich hier markiert habe.

02:54 Bei dieser RNA können die Nukleotide sehr leicht zueinander finden und wenn sie das tun, bilden sie eine sogenannte Stamm-Schleifen-Struktur.

03:03 Diese Stamm-Schleifen-Struktur ergibt sich aus der Tatsache, dass es eine invertierte Wiederholung dieser Nukleotide ist.

03:10 Und diese invertierte Wiederholung dieser Nukleotide ermöglicht eine Paarungsstruktur, wie wir sie hier sehen.

03:15 Wir nennen diese Struktur eine Stamm-Schleife und manchmal auch Haarnadel.

03:19 Eine Stiel-Schleife hat offensichtlich eine Schleife oben und einen Stiel unten.

03:26 Wir sehen diese selbstpaarende Natur der RNA in vielen verschiedenen Formen von RNA.

03:32 Hier ist tatsächlich ein Ribozym, eine katalytische RNA, und Sie können sehen, dass es umfangreiche Sätze von Strukturen oder Basenpaarungen in sich selbst trägt.

03:41 Diese Arten von Basenpaarungen werden als Sekundärstrukturen bezeichnet.

03:45 Die Stammschleifen sind also Beispiele, die wir sehr einfach in dieser Abbildung erkennen können und wir können auch sehen, dass es Stämme gibt, in denen es Fehlanpassungen gibt.

03:55 Es ist also nicht so, dass alles perfekt gepaart ist und es muss nicht alles perfekt zusammenpassen, um diese Struktur zu erhalten.

04:02 Es gibt auch ungepaarte Bereiche innerhalb eines Moleküls, wie Sie hier sehen können.

04:06 Und schließlich gibt es Stämme, die Ausbuchtungen haben und Ausbuchtungen entstehen dort, wo Teile dieses Paares Einfügungen haben, wie Sie in der unteren Sequenz sehen können, die nicht in die Gesamtstruktur passen.

04:20 Nun haben wir schon einmal in einer anderen Präsentation gesehen, dass die verschiedenen ribosomalen RNAs eine Sekundärstruktur haben und diese ergeben sich natürlich auch aus der Selbstpaarung, die Sie hier sehen.

04:31 Allerdings sind diese Sekundärstrukturen Strukturen der kleinen ribosomalen RNAs wichtig für die Bindung von Proteinen im Ribosom und für die Bereitstellung dieser Proteine und die Struktur, die das Ribosom letztendlich hat.

04:46 Wir haben auch in einer anderen Präsentation bereits die Struktur von Transfer-RNAs gesehen und die Transfer-RNAs haben diese interne Basen- Paarungssequenz, die wir hier gesehen haben.

04:58 Zuletzt haben wir auch die größeren ribosomalen RNAs gesehen, deren Sequenz so groß ist, dass wir nicht die einzelnen Nukleotide zeigen können, aber in der Abbildung auf der rechten Seite können Sie sich ein Bild von allen Stamm-Schleifen-Strukturen, Fehlanpassungen und so weiter machen, die in diesem Molekül vorkommen.