In der Natur gibt es viele Beispiele für modifizierte RNAs. Das bekannteste ist sicherlich in eukaryotischen Organismen zu finden. Hier werden mRNAs durch die post-transkriptionale Addition eines invertierten 7-Methyl-G modifiziert, um eine Cap-Struktur zu bilden. Diese Cap-Struktur ist wichtig für die mRNA-Stabilität und sorgt so für eine effiziente mRNA-Translation und Proteinsynthese. Ein weiteres Beispiel für RNA-Modifikation tritt an den 3′-Enden einiger Klassen von kleinen regulatorischen RNAs auf (z.B. piwi-interagierende RNAs sowie endogene, kleine interferierende RNAs in Tieren oder pflanzliche microRNAs), sie werden durch die Addition einer Methylgruppe modifiziert. Diese wird an der 2′-Position der Ribose des terminalen Nukleotids angefügt. Diese RNA-Modifikation ist essentiell für die Stabilität der piRNA und deren regulatorische Funktion.
RNA-modifizierende Enzyme sind wichtige Forschungswerkzeuge. Sie dienen u.a. zur Charaktierisierung von RNA-Spezies, deren Aktivität durch die Enzym-Modifikationen verändert werden. So sind z.B. 5′-Cap RNAs keine Substrate für Polynucleotidkinasen oder RNA-Ligasen, aber gute Substrate für Decapping-Enzyme. In ähnlicher Weise unterscheidet sich die Ligation und Polyadenylierungseffizienz für 2′-O-methylierte 3′-Enden von RNAs von denen mit unmodifizierten 3′-Enden.
Das bedeutet, dass die selektiven Eigenschaften von RNA-modifizierenden Enzymen es ermöglichen, RNA-Spezies zu unterscheiden und zu charakterisieren. Einige RNA-Endmodifikationen werden in der Forschung genutzt, um bestimmte RNA-Spezies selektiv abzubauen oder zu von anderen RNAs zu isolieren. Dieses gelingt mit einer cleveren Auswahl an Enzymen, die dann in der richtigen Reihenfolge eingesetzt werden.
Die in vitro Modifikation von RNA-Enden kann besonders wichtig sein, um RNA für nachgeschaltete Anwendungen wie z.B. die Adapterligation als Vorbereitung für Sequenzierungsplattformen herzustellen. Hierzu sind bestimmte Endmodifikationen für eine effiziente Darstellung erforderlich (1).
Die Modifikation von RNA-Basen, z.B. 5 Methylcytosin oder N6-Methyladenin ist wichtig für Experimente, mit denen man das Zellschicksal untersuchen möchte, da die genannten RNA-Modifikation die angeborene Immunantworten einer mRNA-transfizierten Zelle nachhaltig beeinflussen.
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