Wiki FKKT - User contributions [en]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:34:46Z

Lan Tanko:

=='''Uvod'''==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
=='''Biogeneza in struktura snoRNA'''==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

=='''Pomen snoRNA pri različnih obolenjih'''==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.

Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.

Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.

Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.

===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.

Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.

===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.

SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.

=='''Zaključek'''==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
=='''Viri'''==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:34:07Z

Lan Tanko:

=='''Uvod'''==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.

Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.

Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.

Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.

===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.

Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.

===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.

SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.

==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:33:48Z

Lan Tanko:

='''snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni'''=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.

Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.

Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.

Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.

===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.

Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.

===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.

SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.

==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

Molekularna biologija RNA

2025-05-03T21:33:26Z

Lan Tanko:

Seminarji pri Molekularni biologiji v študijskem letu 2024/25 obravnavajo široko področje RNA, od njenih posebnih strukturnih lastnosti, različnih tipov RNA v živih celicah, proteinov, ki se vežejo na RNA, regulatorne vloge pri izražanju genov, pa vse do sprememb, ki so povezane s patološkimi stanji in do uporabe RNA pri pripravi cepiv in razvoju zdravil.

Naslovi seminarskih tem so navedeni na spodnjem seznamu.

Vse teme temeljijo na preglednih člankih, kar pomeni, da obravnavajo zaključene tematike, na katerih je bilo opravljenega že veliko dela. Zato praviloma vsako temo obdelajo po trije študenti. Vsaka skupina mora pripraviti povzetek seminarja z vsaj 1200 besedami in ne več kot 1800 besedami in ga objaviti na tem wikiju. Povzetek ne vsebuje slikovnega gradiva, lahko pa vključuje povezave do slik in videov na spletu. Navedite do 5 ključnih virov (ti ne štejejo v vsoto 1200–1800 besed), ki ste jih uporabili. Če izjemoma seminar pripravita dva študenta, je obseg povzetka 1000-1500 besed, če je študent sam, pa 800-1200 besed.

Vsaka skupina mora objaviti povzetek seminarja na wikiju najkasneje 24 h pred predstavitvijo svojega seminarja. Kateri del povzetka je napisal kdo, navedite v zavihku 'discussion'. Predstavitev naj bo dolga 15–20 minut, temu pa bo sledila razprava (pribl. 5 minut). Vsak član skupine mora predstaviti en del seminarja, pri čemer mora biti delo enakomerno razdeljeno med vse. Osredotočite se na osnovno temo, ki ste si jo izbrali, in vključite le malo splošnega uvoda, kjer je mogoče pa izpostavite ključne razlike v procesih med bakterijami, evkarionti in arhejami. Če seminar predstavljata dva študenta, imata na voljo 12-15 minut, če je študent sam, pa 8-10 minut.

Seminarske predstavitve bodo potekale med 16. aprilom in 14. majem 2024. V tem času ne bo klasičnih predavanj, torej bodo tako ponedeljkovi kot sredini termini namenjeni seminarjem.

Vsebina seminarjev je izpitna snov. Iz teme seminarjev je ~10 % vprašanj na izpitu (oz. ~10 % točk dobite za odgovore iz snovi seminarjev).

Razdelitev seminarjev je potekala v okolju Google Drive, kjer so (bile) navedene povezave do izhodiščnih člankov, s katerimi lahko začnete iskanje literature. Večinoma navedeni viri ne zadoščajo, da bi pripravili kvaliteten 15-minutni seminar, zato boste morali pregledati tudi nekaj primarnih virov (raziskovalnih člankov), ki jih boste poiskali sami oz. jih boste našli citirane v preglednih člankih. Vaši seminarji naj se osredotočijo na osnovno temo iz naslova in naj nimajo dolgih splošnih uvodov. Seminarji si bodo namreč sledili dokaj hitro eden za drugim, tako da boste osnove hitro osvojili in jih ni treba ponavljati.

Ko boste pripravljali povzetek, naslov izbrane teme, ki ga vpišete na spodnji seznam, povežite z novo wiki stranjo, ki bo vsebovala povzetek. Na koncu besedila povzetka (pod viri) v novo vrstico dodajte oznako: <nowiki>[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]</nowiki>. Primer, kako so bili urejeni seminarji lani, si lahko ogledate na strani [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Molekularna_biologija_plazmidov Molekularna biologija plazmidov].

Seznam tem in referenti:

16. april: 
* [[RNA kataliza: napredek pri ribocimsko kataliziranem prenosu alkilne skupine]] (Julija Dolinšek, Tjaša Turk, Jošt Žulič)
* [[Kanonične in nekanonične funkcije nekodirajoče RNA-komponente (TERC) telomeraznega kompleksa]] (Veronika Štrekelj Istinič, Anamarija Rozina, Hana Funa)
* [[Vloga metilacije RNA pri uravnavanju usode matičnih celic]] (Tinkara Pepelnjak, Lana Traven) 
* [[Vpliv strukturnih značilnosti 5’-UTR na kontrolo translacije pri evkariontih]] (Vita Šavli, Zala Kek, Anja Kokol)

23. april: 
* [[Vloga malih nekodirajočih RNA pri regulaciji RNA metabolizma rastlin]] (Manja Drobne, Jana Likar Ivanov, Zoja Mramor)
* [[Biogeneza in funkcija endogenih malih nekodirajočih RNA pri živalih]] (Rok Sušnik, David Šuštar, Samo Volovšek)
* [[Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov]] (Art Špegel, Taja Tepuš, Hana Vozelj)
* [[LncRNA-ključni dejavnik pri vplivu telesne aktivnosti na razvoj raka]] (Sara Kragelj)

5. maj: 
* [[snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni]] (Lan Tanko, David Marinko, David Kranjc)
* [[Vloga tsRNA v praživalskih parazitih]] (Maša Markun, Jedrt Šinkovec, Vita Škarabot)
* seminar 2
* [[Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1]] (Ema Kafol, Neja Prodan, Hana Marovt)
* [[Viroidi in retrocimi - krožne RNA zmožne avtonomne replikacije]] (Nina Kokalovikj, Lola Ilievska, Nejc Ljubič)

7. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

12. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

14. maj: 
* seminar 1

Molekularna biologija RNA

2025-05-03T21:32:42Z

Lan Tanko:

Seminarji pri Molekularni biologiji v študijskem letu 2024/25 obravnavajo široko področje RNA, od njenih posebnih strukturnih lastnosti, različnih tipov RNA v živih celicah, proteinov, ki se vežejo na RNA, regulatorne vloge pri izražanju genov, pa vse do sprememb, ki so povezane s patološkimi stanji in do uporabe RNA pri pripravi cepiv in razvoju zdravil.

Naslovi seminarskih tem so navedeni na spodnjem seznamu.

Vse teme temeljijo na preglednih člankih, kar pomeni, da obravnavajo zaključene tematike, na katerih je bilo opravljenega že veliko dela. Zato praviloma vsako temo obdelajo po trije študenti. Vsaka skupina mora pripraviti povzetek seminarja z vsaj 1200 besedami in ne več kot 1800 besedami in ga objaviti na tem wikiju. Povzetek ne vsebuje slikovnega gradiva, lahko pa vključuje povezave do slik in videov na spletu. Navedite do 5 ključnih virov (ti ne štejejo v vsoto 1200–1800 besed), ki ste jih uporabili. Če izjemoma seminar pripravita dva študenta, je obseg povzetka 1000-1500 besed, če je študent sam, pa 800-1200 besed.

Vsaka skupina mora objaviti povzetek seminarja na wikiju najkasneje 24 h pred predstavitvijo svojega seminarja. Kateri del povzetka je napisal kdo, navedite v zavihku 'discussion'. Predstavitev naj bo dolga 15–20 minut, temu pa bo sledila razprava (pribl. 5 minut). Vsak član skupine mora predstaviti en del seminarja, pri čemer mora biti delo enakomerno razdeljeno med vse. Osredotočite se na osnovno temo, ki ste si jo izbrali, in vključite le malo splošnega uvoda, kjer je mogoče pa izpostavite ključne razlike v procesih med bakterijami, evkarionti in arhejami. Če seminar predstavljata dva študenta, imata na voljo 12-15 minut, če je študent sam, pa 8-10 minut.

Seminarske predstavitve bodo potekale med 16. aprilom in 14. majem 2024. V tem času ne bo klasičnih predavanj, torej bodo tako ponedeljkovi kot sredini termini namenjeni seminarjem.

Vsebina seminarjev je izpitna snov. Iz teme seminarjev je ~10 % vprašanj na izpitu (oz. ~10 % točk dobite za odgovore iz snovi seminarjev).

Razdelitev seminarjev je potekala v okolju Google Drive, kjer so (bile) navedene povezave do izhodiščnih člankov, s katerimi lahko začnete iskanje literature. Večinoma navedeni viri ne zadoščajo, da bi pripravili kvaliteten 15-minutni seminar, zato boste morali pregledati tudi nekaj primarnih virov (raziskovalnih člankov), ki jih boste poiskali sami oz. jih boste našli citirane v preglednih člankih. Vaši seminarji naj se osredotočijo na osnovno temo iz naslova in naj nimajo dolgih splošnih uvodov. Seminarji si bodo namreč sledili dokaj hitro eden za drugim, tako da boste osnove hitro osvojili in jih ni treba ponavljati.

Ko boste pripravljali povzetek, naslov izbrane teme, ki ga vpišete na spodnji seznam, povežite z novo wiki stranjo, ki bo vsebovala povzetek. Na koncu besedila povzetka (pod viri) v novo vrstico dodajte oznako: <nowiki>[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]</nowiki>. Primer, kako so bili urejeni seminarji lani, si lahko ogledate na strani [https://wiki.fkkt.uni-lj.si/index.php/Molekularna_biologija_plazmidov Molekularna biologija plazmidov].

Seznam tem in referenti:

16. april: 
* [[RNA kataliza: napredek pri ribocimsko kataliziranem prenosu alkilne skupine]] (Julija Dolinšek, Tjaša Turk, Jošt Žulič)
* [[Kanonične in nekanonične funkcije nekodirajoče RNA-komponente (TERC) telomeraznega kompleksa]] (Veronika Štrekelj Istinič, Anamarija Rozina, Hana Funa)
* [[Vloga metilacije RNA pri uravnavanju usode matičnih celic]] (Tinkara Pepelnjak, Lana Traven) 
* [[Vpliv strukturnih značilnosti 5’-UTR na kontrolo translacije pri evkariontih]] (Vita Šavli, Zala Kek, Anja Kokol)

23. april: 
* [[Vloga malih nekodirajočih RNA pri regulaciji RNA metabolizma rastlin]] (Manja Drobne, Jana Likar Ivanov, Zoja Mramor)
* [[Biogeneza in funkcija endogenih malih nekodirajočih RNA pri živalih]] (Rok Sušnik, David Šuštar, Samo Volovšek)
* [[Heterogenost in funkcionalna specializacija ribosomov]] (Art Špegel, Taja Tepuš, Hana Vozelj)
* [[LncRNA-ključni dejavnik pri vplivu telesne aktivnosti na razvoj raka]] (Sara Kragelj)

5. maj: 
* [[snoRNA_pri_človeku_in_njihova_vloga_pri_razvoju_bolezni]] (Lan Tanko, David Marinko, David Kranjc)
* [[Vloga tsRNA v praživalskih parazitih]] (Maša Markun, Jedrt Šinkovec, Vita Škarabot)
* seminar 2
* [[Vloga RNA in RNA epigenetskih procesov pri HTLV-1]] (Ema Kafol, Neja Prodan, Hana Marovt)
* [[Viroidi in retrocimi - krožne RNA zmožne avtonomne replikacije]] (Nina Kokalovikj, Lola Ilievska, Nejc Ljubič)

7. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

12. maj: 
* seminar 1
* seminar 2
* seminar 3
* seminar 4

14. maj: 
* seminar 1

Talk:SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:30:40Z

Lan Tanko:

''Uvod, Biogeneza in struktura snoRNA'' - '''Lan Tanko'''

''Akutna mieloična levkemija, Nevrodegenerativne bolezni'' - '''David Marinko'''

''Odziv na homeostatski stres, snoRNA kot terapevtske tarče, snoRNA kot molekularni stroji'' - '''David Kranjc'''

''Zaključek'' - '''Lan Tanko, David Marinko, David Kranjc'''

Talk:SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:30:15Z

Lan Tanko: Created page with "''Uvod, Biogeneza in struktura snoRNA'' - '''Lan Tanko''' ''Akutna mieloična levkemija, Nevrodegenerativne bolezni'' - '''David Marinko''' ''Odziv na homeostatski stres, snoRNA kot terapevtske tarče, snoRNA kot molekularni stroji'' - '''David Kranjc''' ''Zaključek'' - '''Lan Tanko, David Marinko, David Kranjc'''"

''Uvod, Biogeneza in struktura snoRNA'' - '''Lan Tanko'''
''Akutna mieloična levkemija, Nevrodegenerativne bolezni'' - '''David Marinko'''
''Odziv na homeostatski stres, snoRNA kot terapevtske tarče, snoRNA kot molekularni stroji'' - '''David Kranjc'''
''Zaključek'' - '''Lan Tanko, David Marinko, David Kranjc'''

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:26:09Z

Lan Tanko: /* snoRNA kot molekularni stroji */

=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.

Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.

Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.

Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.

===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.

Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.

===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.

SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.

==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:25:55Z

Lan Tanko: /* snoRNA kot terapevtske tarče */

=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.

Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.

Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.

Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.

===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.

Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.

===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.
SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.
==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:25:43Z

Lan Tanko: /* Odzivi na homeostatski stres */

=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.

Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.

Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.

Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.

===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.
Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.
===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.
SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.
==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:25:01Z

Lan Tanko: /* Akutna mieloična levkemija */

=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.

Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.

Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.

Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.

Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.

===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.
Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.
Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.
Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.
===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.
Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.
===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.
SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.
==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:24:31Z

Lan Tanko: /* Biogeneza in struktura snoRNA */

=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.

V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.

==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.
Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.
Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.
Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.
Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.
===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.
Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.
Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.
Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.
===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.
Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.
===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.
SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.
==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

SnoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni

2025-05-03T21:22:51Z

Lan Tanko: Created page with "=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni= ==Uvod== Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo..."

=snoRNA pri človeku in njihova vloga pri razvoju bolezni=
==Uvod==
Raziskave na področju molekularne biologije RNA so v zadnjih letih pokazale izrazito raznolikost zvrsti in funkcij različnih RNA molekul, ki presegajo meje centralne dogme. Tako imenovane nekodirajoče RNA so odgovorne za vrsto celičnih procesov; od vpliva na izražanje genov do najrazličnejših katalitskih aktivnosti. Med nekodirajoče RNA sodijo tudi male jedrčne RNA oziroma snoRNA, ki omogočajo usmerjene modifikacije drugih RNA molekul in so ključne v procesih zorenja rRNA in s tem produkcije ribosomov, hkrati pa vodijo tudi modifikacije na snRNA ter tako posledično vplivajo na procesiranje mRNA.
==Biogeneza in struktura snoRNA==
Večina snoRNA nastane tekom procesiranja drugih RNA molekul, predvsem iz izrezanih intronskih regij mRNA. Po izrezovanju se sproščena lariatna struktura razvije s pomočjo posebnih klestilnih encimov nato pa ekso- in endonukleaze prekurzorsko snoRNA skrajšajo do svoje končne oblike. Obstajajo pa tudi nekatere snoRNA, ki so v genomu prisotne kar pod svojim lastnim promotorjem. Nastali transkript takih snoRNA se od navadnih mRNA molekul razlikuje predvsem zaradi odsotnosti poli-A-repa ter po posebni 5'-kapi (2,2,7-trimetilgvanozinska – TMG kapa). Te razlike so ključne, saj se tako snoRNA ne prenese v citoplazmo, kot je to značilno za mRNA molekule, temveč ostane v jedru, kjer lahko opravlja svoje funkcije.
V splošnem snoRNA delimo na dve skupini: C/D snoRNA in H/ACA snoRNA. Obe skupini izkazujeta visok nivo ohranjenosti, kar priča o pomembnosti funkcij, ki jih opravljata. C/D snoRNA so namreč ključnega pomena pri 2'-O-metilaciji nukleotidov, H/ACA snoRNA pa so potrebne za psevdouridilacijo – izomerizacijo uridina v psevdouridin.
===C/D snoRNA===
C/D snoRNA vsebujejo dve ponovitvi C- (RUGAUGA) in D-škatle (CUGA), ki se preko parjenja baz in asociacije proteinov povežejo v obliko lasnične zanke z večjo notranjo vezavno zanko. C/D snoRNA karakteristično vežejo štiri proteine: Nop56, Nop58, 15.5K (imenovan tudi snu13p) in fibrilarin (FBL), ki katalizira metilacijo na tarčni RNA molekuli. Slednja se veže v notranjo zanko nastalega snoRNP kompleksa, ki jo sestavljata elementa komplementarna tarčnemu zaporedju, zaslužna za usmerjanje in specifičnost delovanja.
===H/ACA snoRNA===
H/ACA snoRNA ima značilno strukturo iz dveh lasničnih zank, vsaka prav tako z dodatno notranjo zanko. Škatla H (ANANNA) se nahaja na koncu prve, škatla ACA pa na koncu druge lasnične zanke. Tovrstne snoRNA asociirajo z raznimi strukturnimi proteini kot so NhP2, Nop10 in GAR1 ter diskerinom, ki ima psevdouridin sintazno aktivnost. Tarčna molekula RNA se veže v notranje zanke snoRNA, ki tako omogočajo, da modifikacije potečejo na ustreznih mestih. Nekateri H/ACA snoRNP nosijo tudi drugačne katalitske funkcije, kot sta denimo 2'-O-metilacija in N4-acetilacija citidina (ac4C), ki sta prav tako ključni za zorenje rRNA in nastanek novih ribosomov. Seveda morajo takšne snoRNP sestavljati drugi proteini, specializirani za določeno funkcijo.
===sdRNA===
Vredno je poudariti tudi dejstvo, da snoRNA niso vedno končna stopnja biogeneze. Več kot polovica vseh znanih snoRNA namreč vstopi v nadaljnje faze procesiranja, v katerih iz večje molekule nastane več manjših fragmentov imenovanih sdRNA (angl. snoRNA-derived RNAs). Čeprav gre velikokrat zgolj za produkte razgradnje, se ohranjenost in stabilizacija določenih sdRNA ponuja kot dokaz o morebitni vlogi v celičnih procesih. Poleg tega raziskave kažejo na izrazite razlike v vzorcih izražanja sdRNA, ki se pojavijo med zdravimi in rakavimi celicami. Za odgovor na vprašanja, ali so te deviacije zgolj indikator rakavega stanja celice ali gre za enega ključnih faktorjev razvoja raka, pa je potrebnih še mnogo dodatnih preiskav.
==Pomen snoRNA pri različnih obolenjih==
===Akutna mieloična levkemija===
Hematopoeza je proces tvorbe krvnih celic, ki v večji meri poteka v kostnem mozgu. Hemocitoblasti, krvotvorne matične celice, morajo imeti uravnoteženo sposobnost obnavljanja in diferenciacije v različne tipe krvnih celic. V kolikor se pojavijo motnje v teh dveh procesih, lahko pride do nastanka različnih rakavih obolenj, kot je na primer akutna mieloična levkemija (AML). Pri AML pride do abnormalne proliferacije in diferenciacije v bele krvničke, ki se nato kopičijo v kostnem mozgu in s tem ovirajo tvorbo drugih krvnih celic.
Pri normalni tvorbi krvnih celic snoRNA regulirajo modifikacije rRNA, še posebej 2'-O-metilacijo in psevdouridilacijo. Te so ključne za pravilno zvitje in delovanje ribosomov ter s tem produkcijo proteinov, ki regulirajo nasprotujoča si procesa obnavljanja in diferenciacije hemocitoblastov. Raven izražanja snoRNA je največja v hemacitoblastih in hitro upade tekom diferenciacije v granulocite in limfocite. Pri AML pa je izražanje snoRNA pogosto slabo regulirano. Nekatere snoRNA so tudi funkcijsko spremenjene, kar dodatno prispeva k nastanku levkocitov in zaviranju apoptoze. Obstajajo trije različni mehanizmi, kako snoRNA prispeva k razvoju AML.
Eden izmed pomembnejših H/ACA snoRNA je SNORA21, ki običajno vodi psevdouridilacijo rRNA. Pri AML pride do izgube te snoRNA. Sinteza ribosomov je torej ovirana, s tem pa se spremeni tudi translacija regulatornih proteinov, kar pripelje do povečane celične proliferacije in nastanka rakavega tkiva.
Drugi način vključuje translokacijo regije q22 kromosoma 8 na kromosom 21. Posledično pride do tvorbe onkogenega proteina AML1-ETO. Ta protein skupaj z AES (angl. amino terminal enhancer of split) inducira tvorbo snoRNP. Z njegovo pomočjo AML1-ETO interagira z RNA-helikazo DDX2. Tvorba kompleksa AML1-ETO, snoRNP in DDX2 pa povzroči izdatno povišano izražanje onkogenih proteinov, hkrati pa zavira produkcijo tumorsupresorjev.
Pri približno tretjini bolnikov z AML pa pride do spremembe bralnega okvira na genu za nukleofozmin 1 (NPM1 oziroma B23). Ta povzroči, da se NPM1 ne nahaja več v jedru, temveč v citosolu. Pri tem se zgodi sprememba tako procesiranja mRNA kot tudi izgradnje ribosomskih podenot, ker zaradi odsotnosti NPM1 C/D snoRNP ne morejo modificirati substratne mRNA in rRNA, kar privede do sprememb v celičnih procesih.
===Nevrodegenerativne bolezni===
Poleg vloge pri tvorbi raka, so snoRNA pomembne tudi pri patologiji različnih nevrodegenerativnih bolezni. Pri Prader-Willijevem sindromu (PWS) gre za delecijo predela očetovih genov kromosoma 15, ki zapisuje za dve C/D snoRNA; SNORD115 in SNORD116. SNORD115 večinoma obstaja v skrajšani obliki B, ki vsebuje zgolj eno C- in D-škatlo, ki obdajata protismerno zaporedje. Takšne skrajšane oblike, imenovane psnoRNA ne tvorijo lasničnih zank, ki so pomembne za vezavo klasičnih snoRNP proteinov, temveč delujejo kot miRNA in se s svojo protismerno regijo vežejo na ustrezno mRNA in tako vplivajo na njeno procesiranje. Izvajanje poskusov na miših je pokazalo, da izbris SNORD115 povzroči nepravilno izrezovanje intronov pre-mRNA serotonin 2C receptorja, katerega napačna zgradba naj bi povzročala vedenjske in prebavne motnje. Izbris SNORD116 pa povzroči velike spremembe pri razvoju možganov zaradi motene metilacije mRNA, ki je povezana tudi s povišano telesno težo, prebavnimi motnjami in spremembami cirkadianega ritma. Poleg PWS pa imata SNORD115 in SNORD116 vplive tudi pri Alzheimerjevi bolezni. SNORD115 naj bi reguliral sintezo peptida amiloida beta in τ-proteina, ki sta ključna faktorja pri Alzheimerjevi bolezni.
===Odzivi na homeostatski stres===
Presnovni stres nastopi, ko celica porablja več energije in substratov, kot jih ima na voljo. Značilen primer je lipotoksičnost, ki jo med drugim povzroča presežek nasičenih maščobnih kislin, kar vodi do poškodb endoplazemskega retikuluma in mitohondrijev. To privede do zmanjšanja sinteze ATP, poveča pa se količina reaktivnih kisikovih zvrsti (ROS) in pojavi se oksidativni stres, kar privede do nastajanja pro-vnetnih citokinov ter prispeva k programirani celični smrti.
Tradicionalno snoRNA delujejo v jedrcu, kjer omogočajo modifikacije ribosomske RNA, a so novejše raziskave pokazale, da imajo nekatere tudi zunajjedrno funkcijo. Pomemben primer so C/D snoRNA, kodirane znotraj Rpl13a lokusa. Pri pogojih presnovnega stresa lahko ti preidejo v citoplazmo, kjer sodelujejo pri nadzoru rasti in metabolizma. Pomembni pa so tudi pri odzivu na presnovni stres. Ob povišani lipotoksičnosti se te snoRNA transportirajo iz jedrca v citoplazmo, kjer vplivajo na funkcionalnost mitohondrijev, kopičenje reaktivnih kisikovih zvrsti in homeostazo glukoze. Celice brez teh snoRNA so v poskusih kazale večjo odpornost na oksidativni stres in povečano izločanje inzulina ob prisotnosti glukoze.
Tudi SNORA73A in SNORA73B imata pomembno vlogo pri uravnavanju metabolizma. Delujeta na način, da zavirata mTOR signalizacijo, s čimer celico usmerjata v metabolno bolj varčen način in tako zmanjšujeta poškodbe jeter v pogojih steatohepatitisa – bolezni, povezane z akumulacijo lipidov in vnetjem jeter.
Te ugotovitve jasno kažejo, da imajo snoRNA aktivno funkcijo tudi v citoplazmi, še posebej ob presnovnih obremenitvah. Njihovo delovanje je odvisno od celičnega okolja, kar odpira pomembna vprašanja za prihodnje terapevtske pristope.
===snoRNA kot terapevtske tarče===
Raziskave kažejo, da spremembe v izražanju snoRNA niso povezane le s presnovnimi motnjami, ampak tudi s številnimi drugimi boleznimi, vključno z rakom in degenerativnimi boleznimi skeleta. Ugotovili so, da sta SNORA71A in SNORA72 pogosto prekomerno izražena v rakavih celicah, na primer pri raku pljuč in raku jajčnikov. Njuna inhibicija povzroči ustavitev celičnega cikla, zmanjša migracijo celic in zavira samoobnavljanje tumorskih celic. Prav tako pri pljučnem raku zmanjšuje celično rast utišanje SNORA42. SNORD52 pa v sodelovanju z drugimi proteini spodbuja razvoj hepatocelularnega karcinoma, kar bi lahko potencialno zdravili s tarčenjem interakcij v tej signalni poti. Podobne učinke, ki bodisi pospešujejo ali zmanjšujejo rast tumorjev pa imajo tudi druge snoRNA.
Poleg vpliva pri rakavih obolenjih imajo snoRNA pomembne vloge tudi pri drugih celičnih procesih, na primer homeostazi holesterola (SNORA73) in presnovi lipidov (SNORD60). SnoRNA lahko vplivajo tudi na formacijo tRNA-fragmentov s preprečevanjem njenega cepljenja. Primer tega je SNORD113-6, ki tRNA pred fragmentacijo zaščiti z metilacijo, kar ima pomembno vlogo pri ohranjanju stabilnosti strukture žil. Ker pri boleznih srca in ožilja pogosto pride do preoblikovanja zgradbe žil, bi lahko s povečanjem stabilnosti SNORD113-6 zvišali nivo metilacije tRNA. To bi lahko dosegli denimo z uporabo protismernega zaporedja, ki zaščiti njegov 3'-konec, ali pa s pomočjo siRNA, kar ponuja nove možnosti zdravljenja.
===snoRNA kot molekularni stroji===
Poleg svoje vloge v odzivu na stres in presnovi imajo snoRNA še sposobnost natančne regulacije celičnih procesov, na podoben način kot sistemi, ki jih poznamo pri tehnologijah CRISPR-Cas9. SNORD50A na primer regulira izražanje genov tako, da blokira procesiranje mRNA na poliadenilacijskih mestih. Podobno pa SNORA14A vpliva na celični cikel: njeno povečano izražanje povzroči zastoje v G2/M fazi celičnega cikla in spodbuja apoptozo. Tovrstni snoRNA imajo tako tumorsupresorsko funkcijo.
SNORD76 in SNORD44 sta v normalnih celicah visoko izražena, v glioblastomu ali raku dojke pa je njuna izraženost zmanjšana. Reaktivacija teh genov v tumorskih celicah zmanjša proliferacijo in spodbuja celično smrt, kar nakazuje, da bi snoRNA lahko uporabili kot molekularna orodja za nadzor rasti tumorjev.
==Zaključek==
snoRNA v celici opravljajo veliko biološko pomembnih funkcij. Ena pomembnejših je usmerjanje posttranskripcijskih modifikacij na substratnih RNA molekulah, nekatere snoRNA pa so sposobne tudi regulacije translacije po analogiji z miRNA. Svojo vlogo imajo pri mnogih različnih patoloških stanjih, kjer lahko bodisi promovirajo bodisi zavirajo razvoj bolezni. Posledično lahko z vplivi na snoRNA manipuliramo izbrane celične procese, kar ponuja nove terapevtske pristope. Za razvoj učinkovitih metod pa je potrebnih še mnogo nadaljnjih raziskav, ki bodo podale odgovore na do sedaj še neznana vprašanja.
==Viri==
* Chauhan, W., Sudharshan, Sj., Kafle, S., Zennadi, R. SnoRNAs: Exploring Their Implication in Human Diseases. International Journal of Molecular Sciences. 2024; 25(13):7202. https://doi.org/10.3390/ijms25137202.
* Huang, Zh., Du, Yp., Wen, Jt. et al. snoRNAs: functions and mechanisms in biological processes, and roles in tumor pathophysiology. Cell Death Discov. 8, 259 (2022). https://doi.org/10.1038/s41420-022-01056-8.
* Kishore, S., Khanna, A., Zhang, Z., Hui, J., Balwierz, P. J., Stefan, M., Beach, C., Nicholls, R. D., Zavolan, M., Stamm, S. The snoRNA MBII-52 (SNORD 115) is processed into smaller RNAs and regulates alternative splicing. Human Molecular Genetics, Volume 19, Issue 7, 1 April 2010, Pages 1153–1164. https://doi.org/10.1093/hmg/ddp585.
* van Ingen, E., Engbers, P. A. M., Woudenberg, T., van der Bent, M. L., Mei, H., Wojta, J., Quax, P. H. A., Nossent, A. Y. C/D box snoRNA SNORD113-6 guides 2'-O-methylation and protects against site-specific fragmentation of tRNALeu(TAA) in vascular remodeling. Molecular Therapy: Nucleic Acids. 2022 Sep 17;30:162-172. https://doi.org/10.1016/j.omtn.2022.09.011.
[[Category:SEM]][[Category:BMB]]

BIO2 Povzetki seminarjev 2024

2024-10-24T16:42:19Z

Lan Tanko:

= POVZETKI SEMINARJEV BIOKEMIJA 2024/25 =
==Ime Priimek - Naslov seminarja==
Za pisanje znanstvenega povzetka je ključno, da bralcu na kratko predstavite bistvo raziskave, brez nepotrebnih podrobnosti. Povzetek naj obsega glavni cilj raziskave, uporabljene metode, ključne rezultate ter zaključke. Uvodno poved začnite s pojasnilom, zakaj je tema raziskave pomembna in kaj ste želeli raziskati. Nato na kratko opišite metode, ki ste jih uporabili, da ste prišli do rezultatov, vendar brez podrobnosti o postopkih ali tehničnih specifikacijah. Osredotočite se na ključne ugotovitve – kaj ste odkrili, in poudarite najpomembnejše rezultate, ki jih podpirajo podatki. Na koncu navedite, kakšne so implikacije teh ugotovitev za nadaljnje raziskave ali praktično uporabo. Pazite, da povzetek ostane kratek, običajno med 150 in 250 besedami, ter da ne vključuje tabel, grafik ali citatov. Znanstveni povzetek mora biti jedrnat, razumljiv in samostojen, kar pomeni, da mora bralcu dati dovolj informacij za razumevanje celotne raziskave, tudi če ne prebere celotnega članka. Na koncu ga še enkrat preberite in preverite, da je skladen, jasen ter ustreza zahtevam znanstvene pisave.

==Lan Tanko - Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti==
Virusne proteaze zaradi svoje visoke specifičnosti predstavljajo ključen člen umetnih signalnih poti, saj omogočajo natančen in ireverzibilen prenos informacij na tarčni protein, ki ga lahko s cepitvijo vezi bodisi aktivirajo ali inhibirajo. Za potek proteolitske cepitve tarčne sekvence mora proteaza vsebovati vse funkcionalne domene in biti v bližnjem ter neoviranem stiku z zaporedjem, ki ga cepi. Sintetične signalne poti za svoje delovanje tako temeljijo na medproteinskih interakcijah. Gre lahko za relativno preproste interakcije, ki izhajajo iz biokemijskih lastnostih proteinov, ali pa za bolj kompleksne operacije, ki se na inovativen način poslužujejo še logične algebre. Signalne poti so sposobne zaznati tako endogene kot eksogene signale ter zanje prirediti odgovor. Izhodna informacija lahko zgolj posreduje informacijo o aktivaciji receptorja preko sprostitve inertnega transkripcijskega faktorja, ki promovira ekspresijo fluorescenčnega markerja, ali pa sprosti protein, ki bo vplival na potek endogenih procesov. Tako je moč ustvariti najrazličnejše sintetične poti – take, ki ponujajo nove metode zaznavanja celičnih procesov, kot tudi take, ki bodo prepoznavale onkogeno obnašanje celice ter inducirale celično smrt. Zaradi svoje modularnosti in posledično variabilnosti v funkciji so umetne signalne poti tema mnogih raziskav s področji biokemijskih tehnologij, skozi katere se trudijo optimizirati ustvarjene poti za aplikativno rabo.

BIO2 Seminar 2024

2024-10-24T16:38:19Z

Lan Tanko: /* Seznam seminarjev */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| {{table}}
! ime in priimek !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
| Markun, Maša || 12 || || Šinkovec, Jedrt || Kranjc, Lana || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kafol, Ema || 12 || || Kos, Aljaž || Kranjc, David || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Špegel, Art || 12 || || Prodan, Neja || Zajc, Blaž || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Kolbl, Katarina || 12 || || Volovšek, Samo || Vince, Sara || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Škarabot, Vita || 12 || || Planinc, Luka || Schrader, Katja || 14/10/2024 || 15/10/2024 || 16/10/2024
|-
| Mramor, Zoja || 12 || || Traven, Lana || Šinkovec, Jedrt || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Tanko, Lan || 12 || Proteaze kot nepogrešljivi členi umetnih signalnih poti || Sušnik, Rok || Kos, Aljaž || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kadunc, Nika || 12 || || Šuštar, David || Prodan, Neja || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Krašna, Matic || 12 || || Škerjanc, Žana || Volovšek, Samo || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Kranjc, Tadej || 12 || || Šavli, Vita || Planinc, Luka || 21/10/2024 || 22/10/2024 || 23/10/2024
|-
| Mataln Smehov, Ema Agrafena || 14-15 || || Markun, Maša || Traven, Lana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Drobne, Manja || 14-15 || || Kafol, Ema || Sušnik, Rok || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Turk, Tjaša || 14-15 || || Špegel, Art || Šuštar, David || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Savič, Laura || 14-15 || || Kolbl, Katarina || Škerjanc, Žana || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Kokalovikj, Nina || 14-15 || || Škarabot, Vita || Šavli, Vita || 28/10/2024 || 29/10/2024 || 30/10/2024
|-
| Rozina, Anamarija || 16 || || Mramor, Zoja || Markun, Maša || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Hočevar, Toni || 16 || || Tanko, Lan || Kafol, Ema || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Štrekelj Istinič, Veronika || 16 || || Kadunc, Nika || Špegel, Art || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Kovačič, Nejc || 16 || || Krašna, Matic || Kolbl, Katarina || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Plantan, Mia || 16 || || Kranjc, Tadej || Škarabot, Vita || 04/11/2024 || 05/11/2024 || 06/11/2024
|-
| Ilievska, Lola || 17 || || Mataln Smehov, Ema Agrafena || Mramor, Zoja || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Rotar, Loti || 17 || || Drobne, Manja || Tanko, Lan || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Habič, Nika || 17 || || Turk, Tjaša || Kadunc, Nika || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Kek, Zala || 17 || || Savič, Laura || Krašna, Matic || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Žerovnik, Klara || 17 || || Kokalovikj, Nina || Kranjc, Tadej || 11/11/2024 || 12/11/2024 || 13/11/2024
|-
| Marovt, Hana || 18 || || Rozina, Anamarija || Mataln Smehov, Ema Agrafena || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| xy || 18 || || Hočevar, Toni || Drobne, Manja || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Dolinšek, Julija || 18 || || Štrekelj Istinič, Veronika || Turk, Tjaša || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Likar Ivanov, Jana || 18 || || Kovačič, Nejc || Savič, Laura || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Vozelj, Hana || 18 || || Plantan, Mia || Kokalovikj, Nina || 18/11/2024 || 19/11/2024 || 20/11/2024
|-
| Kos, Žan || 19 || || Ilievska, Lola || Rozina, Anamarija || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Lenart, David || 19 || || Rotar, Loti || Hočevar, Toni || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Kragelj, Sara || 19 || || Habič, Nika || Štrekelj Istinič, Veronika || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Črv, Urban || 19 || || Kek, Zala || Kovačič, Nejc || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Funa, Hana || 19 || || Žerovnik, Klara || Plantan, Mia || 25/11/2024 || 26/11/2024 || 27/11/2024
|-
| Velkavrh, Tjaša || 20 || || Marovt, Hana || Ilievska, Lola || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Ljubič, Nejc || 20 || || xy || Rotar, Loti || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pintar, Manca || 20 || || Dolinšek, Julija || Habič, Nika || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Pepelnjak, Tinkara || 20 || || Likar Ivanov, Jana || Kek, Zala || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Gajanović, Sanja || 20 || || Vozelj, Hana || Žerovnik, Klara || 02/12/2024 || 03/12/2024 || 04/12/2024
|-
| Kovačič, Maša || 21 || || Kos, Žan || Marovt, Hana || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Marinko, David || 21 || || Lenart, David || xy || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Žavcer, Saška || 21 || || Kragelj, Sara || Dolinšek, Julija || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Tepuš, Taja || 21 || || Črv, Urban || Likar Ivanov, Jana || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Pajnič, Neja || 21 || || Funa, Hana || Vozelj, Hana || 21/12/2023 || 22/12/2023 || 11/12/2024
|-
| Kranjc, Lana || 22 || || Velkavrh, Tjaša || Kos, Žan || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Kranjc, David || 22 || || Ljubič, Nejc || Lenart, David || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Zajc, Blaž || 22 || || Pintar, Manca || Kragelj, Sara || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Vince, Sara || 22 || || Pepelnjak, Tinkara || Črv, Urban || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Schrader, Katja || 22 || || Gajanović, Sanja || Funa, Hana || 16/12/2024 || 17/12/2024 || 18/12/2024
|-
| Šinkovec, Jedrt || 23 || || Kovačič, Maša || Velkavrh, Tjaša || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Kos, Aljaž || 23 || || Marinko, David || Ljubič, Nejc || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Prodan, Neja || 23 || || Žavcer, Saška || Pintar, Manca || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Volovšek, Samo || 23 || || Tepuš, Taja || Pepelnjak, Tinkara || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Planinc, Luka || 23 || || Pajnič, Neja || Gajanović, Sanja || 06/01/2025 || 07/01/2025 || 08/01/2025
|-
| Traven, Lana || 23 || || Kranjc, Lana || Kovačič, Maša || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Sušnik, Rok || 23 || || Kranjc, David || Marinko, David || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šuštar, David || 23 || || Zajc, Blaž || Žavcer, Saška || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Škerjanc, Žana || 23 || || Vince, Sara || Tepuš, Taja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|-
| Šavli, Vita || 23 || || Schrader, Katja || Pajnič, Neja || 13/01/2025 || 14/01/2025 || 15/01/2025
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2024|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Pvzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate docentu še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) in natisnjeno verzijo seminarja v enem izvodu, elektronsko verzijo seminarja in predstavitev pa oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem receptu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
V seminarskih nalogah uporabljajte način citiranja, ki je predpisan za [https://fkkt.uni-lj.si/fileadmin/datoteke/1-O_fakulteti/3-Pravilniki__akti/2_stopnja_Pravilnik_Priloge/Navodila_za_izdelavo_dipl_mag_dela_PB3.pdf diplomska in magistrska dela na FKKT].
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.