„RAN-Translation“ – Versionsunterschied

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'''R'''epeat '''A'''ssociated '''N'''on-AUG translation, oder '''RAN-Translation''', ist eine irreguläre Form der [[Translation (Biologie)|Translation]] von [[mRNA]], die in [[Eukaryoten|eukaryotischen]] [[Zelle (Biologie)|Zellen]] auftreten kann.<ref name="ZuGibbens2010">{{Literatur |Autor=Tao Zu, Brian Gibbens, Noelle S. Doty, Mário Gomes-Pereira, Aline Huguet, Matthew D. Stone, Jamie Margolis, Mark Peterson, Todd W. Markowski, Melissa A. C. Ingram, Zhenhong Nan, Colleen Forster, Walter C. Low, Benedikt Schoser, Nikunj V. Somia, H. Brent Clark, Stephen Schmechel, Peter B. Bitterman, Geneviève Gourdon, Maurice S. Swanson, Melinda Moseley, Laura P. W. Ranum |Titel=Non-ATG–initiated translation directed by microsatellite expansions |Sammelwerk=Proceedings of the National Academy of Sciences |Band=108 |Nummer=1 |Verlag= |Datum=2011 |Seiten=260–265 |DOI=10.1073/pnas.1013343108 |PMID=21173221}}</ref><ref name="CopenhaverPearson2011">{{Literatur |Autor=Christopher E. Pearson |Titel=Repeat Associated Non-ATG Translation Initiation: One DNA, Two Transcripts, Seven Reading Frames, Potentially Nine Toxic Entities! |Sammelwerk=PLOS Genetics |Band=7 |Nummer=3 |Verlag= |Datum=2011 |Seiten=e1002018 |DOI=10.1371/journal.pgen.1002018 |PMID=21423665}}</ref>

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'''R'''epeat '''A'''ssociated '''N'''on-AUG translation, oder '''RAN-Translation''', ist eine irreguläre Form der [[Translation (Biologie)|Translation]] von [[mRNA]], die in [[Eukaryoten|eukaryotischen]] [[Zelle (Biologie)|Zellen]] auftreten kann.<ref name="ZuGibbens2010">{{Cite journal |author=Zu |first=T. |last2=Gibbens |first2=B. |last3=Doty |first3=N. S. |last4=Gomes-Pereira |first4=M. |last5=Huguet |first5=A. |last6=Stone |first6=M. D. |last7=Margolis |first7=J. |last8=Peterson |first8=M. |last9=Markowski |first9=T. W. |last10=Ingram |first10=M. A. C. |last11=Nan |first11=Z. |last12=Forster |first12=C. |last13=Low |first13=W. C. |last14=Schoser |first14=B. |last15=Somia |first15=N. V. |last16=Clark |first16=H. B. |last17=Schmechel |first17=S. |last18=Bitterman |first18=P. B. |last19=Gourdon |first19=G. |last20=Swanson |first20=M. S. |last21=Moseley |first21=M. |last22=Ranum |first22=L. P. W. |title=Non-ATG-initiated translation directed by microsatellite expansions |work=Proceedings of the National Academy of Sciences |issue=1 |volume=108 |pages=260–265 |year=2010 |issn=0027-8424 |doi=10.1073/pnas.1013343108 |pmid=21173221 |pmc=3017129 |accessdate=free}}</ref><ref name="CopenhaverPearson2011">{{Cite journal |author=Copenhaver |first=Gregory P. |last2=Pearson |first2=Christopher E. |title=Repeat Associated Non-ATG Translation Initiation: One DNA, Two Transcripts, Seven Reading Frames, Potentially Nine Toxic Entities! |work=PLOS Genetics |issue=3 |volume=7 |pages=e1002018 |year=2011 |issn=1553-7404 |doi=10.1371/journal.pgen.1002018 |pmid=21423665 |pmc=3053344}}</ref>

== Mechanismus ==
== Mechanismus ==
Bei den meisten eukaryotischen Boten-RNAs [[MRNA|(mRNAs)]] wird die Translation von einem [[Startcodon]] (AUG) initiiert, welches für Methionin kodiert. Das 5'-Ende der mRNA ist vom '<nowiki/>''Cap Binding Complex''<nowiki/>' geschützt und für eine Translation müssen ribosomale "Prä-Initiations-Complexe (''Pre Initiation Complexes'', PICs) an die mRNA binden und das Startcodon finden (''scanning''). In seltenen Ausnahmen wie beispielsweise bei viralen [[IRES (Biologie)|IRES]]-mRNAs, sind diese Schritte nicht erforderlich. Allerdings dient üblicherweise dennoch AUG als Startcodon. Damit ist die RAN-Translation eine Ausnahme zur kanonischen Regel, da sie variable Startpunkte auf der mRNA verwendet und bei Nicht-AUG-Codons starten kann. Sie kann jedoch auch von '<nowiki/>''Cap Binding''<nowiki/>' und '''Scanning''<nowiki/>' abhängig sein.<ref name="CoxCooper2016">{{Cite journal |author=Cox |first=Diana C. |last2=Cooper |first2=Thomas A. |title=Non-canonical RAN Translation of CGG Repeats Has Canonical Requirements |work=Molecular Cell |issue=2 |volume=62 |pages=155–156 |year=2016 |issn=1097-2765 |doi=10.1016/j.molcel.2016.04.004 |pmid=27105111 |accessdate=free}}</ref>
Bei den meisten eukaryotischen Boten-RNAs [[MRNA|(mRNAs)]] wird die Translation von einem [[Startcodon]] (AUG) initiiert, welches für Methionin kodiert. Das 5'-Ende der mRNA ist vom '<nowiki/>''Cap Binding Complex''<nowiki/>' geschützt und für eine Translation müssen [[ribosom]]ale "Prä-Initiations-Complexe (''Pre Initiation Complexes'', PICs) an die mRNA binden und das Startcodon finden (''scanning''). In seltenen Ausnahmen wie beispielsweise bei viralen [[IRES (Biologie)|IRES]]-mRNAs, sind diese Schritte nicht erforderlich. Allerdings dient üblicherweise dennoch AUG als Startcodon. Damit ist die RAN-Translation eine Ausnahme zur kanonischen Regel, da sie variable Startpunkte auf der mRNA verwendet und bei Nicht-AUG-Codons starten kann. Sie kann jedoch auch von '<nowiki/>''Cap Binding''<nowiki/>' und '''Scanning''<nowiki/>' abhängig sein.<ref name="CoxCooper2016">{{Literatur |Autor=Diana C. Cox, Thomas A. Cooper |Titel=Non-canonical RAN Translation of CGG Repeats Has Canonical Requirements |Sammelwerk=Molecular Cell |Band=62 |Nummer=2 |Datum=2016 |Seiten=155–156 |DOI=10.1016/j.molcel.2016.04.004 |PMID=27105111}}</ref>

== Krankheitswirkung ==
== Krankheitswirkung ==
RAN-Translation führt beim Gen C9orf72 zur Produktion verschiedener Proteine mit Dipeptid-Repeats, weil erweiterte Hexanukleid-Repeats eines seiner Introns translatiert werden. Es wird angenommen, dass die Produktion dieser Hexanukleotid-Repeats und die daraus folgende Akkumulation der Dipeptid-Repeat-Proteine durch zelluläre Toxizität zur Neurodegeneration bei [[Amyotrophe Lateralsklerose]] (ALS) führt.<ref name="RenouxTodd2012">{{Cite journal |author=Renoux |first=Abigail J. |last2=Todd |first2=Peter K. |title=Neurodegeneration the RNA way |work=Progress in Neurobiology |issue=2 |volume=97 |pages=173–189 |year=2012 |issn=0301-0082 |doi=10.1016/j.pneurobio.2011.10.006 |pmid=22079416 |pmc=3582174}}</ref><ref name="Strzyz2016">{{Cite journal |author=Strzyz |first=Paulina |title=Translation: The features of pathologic RAN translation |work=Nature Reviews Molecular Cell Biology |issue=5 |volume=17 |pages=264 |year=2016 |issn=1471-0072 |doi=10.1038/nrm.2016.52 |accessdate=free}}</ref><ref name="Bañez-CoronelAyhan2015">{{Cite journal |author=Bañez-Coronel |first=Monica |last2=Ayhan |first2=Fatma |last3=Tarabochia |first3=Alex D. |last4=Zu |first4=Tao |last5=Perez |first5=Barbara A. |last6=Tusi |first6=Solaleh Khoramian |last7=Pletnikova |first7=Olga |last8=Borchelt |first8=David R. |last9=Ross |first9=Christopher A. |last10=Margolis |first10=Russell L. |last11=Yachnis |first11=Anthony T. |last12=Troncoso |first12=Juan C. |last13=Ranum |first13=Laura P.W. |title=RAN Translation in Huntington Disease |work=Neuron |issue=4 |volume=88 |pages=667–677 |year=2015 |issn=0896-6273 |doi=10.1016/j.neuron.2015.10.038 |pmid=26590344 |pmc=4684947}}</ref><ref name="KearseGreen2016">{{Cite journal |author=Kearse |first=Michael G. |last2=Green |first2=Katelyn M. |last3=Krans |first3=Amy |last4=Rodriguez |first4=Caitlin M. |last5=Linsalata |first5=Alexander E. |last6=Goldstrohm |first6=Aaron C. |last7=Todd |first7=Peter K. |title=CGG Repeat-Associated Non-AUG Translation Utilizes a Cap-Dependent Scanning Mechanism of Initiation to Produce Toxic Proteins |work=Molecular Cell |issue=2 |volume=62 |pages=314–322 |year=2016 |issn=1097-2765 |doi=10.1016/j.molcel.2016.02.034 |pmid=27041225 |pmc=4854189}}</ref><ref name="GreenLinsalata2016">{{Cite journal |author=Green |first=Katelyn M. |last2=Linsalata |first2=Alexander E. |last3=Todd |first3=Peter K. |title=RAN translation—What makes it run? |work=Brain Research |volume=1647 |pages=30–42 |year=2016 |issn=0006-8993 |doi=10.1016/j.brainres.2016.04.003 |pmid=27060770 |pmc=5003667}}</ref><ref name="MoriWeng2013">{{Cite journal |author=Mori |first=K. |last2=Weng |first2=S.-M. |last3=Arzberger |first3=T. |last4=May |first4=S. |last5=Rentzsch |first5=K. |last6=Kremmer |first6=E. |last7=Schmid |first7=B. |last8=Kretzschmar |first8=H. A. |last9=Cruts |first9=M. |last10=Van Broeckhoven |first10=C. |last11=Haass |first11=C. |last12=Edbauer |first12=D. |title=The C9orf72 GGGGCC Repeat Is Translated into Aggregating Dipeptide-Repeat Proteins in FTLD/ALS |work=Science |issue=6125 |volume=339 |pages=1335–1338 |year=2013 |issn=0036-8075 |doi=10.1126/science.1232927 |pmid=23393093 |bibcode=2013Sci...339.1335M}}</ref>
RAN-Translation führt beim Gen C9orf72 zur Produktion verschiedener Proteine mit Dipeptid-Repeats, weil erweiterte Hexanukleid-Repeats eines seiner Introns translatiert werden. Es wird angenommen, dass die Produktion dieser Hexanukleotid-Repeats und die daraus folgende Akkumulation der Dipeptid-Repeat-Proteine durch zelluläre Toxizität zur Neurodegeneration bei [[Amyotrophe Lateralsklerose]] (ALS) führt.<ref name="RenouxTodd2012">{{Literatur |Autor=Abigail J. Renoux, Peter K. Todd |Titel=Neurodegeneration the RNA way |Sammelwerk=Progress in Neurobiology |Band=97 |Nummer=2 |Datum=2012 |Seiten=173–189 |DOI=10.1016/j.pneurobio.2011.10.006 |PMID=22079416}}</ref><ref name="Strzyz2016">{{Literatur |Autor=Paulina Strzyz |Titel=The features of pathologic RAN translation |Sammelwerk=Nature Reviews Molecular Cell Biology |Band=17 |Nummer=5 |Verlag= |Datum=2016 |Seiten=264–264 |DOI=10.1038/nrm.2016.52}}</ref><ref name="Bañez-CoronelAyhan2015">{{Literatur |Autor=Monica Bañez-Coronel, Fatma Ayhan, Alex D. Tarabochia, Tao Zu, Barbara A. Perez, Solaleh Khoramian Tusi, Olga Pletnikova, David R. Borchelt, Christopher A. Ross, Russell L. Margolis, Anthony T. Yachnis, Juan C. Troncoso, Laura P. W. Ranum |Titel=RAN Translation in Huntington Disease |Sammelwerk=Neuron |Band=88 |Nummer=4 |Datum=2015 |Seiten=667–677 |DOI=10.1016/j.neuron.2015.10.038 |PMID=26590344}}</ref><ref name="KearseGreen2016">{{Literatur |Autor=Michael G. Kearse, Katelyn M. Green, Amy Krans, Caitlin M. Rodriguez, Alexander E. Linsalata, Aaron C. Goldstrohm, Peter K. Todd |Titel=CGG Repeat-Associated Non-AUG Translation Utilizes a Cap-Dependent Scanning Mechanism of Initiation to Produce Toxic Proteins |Sammelwerk=Molecular Cell |Band=62 |Nummer=2 |Verlag= |Datum=2016 |Seiten=314–322 |DOI=10.1016/j.molcel.2016.02.034 |PMID=27041225}}</ref><ref name="GreenLinsalata2016">{{Literatur |Autor=Katelyn M. Green, Alexander E. Linsalata, Peter K. Todd |Titel=RAN translation—What makes it run? |Sammelwerk=Brain Research |Band=1647 |Verlag= |Datum=2016 |Seiten=30–42 |DOI=10.1016/j.brainres.2016.04.003 |PMID=27060770}}</ref><ref name="MoriWeng2013">{{Literatur |Autor=Kohji Mori, Shih-Ming Weng, Thomas Arzberger, Stephanie May, Kristin Rentzsch, Elisabeth Kremmer, Bettina Schmid, Hans A. Kretzschmar, Marc Cruts, Christine Van Broeckhoven, Christian Haass, Dieter Edbauer |Titel=The C9orf72 GGGGCC Repeat Is Translated into Aggregating Dipeptide-Repeat Proteins in FTLD/ALS |Sammelwerk=Science |Band=339 |Nummer=6125 |Datum=2013 |Seiten=1335–1338 |DOI=10.1126/science.1232927}}</ref>

== Siehe auch ==
== Siehe auch ==

* [[Trinukleotiderkrankungen]]
* [[Trinukleotiderkrankungen]]
* [[Translation (Biologie)#Translation in Eukaryoten|Translation in Eukaryoten]]
* [[Translation (Biologie)#Translation in Eukaryoten|Translation in Eukaryoten]]
* C9orf72
== Einzelnachweise ==

<references />
== Literatur ==
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[[Kategorie:Neurodegenerative Erkrankung]]
[[Kategorie:Neurodegenerative Erkrankung]]
[[Kategorie:Protein]]
[[Kategorie:Protein]]

Aktuelle Version vom 18. Januar 2023, 19:01 Uhr

Repeat Associated Non-AUG translation, oder RAN-Translation, ist eine irreguläre Form der Translation von mRNA, die in eukaryotischen Zellen auftreten kann.[1][2]

Mechanismus

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Bei den meisten eukaryotischen Boten-RNAs (mRNAs) wird die Translation von einem Startcodon (AUG) initiiert, welches für Methionin kodiert. Das 5'-Ende der mRNA ist vom 'Cap Binding Complex' geschützt und für eine Translation müssen ribosomale "Prä-Initiations-Complexe (Pre Initiation Complexes, PICs) an die mRNA binden und das Startcodon finden (scanning). In seltenen Ausnahmen wie beispielsweise bei viralen IRES-mRNAs, sind diese Schritte nicht erforderlich. Allerdings dient üblicherweise dennoch AUG als Startcodon. Damit ist die RAN-Translation eine Ausnahme zur kanonischen Regel, da sie variable Startpunkte auf der mRNA verwendet und bei Nicht-AUG-Codons starten kann. Sie kann jedoch auch von 'Cap Binding' und 'Scanning' abhängig sein.[3]

Krankheitswirkung

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RAN-Translation führt beim Gen C9orf72 zur Produktion verschiedener Proteine mit Dipeptid-Repeats, weil erweiterte Hexanukleid-Repeats eines seiner Introns translatiert werden. Es wird angenommen, dass die Produktion dieser Hexanukleotid-Repeats und die daraus folgende Akkumulation der Dipeptid-Repeat-Proteine durch zelluläre Toxizität zur Neurodegeneration bei Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) führt.[4][5][6][7][8][9]

Siehe auch

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Einzelnachweise

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  1. ↑ Tao Zu, Brian Gibbens, Noelle S. Doty, Mário Gomes-Pereira, Aline Huguet, Matthew D. Stone, Jamie Margolis, Mark Peterson, Todd W. Markowski, Melissa A. C. Ingram, Zhenhong Nan, Colleen Forster, Walter C. Low, Benedikt Schoser, Nikunj V. Somia, H. Brent Clark, Stephen Schmechel, Peter B. Bitterman, Geneviève Gourdon, Maurice S. Swanson, Melinda Moseley, Laura P. W. Ranum: Non-ATG–initiated translation directed by microsatellite expansions. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 108, Nr. 1, 2011, S. 260–265, doi:10.1073/pnas.1013343108, PMID 21173221.
  2. ↑ Christopher E. Pearson: Repeat Associated Non-ATG Translation Initiation: One DNA, Two Transcripts, Seven Reading Frames, Potentially Nine Toxic Entities! In: PLOS Genetics. Band 7, Nr. 3, 2011, S. e1002018, doi:10.1371/journal.pgen.1002018, PMID 21423665.
  3. ↑ Diana C. Cox, Thomas A. Cooper: Non-canonical RAN Translation of CGG Repeats Has Canonical Requirements. In: Molecular Cell. Band 62, Nr. 2, 2016, S. 155–156, doi:10.1016/j.molcel.2016.04.004, PMID 27105111.
  4. ↑ Abigail J. Renoux, Peter K. Todd: Neurodegeneration the RNA way. In: Progress in Neurobiology. Band 97, Nr. 2, 2012, S. 173–189, doi:10.1016/j.pneurobio.2011.10.006, PMID 22079416.
  5. ↑ Paulina Strzyz: The features of pathologic RAN translation. In: Nature Reviews Molecular Cell Biology. Band 17, Nr. 5, 2016, S. 264–264, doi:10.1038/nrm.2016.52.
  6. ↑ Monica Bañez-Coronel, Fatma Ayhan, Alex D. Tarabochia, Tao Zu, Barbara A. Perez, Solaleh Khoramian Tusi, Olga Pletnikova, David R. Borchelt, Christopher A. Ross, Russell L. Margolis, Anthony T. Yachnis, Juan C. Troncoso, Laura P. W. Ranum: RAN Translation in Huntington Disease. In: Neuron. Band 88, Nr. 4, 2015, S. 667–677, doi:10.1016/j.neuron.2015.10.038, PMID 26590344.
  7. ↑ Michael G. Kearse, Katelyn M. Green, Amy Krans, Caitlin M. Rodriguez, Alexander E. Linsalata, Aaron C. Goldstrohm, Peter K. Todd: CGG Repeat-Associated Non-AUG Translation Utilizes a Cap-Dependent Scanning Mechanism of Initiation to Produce Toxic Proteins. In: Molecular Cell. Band 62, Nr. 2, 2016, S. 314–322, doi:10.1016/j.molcel.2016.02.034, PMID 27041225.
  8. ↑ Katelyn M. Green, Alexander E. Linsalata, Peter K. Todd: RAN translation—What makes it run? In: Brain Research. Band 1647, 2016, S. 30–42, doi:10.1016/j.brainres.2016.04.003, PMID 27060770.
  9. ↑ Kohji Mori, Shih-Ming Weng, Thomas Arzberger, Stephanie May, Kristin Rentzsch, Elisabeth Kremmer, Bettina Schmid, Hans A. Kretzschmar, Marc Cruts, Christine Van Broeckhoven, Christian Haass, Dieter Edbauer: The C9orf72 GGGGCC Repeat Is Translated into Aggregating Dipeptide-Repeat Proteins in FTLD/ALS. In: Science. Band 339, Nr. 6125, 2013, S. 1335–1338, doi:10.1126/science.1232927.
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