Evolution und funktionale Diversifizierung von MIRNA-Genen

Mikro-RNAs (miRNAs) sind kleine regulatorische RNAs, die in verschiedenen eukaryotischen Linien vorkommen. Bei Pflanzen sind nur wenige annotierte MIRNA-Genfamilien zwischen Pflanzenfamilien konserviert, während die Mehrheit familien- oder artspezifisch ist, was darauf hindeutet, dass die meisten bekannten MIRNA-Gene relativ spät in der evolutionären Zeit entstanden sind. Angesichts des hohen Anteils junger MIRNA-Gene in Pflanzenarten ist es wahrscheinlich, dass neue MIRNA-Familien häufig entstehen und dann wieder verloren gehen. Im Gegensatz zu stark konservierten, alten miRNAs sind junge miRNAs oft schwach exprimiert, ungenau verarbeitet, haben keine Ziele und zeigen Muster neutraler Variation, was darauf hindeutet, dass junge MIRNA-Loci dazu neigen, neutral zu evolvieren. Genomweite Analysen aus mehreren Pflanzenarten haben gezeigt, dass Variation in der Expression von miRNA-Faltstrukturen, Struktur, Verarbeitungseffizienz und miRNA-Größe zur einzigartigen Funktionalität von MIRNA-Loci und den daraus resultierenden miRNAs geführt hat. Darüber hinaus haben einige miRNAs spezifische Eigenschaften und Funktionen entwickelt, die andere transkriptionale oder posttranskriptionale Silencing-Wege regulieren. Die Evolution der miRNA-Verarbeitung und funktionalen Diversität unterstreicht die dynamische Natur der miRNA-basierten Regulation in komplexen regulatorischen Netzwerken.