IRES (Biologie)

Als IRES (interne ribosomale Eintrittsstelle, engl. internal ribosomal entry site) wird in der Zellbiologie eine spezifische Faltung (Sekundärstruktur) der messenger-RNA bezeichnet, die ohne weitere so genannte Initiationsfaktoren die Bindung der mRNA an die Ribosomen vermittelt. Dadurch kann die Synthese von Proteinen, die sog. Translation unmittelbar gestartet werden.

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Üblicherweise tragen zelluläre mRNAs ein speziell angebundenes Nukleotid an ihrem 5´-Ende, die sogenannte 5'-Cap-Struktur um zusammen mit weiteren zellulären Faktoren die Bindung an die Ribosomen zu vermitteln. Einige zelluläre mRNAs (z.B. für das Onkogen c-myc, die Ornithin-Decarboxylase, den Fibroblasten-Wachstumsfaktor 2 oder den Endothelialen-Wachstumsfaktor) sind von diesem komplexen Steuerungssystem ausgenommen und können mittels einer IRES direkt an den Ribosomen das Protein synthetisieren. Manche IRES werden auch in den Zusammenhang mit Krankheiten gebracht, so scheint der Funktionsverlust eines IRES Elements auf der mRNA des Connexin 32 Gens eine Hauptursache der Charcot-Marie-Tooth-Krankheit zu sein.^[1]

Einige RNA-Viren besitzen ebenfalls eine IRES, um die Produktion von viralen Proteinen unabhängig von zellulären Faktoren zu starten. Dies gilt beispielsweise für das Hepatitis-C-Virus und für die Picornaviren (z.B. Poliovirus). Beim Poliovirus wurde die IRES-Struktur auch erstmals entdeckt, da es in der Zellkultur die Synthese von zellulären Proteinen vollständig zugunsten der viralen Produkte blockiert. Dies wird durch eine Spaltung des Initiationsfaktors eIF4G durch virale Enzyme erreicht, wodurch dann nur noch mRNAs mit IRES, also vorwiegend die Virus-RNA, in Protein umgeschrieben werden können.

Quellen

1. ↑ A. Huddler, R. Werner: Analysis of a Charcot-Marie-Tooth Disease Mutation Reveals an Essential Internal Ribosome Entry Site Element in the Connexin-32 Gene.