Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Analyse von Exoribonuklease resistenten RNA (xrRNA) Strukturen in Flaviviren. Hierbei versuchten wir die Sekundär- und Tertiärstruktur der xrRNA in den verschiedenen Flavivirengruppen zu analysieren und eine Grundlage für die Herstellung künstlicher xrRNA zu schaffen. Im Rahmen der Masterarbeit wurden Konsenssekundär-Strukturen und 3D-Strukturen von xrRNAs vorhergesagt und für jede Flavivirusgruppe analysiert. Hier konnten deutliche Ähnlichkeiten der xrRNA Strukturen in den verschiedenen Flavivirusgruppen aufgezeigt werden. Des Weiteren wurde demonstriert, dass eine Multiloop mit drei Stems und zwei Pseudoknoten ein zentrales Motiv in der Sekundärstruktur der xrRNA von Flaviviren darstellt. In der 3D-Struktur zeigen wir, dass eine eindeutige ringartige Struktur der xrRNA zwischen den Flaviviren konserviert ist. Es wird angenommen, dass das der Hauptmechanismus ist, der dem Abbau durch das Enzym XRN1 widersteht. Mit unseren Erkenntnissen legen wir einen Leitfaden vor, der zur Herstellung künstlicher xrRNA verwendet werden kann. Diese künstliche xrRNA könnte für die Entwicklung von xrRNA basierten therapeutischen Anwendungen verwendet werden, beispielsweise für die Integration einer xrRNA Struktur in einen Riboswitch, oder für die Erhöhung der Stabilität von RNA-Therapeutika.

We focused on the computational analysis of exoribonuclease resistant RNA (xrRNA) structures in flaviviruses. We aimed to understand the particularities of the xrRNA structure across the different flaviviral groups and establish a foundation for producing artificial xrRNA. Consensus secondary and 3D structures of xrRNAs were predicted and analysed for each flavivirus subgroup. We reveal distinct similarities of the xrRNA in flaviviruses. We show that a multi-loop with a three-way junction and two pseudoknots is a common motif in the secondary structure of flaviviruses. In the 3D structure of xrRNA we show that the ring-like motif is conserved between the flaviviruses, which is assumed to be the major mechanism in resisting the degradation of the host enzyme XRN1. With our findings we lay out a guideline that can be followed to create artificial xrRNA sequences. These could be used in developing xrRNA based therapeutic applications like integration into a riboswitch, enabling a robust on and off switch for gene expression or overall increasing the stability of RNA therapeutics.