Et kig på små interfererende RNA og anvendelser inden for molekylær genetisk forskning
siRNA, som står for lille interfererende ribonucleinsyre, er en klasse af dobbeltstrengede RNA-molekyler. Det er undertiden kendt som kort interfererende RNA eller silencing RNA.
Før du dyker ind i, hvad nøjagtigt siRNA er, er det vigtigt at kende funktionen af RNA'er. Ribonukleinsyre (RNA) er en nukleinsyre til stede i alle levende celler og fungerer som en messenger, der bærer instruktioner fra DNA til styring af syntesen af proteiner (Bemærk: RNA i stedet for DNA bærer også den genetiske information).
Lille interfererende RNA (siRNA) er små stykker dobbeltstrenget (ds) RNA, normalt ca. 21 nukleotider langt, med 3'-overhæng (2 nukleotider) i hver ende, der kan bruges til at "blande" med translationen af proteiner ved binding til og fremme nedbrydningen af messenger-RNA (mRNA) ved specifikke sekvenser.
Ved at gøre det forhindrer siRNA fremstillingen af specifikke proteiner baseret på nukleotidsekvenserne af deres tilsvarende mRNA. Processen kaldes RNA interferens (RNAi), og kan også kaldes siRNA silencing eller siRNA knockdown.
Hvor de kommer fra
siRNA anses generelt for at være kommet fra længere tråde af eksogen vækst eller stammer fra udenfor en organisme) RNA, som optages af cellen og undergår yderligere behandling.
RNA kommer ofte fra vektorer , som virus eller transposoner, og har vist sig at spille en rolle i antiviralt forsvar, nedbrydning af overproduceret mRNA eller mRNA, for hvilken oversættelse er blevet afbrudt og forebyggelse af afbrydelse af genomisk DNA ved transposoner.
Hver siRNA-streng har en 5'-phosphatgruppe og en 3'-hydroxyl (OH) -gruppe. De produceres fra dsRNA eller hårnålsløjferet RNA, som efter indtastning af en celle er delt af et RNase III-lignende enzym, kaldet Dicer , ved anvendelse af RNase eller restriktionsenzymer . SiRNA'et inkorporeres derefter i et multi-subunitproteinkompleks, der kaldes RNAi-induceret silencing kompleks (RISC).
RISC "søger" et passende målmRNA, hvor siRNA derefter afvikles, og antages det, antisensstrengen leder nedbrydning af den komplementære streng af mRNA ved anvendelse af en kombination af endo- og exonuclease enzymer.
Medicinske og terapeutiske anvendelser
Når en pattedyrcelle står over for et dobbeltstrenget RNA, såsom et siRNA, kan det fejl det som et viralt biprodukt og indlede en immunrespons. Desuden kan indførelsen af et siRNA forårsage utilsigtet off-targeting, hvor andet ikke-truende protein også kan angribes og slås ud.
At introducere for meget siRNA til kroppen kan resultere i uspecifikke hændelser som følge af aktivering af medfødte immunresponser, men i betragtning af evnen til at slå ethvert gen af interesse, har siRNA'er potentialet for mange terapeutiske anvendelser.
Ved kemisk modificerende siRNA'er for at forbedre deres terapeutiske egenskaber, såsom:
- forbedret aktivitet
- øget serumstabilitet og mindre off-mål
- nedsat immunologisk aktivering
Mange sygdomme kan potentielt behandles ved at hæmme genekspression. Derfor er designet af syntetisk siRNA til terapeutisk brug blevet et populært mål for mange biofarmaceutiske virksomheder.
En detaljeret database over al sådan kemisk modifikation er manuelt kureret ved siRNAmod, en manuelt kureret database af eksperimentelt validerede kemisk modificerede siRNA'er.
Kilder:
Tsai, CS Biomacromolecules: Introduktion til struktur, funktion og informatik. Wiley-Liss, 2007.
Whitehead, KA; Dahlman, JE; Langer, RS; Anderson, GD (2011). "Silencing eller stimulering? SiRNA Delivery and the Immune System". Årlig gennemgang af kemisk og biomolekylær teknik 2 : 77-96.
Alekseev OM, Richardson RT, Alekseev O, O'Rand MG (2009). "Analyse af genekspressionsprofiler i HeLa-celler som reaktion på overekspression eller siRNA-medieret udtømning af NASP". Reproduktiv Biologi og Endokrinologi: 45.