„SiRNA neboli malá interferující RNA je 22 až 25 párů bází dlouhá menší molekula RNA s dinukleotidovým převisem na 3′, která zasahuje do syntézy bílkovin blokováním translace.“
Přítomnost dvouvláknové RNA v buňce je pro ni znamením nebezpečí. Protože hlavní tři typy RNA v nás jsou jednořetězcové.
DsRNA se v našich buňkách nevyskytuje, protože naším genetickým materiálem je DNA, nikoli RNA. dsRNA je genetickým materiálem některých retrovirů,
Je-li tedy dsRNA přítomna, je to známka infekce, ta infikuje i buňky a může způsobit jejich smrt.
Poznámka: ribozomální DNA obsahuje určité množství dsRNA a také některé molekuly vlásenkové RNA.
RNA je typ nukleové kyseliny, která je přítomna v jádře buňky. Ačkoli u eukaryot není genetickým materiálem, některé viry známé jako retroviry mají RNA jako svůj genetický materiál.
DNA je genetickým materiálem u všech eukaryot a prokaryot s výjimkou retrovirů.
RNA je ribonukleová kyselina tvořená ribózovým cukrem místo deoxyribózového cukru DNA.
Pro podrobnější informace o RNA si můžete přečíst náš článek o RNA: RNA:
Nejprve vás stručně seznámím s RNA;
RNA je ribonukleová kyselina, tRNA, rRNA a mRNA jsou tři různé typy RNA přítomné v buňce.
TRNA je přenosová RNA pomáhá při přenosu informací pro syntézu bílkovin, rRNA je ribozomální RNA umístěná v ribozomu, čte pořadí aminokyselin a mRNA je poselská RNA.
V mRNA neboli messengerové RNA jsou uloženy všechny informace pro kódování určitého proteinu.
Funkčně je mRNA přepisována z DNA a překládána do bílkoviny cestou translace.
ShRNA, miRNA a siRNA jsou také některé z pomocných typů RNA přítomné v menším množství pro regulaci genové exprese.
V tomto článku se seznámíme se siRNA, jejím významem a klinickým využitím. Věřte, že tento článek vám objasní základy o siRNA.
Takže začněme,
Klíčová témata:
Menší dvouvláknové kousky RNA s dinukleotidovým převisem na 3′ konci, které funkčně degradují mRNA a brání syntéze proteinů, jsou siRNA.
SiRNA známá také jako malá interferující ribonukleová kyselina nebo umlčující RNA je molekula zabraňující genové expresi.
Celý proces umlčování genů prostřednictvím siRNA se nazývá mechanismus RNA interference nebo siRNA knockdown.
SiRNA se funkčně a strukturně liší od ostatních typů RNA.
Obecně jsou ostatní RNA jednovláknové a tvoří je dlouhý polynukleotidový řetězec.
Na druhé straně
SiRNA je dvouřetězcová, krátká a dlouhá 20 až 25 nukleotidů.
Zdroj siRNA je exogenní.
Funkčně blokuje genovou expresi.
Kromě toho všeho je jedním z jedinečných znaků siRNA přítomnost 3′ OH dinukleotidového převisu. Viz obrázek,
Struktura siRNA, která má naváděcí vlákno, pasažérské vlákno a dinukleotidový převis na 3 koncích.
SiRNA je dvouvláknová struktura, ve které se jedno vlákno nazývá naváděcí vlákno a druhé vlákno pasažérské. Nazývá se také smysluplné, respektive protismyslné vlákno.
V roce 1999 David Baulcombe a jeho spolupracovníci vysvětlili úlohu siRNA při posttranskripční modifikaci.
Funkce siRNA:
Hlavní funkcí siRNA je chránit buňku před útoky exogenní mRNA.
Funkčně siRNA degraduje rostoucí mRNA (exogenní i endogenní) a zastavuje expresi genu.
Původ siRNA je exogenní, pochází z virových infekcí.
Eukaryotické buňky mají velmi dobře reagující obranný systém zvaný RNA interference.
Nyní si celý mechanismus podrobně vysvětlíme,
RNA interference často označovaná jako RNAi je biologický proces degradace mRNA a následného umlčení genu.
V roce 1998 Fire a Mello rozvinuli mechanismus RNA interference. Úloha siRNA v RNA interferenci byla objevena v roce 1999.
Jakmile retrovirus infikuje buňku, vloží svou dsRNA do naší buňky.
Specializovaný protein zvaný dicer mající tetramerní manganové ionty rozřeže nebo rozštěpí dsRNA na menší kousky.
Dicer, speciální typ RNázy, štěpí RNA způsobem, který vytváří dinukleotidový převis.
Tyto menší fragmenty dsRNA se pak začlení do proteinového komplexu, který má několik podjednotek, a vytvoří komplex RNAi indukovaného umlčování, RISC.
RISC najde vhodný cíl mRNA a rozštěpí ji kombinací endo a exonukleázové aktivity.
Tyto menší dsRNA o délce ~22 až 25 párů bází se nazývají malá interferující RNA neboli siRNA.
SiRNA má také fosfátovou skupinu na svém 5′ konci.
Jak jsme si řekli, má také dinukleotidový převis. Předpokládá se, že převis dinukleotidů vzniká díky aktivitě manganatých iontů přítomných v diceru.
Naváděné vlákno siRNA vede proteinový komplex k nalezení komplementární sekvence dsRNA přítomné v buňce, jakmile je rozpoznána, je rozštěpena a zničena.
Takto se přirozený obranný mechanismus RNA interference brání buňce před virovou infekcí prostřednictvím siRNA.
Podobně dokáže také zničit mRNA nás nalezením komplementární mRNA, čímž mění vlastnosti chromozomu změnou epigenetického profilu genomu.
Aplikace siRNA:
Současný mechanismus je aktivně přítomen téměř u všech eukaryot a funguje proti virovým infekcím.
V současné době vědci využívají těchto poznatků k umlčování genů a zastavování genové exprese pro terapeutické účely.
Vědci nyní syntetizují umělé molekuly siRNA specifické pro mRNA genu, který chtějí zablokovat.
Pomocí umělých metod přenosu založených na virových vektorech nebo nevirových vektorech lze siRNA vložit do buňky.
Přečtěte si více informací o přenosu genů na bázi virových vektorů a nevirových vektorů: Genová terapie:
Tímto mechanismem se zničí cílená mRNA a reguluje se syntéza bílkovin.
Vědci se nyní snaží využít metodu umlčování genů zprostředkovanou siRNA pro geny způsobující rakovinu.
Metoda zprostředkovaná siRNA se používá v metodě genového knockoutu a genového knockdownu pro potlačení genové exprese.
Používá se při ověřování cíle.
Používá se také při analýze drah a identifikaci drah, jako je cytokineze, inzulínová signalizace a obranný mechanismus buňky atd.
Dále je použitelná při studiu nadbytečnosti genů a funkčních studiích genů.
Terapie pomocí nanočástic na bázi uhlíku a bez uhlíku zprostředkovaná siRNA se používá při dodávání léčiv do mozku.
Výzvy v oblasti siRNA:
RNA interference pomocí siRNA je nový přístup, vědci si nejsou příliš vědomi toho, jak jej použít, četné problémy spojené s použitím siRNA v terapii,
Nukleáza přítomná v plazmě a tkáni degraduje cizí siRNA oligo molekuly, nicméně siRNA prostřednictvím nanočástic ukázala některé slibné výsledky, jak jsme uvedli ve výše uvedené části.
Dále, účinek současné terapie je méně a tkáňově specifický, takže je omezen na lokalizovaná místa.
Vzhledem k větší velikosti je velmi obtížné projít buněčnou membránou, ačkoli nanovektory mohou siRNA účinně přenášet.
Of targeting siRNA je jednou z hlavních výzev výzkumu siRNA, protože degraduje i jiné mRNA.
V současné době je velmi obtížné použít siRNA pro terapeutické aplikace, nehledě na tyto problémy bude v budoucnu použitelná.
Příklad terapeutické siRNA:
| SM2181 | AUCUGAAGAAGGAGAAAAATT | UCCUUCUUCUUCUUCGAAUTT | 2% inhibice mRNA | 0.3 nM |
| SM2172 | AUCUGAAGAAGGAGAAAAATT | UUUUUCCUUCUUCAGAUTT | 88 % inhibice cílové mRNA | 0.3 nM |
Tyto dva příklady siRNA se smyslovým a protismyslovým vláknem, jeden s vyšší aktivitou a druhý s nejnižší aktivitou. V tabulce je rovněž uvedena koncentrace siRNA.
Údaje o siRNA jsou nyní k dispozici na siRNAmod.
- Příběh DNA: Struktura a funkce DNA
- RNA: Struktura a funkce
Závěr:
Terapie zprostředkované pomocí siRNA jsou jedním z nejslibnějších nástrojů pro biofarmaceutické obory. Specifičnost je v posledních dnech jednou z hlavních překážek, i když v budoucnu může být diagnostickým nástrojem pro léčbu životních poruch, jako je rakovina.
Ačkoli jsou nyní pro siRNA k dispozici virové i nevirové vektory, například na bázi lipidů, peptidů, oligo a polymerů, každá metoda má určitá omezení.