“siRNA eller small interfering RNA er et 22-25 basepar lange mindre RNA-molekyler med et dinukleotidoverhæng ved 3′, der griber ind i proteinsyntesen ved at blokere translationen.”
Tilstedeværelsen af dobbeltstrenget RNA i en celle er et faresignal for den. Da de tre vigtigste typer RNA i os er enkeltstrenget.
DsRNA findes ikke i vores celler, fordi vores genetiske materiale er DNA og ikke RNA. dsRNA er genetisk materiale for nogle retrovirusser således
Hvis dsRNA er til stede, er det et tegn på infektion, dette vil også inficere cellerne og kan forårsage celledød.
Bemærk: Det ribosomale DNA indeholder også en vis mængde dsRNA og nogle hairpin RNA-molekyler.
RNA er en type nukleinsyre, som findes i cellens kerne. Selv om det ikke er et genetisk materiale hos eukaryoter, har nogle af de vira, der er kendt som retrovirusser, RNA som genetisk materiale.
DNA er genetisk materiale i alle eukaryoter og prokaryoter, undtagen retrovirusser.
RNA er en ribonukleinsyre, der består af ribose-sukker i stedet for DNA’s deoxyribose-sukker.
For flere detaljer, om RNA kan du læse vores artikel om RNA: RNA:
Først vil jeg kort fortælle dig om RNA;
RNA er ribonukleinsyre, tRNA, rRNA og mRNA er tre forskellige typer RNA, der findes i en celle.
TRNA er et overførsels-RNA, der hjælper med at overføre information til proteinsyntese, rRNA er et ribosomalt RNA, der er placeret i ribosomet og læser rækkefølgen af aminosyrer, og mRNA er et budbringer-RNA.
Det mRNA eller messenger RNA indeholder alle oplysninger til kodning af et bestemt protein.
Funktionelt transskriberes mRNA fra DNA’et og oversættes til proteinet via oversættelsesvejen.
ShRNA, miRNA og siRNA er også nogle af de subsidiære RNA-typer, der er til stede i en mindre mængde til regulering af genekspression.
I denne artikel vil vi lære siRNA, dets betydning og dets kliniske anvendelser at kende. Stol på mig, at denne artikel vil klarlægge dine grundlæggende oplysninger om siRNA.
Så lad os begynde,
Nøgleemner:
Det mindre dobbeltstrengede stykke RNA med et dinukleotidoverhæng i 3′-enden, som funktionelt nedbryder mRNA’et og forhindrer proteinsyntesen, er siRNA’er.
Det siRNA, der også er kendt som small interfering ribonucleic acid eller silencing RNA, er et molekyle, der forhindrer genekspressionen.
Hele processen med at lukke munden på genet ved hjælp af siRNA’et kaldes en mekanisme for RNA-interferens eller siRNA knockdown.
siRNA er funktionelt og strukturelt forskelligt fra de andre typer RNA’er.
Generelt er andre RNA’er enkeltstrengede og består af den lange polynukleotidkæde.
På den anden side er
Det siRNA er dobbeltstrenget, kort og 20 til 25 nukleotider langt.
Kilden til siRNA er eksogen.
Funktionelt blokerer det genekspression.
Afhængigt af alle disse er et af siRNA’s unikke karakteristika tilstedeværelsen af 3’OH-dinukleotidoverhænget. Se figuren,
Strukturen af siRNA med en guidet streng, en passagerstreng og dinukleotidoverhænget i 3-enderne.
SiRNA er en dobbeltstrenget struktur, hvor den ene streng er kendt som den guidede streng og den anden streng kaldes passagerstrengen. Den kaldes også for henholdsvis en sense-streng og en antisense-streng.
I 1999 forklarede David Baulcombe og kolleger siRNA’s rolle i den post-transkriptionelle modifikation.
siRNA’s funktion:
Den vigtigste funktion af siRNA er at beskytte cellen mod de eksogene mRNA-angreb.
Funktionelt nedbryder siRNA det voksende mRNA (eksogent såvel som endogent) og stopper genekspressionen.
Oprindelsen af siRNA er eksogen, det kom fra virusinfektioner.
De eukaryote celler har et meget godt responsivt forsvarssystem kaldet RNA-interferens.
Lad os nu forstå hele mekanismen i detaljer,
RNA-interferens, der ofte betegnes RNAi, er en biologisk proces for nedbrydning af mRNA og efterfølgende gen-stumning.
I 1998 udfoldede Fire og Mello mekanismen for RNA-interferens. SiRNA’s rolle i RNA-interferens blev opdaget i 1999.
Når retrovirusset inficerer en celle, indsætter det sit dsRNA i vores celle.
Det specialiserede protein kaldet dicer, der har en tetramerisk manganioner, skærer eller kløver dsRNA’et i mindre stykker.
En særlig type RNase, dicer kløver RNA’et på en måde, der producerer dinukleotidoverhænget.
Disse mindre fragmenter af dsRNA inkorporeres derefter i proteinkomplekset med flere underenheder og danner det RNAi-inducerede silencingkompleks, RISC.
RISC finder det passende mRNA-mål og kløver det ved en kombination af endo- og exonukleaseaktivitet.
Disse mindre dsRNA’er er ~22 til 25 basepar lange og kaldes det lille interfererende RNA eller siRNA.
Det siRNA har også fosfatgruppen i 5′-enden af det.
Og som vi diskuterede, har det også dinukleotidoverhænget. Det menes, at dinukleotidernes overhæng er opstået på grund af aktiviteten af manganioner, der er til stede i diceren.
Den guidede streng af siRNA guider proteinkomplekset til at finde den komplementære dsRNA-sekvens, der er til stede i en celle, og når den er genkendt, spaltes den og ødelægges.
På denne måde forsvarer den naturlige RNA-interferensforsvarsmekanisme cellen mod virusinfektionen via siRNA’et.
Sådan kan det også være i stand til at ødelægge mRNA af os ved at finde det komplementære mRNA således ændrer det kromosomets egenskaber ved at ændre den epigenetiske profil af genomet.
Anvendelse af siRNA:
Den nuværende mekanisme er aktivt til stede i næsten alle eukaryoter og virker mod virusinfektioner.
I dag bruger videnskabsfolk denne viden til at lukke munden på gener og stoppe genekspressionen til terapeutisk brug.
Videnskabsfolk syntetiserer nu de kunstige siRNA-molekyler, der er specifikke for mRNA’et for et gen, som de ønsker at blokere.
Gennem anvendelse af de virale vektor-baserede på ikke-virale-vektor-baserede kunstige overførselsmetoder kan siRNA’et indsættes i cellen.
Læs mere om viralvektorbaseret og ikke-viralvektorbaseret genoverførsel: Genterapi: Typer, vektorer , proces, anvendelser og begrænsninger
Det målrettede mRNA ødelægges, og proteinsyntesen reguleres ved hjælp af denne mekanisme.
Videnskabsfolk forsøger nu at bruge den siRNA-medierede genudryddelsesmetode til kræftfremkaldende gener.
Den siRNA-medierede metode anvendes i genknockout- og genknockdown-metoden til at undertrykke genekspressionen.
Den anvendes i målvalideringsmetoden.
Det anvendes også til analyse af veje og identifikation af veje som cytokinese, insulinsignalering og celleforsvarsmekanisme osv.
Det kan endvidere anvendes til undersøgelse af genredundans og funktionelle genundersøgelser.
Den kulstofbaserede og ikke-kulstofbaserede nanopartikel-medierede siRNA-terapi anvendes til lægemiddeloverførsel til hjernen.
Udfordringer i siRNA:
RNA-interferens ved hjælp af siRNA er en ny tilgang, forskerne er ikke meget bevidste om, hvordan den skal bruges, mange problemer forbundet med brugen af siRNA i terapeutik,
Nukleasen, der er til stede i plasmaet og vævet, nedbryder de fremmede siRNA-oligomolekyler, men siRNA via nanopartikler har vist nogle lovende resultater, som vi har anført i ovenstående afsnit.
Dertil kommer, at virkningen af den nuværende behandling er mindre og vævsspecifik, således at den er begrænset til de lokaliserede steder.
På grund af dets større størrelse er det meget vanskeligt at passere det gennem cellemembranen, selv om nano-vektorer kan overføre siRNA’et effektivt.
Off targeting af siRNA’et er en af de største udfordringer er siRNA-forskningen, da det også nedbryder andre mRNA’er også.
Det er meget vanskeligt at anvende siRNA til terapeutiske anvendelser nu på grund af disse udfordringer, men det vil ikke desto mindre kunne anvendes i fremtiden.
Eksempel på terapeutisk siRNA:
| SM2181 | AUCUGAAGAGAAGGAGAAAAATT | UCCUUUUCUUCUUCUUCUUUCUUCGAAUTT | 2% mRNA-hæmning | 0.3 nM |
| SM2172 | AUCUGAAGAAGGAGAAAAATT | UUUUUUCUCUCCUUCUUCUUCAGAUTT | 88 % hæmning af mål-mRNA | 0.3 nM |
Nu er dette de to eksempler på siRNA med sense-strengen og antisense-strengen, den ene med den højeste aktivitet og den anden med den laveste aktivitet. Tabellen viser også koncentrationen af siRNA.
Dataene for siRNA’et er nu tilgængelige på siRNAmod.
- DNA-historie: DNA’s struktur og funktion
- RNA: Struktur og funktion
Konklusion:
siRNA-medierede terapier er et af de mest lovende værktøjer for de biofarmaceutiske områder. Specificiteten er en af de største hindringer i de seneste dage, selv om det kan være et diagnostisk værktøj til livsbehandling af sygdomme som kræft i fremtiden.
Thiend virale og ikke-virale vektorer såsom lipidbaserede, peptidbaserede, oligobaserede og polymermedierede leveringssystemer er nu tilgængelige for siRNA, har hver metode nogle begrænsninger.