« Le siRNA ou petit ARN interférent est une petite molécule d’ARN de 22 à 25 paires de bases de long ayant un surplomb dinucléotidique en 3′, interfère dans la synthèse des protéines en bloquant la traduction. »
La présence de l’ARN double brin dans une cellule est un signe de danger pour celle-ci. Comme les trois principaux types d’ARN chez nous sont à simple brin.
L’ARNdb ne se trouve pas dans nos cellules car notre matériel génétique est l’ADN et non l’ARN. l’ARNdb est le matériel génétique de certains rétrovirus donc,
Si l’ARNdb est présent, c’est un signe d’infection, cela va infecter les cellules aussi et peut provoquer la mort cellulaire.
Note : l’ADN ribosomal contient une certaine quantité d’ARNdb et quelques molécules d’ARN en épingle à cheveux aussi.
L’ARN est un type d’acide nucléique qui est présent dans le noyau d’une cellule. Bien qu’il ne soit pas un matériel génétique chez les eucaryotes, certains des virus connus sous le nom de rétrovirus ont l’ARN comme matériel génétique.
L’ADN est un matériel génétique chez tous les eucaryotes et procaryotes, à l’exception des rétrovirus.
L’ARN est un acide ribonucléique constitué du sucre ribose au lieu du sucre désoxyribose de l’ADN.
Pour plus de détails, sur l’ARN, vous pouvez lire notre article sur l’ARN : ARN : Structure et fonction
D’abord, laissez-moi vous briefer sur l’ARN;
L’ARN est l’acide ribonucléique, l’ARNt, l’ARNr et l’ARNm sont trois différents types d’ARN présents dans une cellule.
L’ARNt est un ARN de transfert aide à transférer les informations pour la synthèse des protéines, l’ARNr est un ARN ribosomal situé dans le ribosome, lire l’ordre des acides aminés et l’ARNm est un ARN messager.
L’ARNm ou ARN messager possède toutes les informations pour coder une protéine particulière.
Fonctionnellement, l’ARNm est transcrit à partir de l’ADN et traduit en protéine par la voie de la traduction.
Les shRNA, miRNA et siRNA également certains du type subsidiaire d’ARN présents en quantité mineure pour la régulation de l’expression des gènes.
Dans le présent article, nous allons apprendre le siRNA, sa signification et ses applications cliniques. Croyez-moi, cet article va éclaircir vos fondamentaux sur le siRNA.
Alors commençons,
Sujets clés:
Les petits morceaux d’ARN double brin ayant un surplomb dinucléotidique à l’extrémité 3′ qui, fonctionnellement, dégradent l’ARNm et empêchent la synthèse des protéines sont des siRNA.
Le siRNA également connu sous le nom de petit acide ribonucléique interférent ou ARN silencieux est une molécule empêche l’expression des gènes.
L’ensemble du processus d’extinction des gènes par l’ARNsi est appelé mécanisme d’interférence ARN ou knockdown ARNsi.
Le siRNA est fonctionnellement et structurellement différent des autres types d’ARN.
Généralement, les autres ARN sont monocaténaires et constitués de la longue chaîne polynucléotidique.
De l’autre côté,
L’ARNsi est double brin, court et long de 20 à 25 nucléotides.
La source du siRNA est exogène.
Fonctionnellement, il bloque l’expression des gènes.
En dehors de tout cela, l’un des caractères uniques de l’ARNsi est la présence du surplomb 3′ OH dinucléotide. Voir la figure,
La structure de l’ARNsi ayant un brin guidé, un brin passager et le surplomb dinucléotidique aux 3 extrémités.
L’ARNsi est une structure double brin dans laquelle un brin est appelé brin guide et un autre brin est appelé brin passager. Il est également appelé brin sens et brin antisens, respectivement.
En 1999, David Baulcombe et ses collègues ont expliqué le rôle de l’ARNsi dans la modification post-transcriptionnelle.
La fonction du siRNA :
La fonction principale des siRNA est de protéger la cellule des attaques de l’ARNm exogène.
Fonctionnellement, le siRNA dégrade l’ARNm en croissance (exogène comme endogène) et arrête l’expression du gène.
L’origine du siRNA est exogène, il provient des infections virales.
Les cellules eucaryotes possèdent un très bon système de défense réactif appelé ARN interférence.
Maintenant, comprenons tout le mécanisme en détail,
L’interférence ARN souvent dénotée comme ARNi est un processus biologique de dégradation de l’ARNm et de silençage ultérieur du gène.
En 1998, Fire et Mello ont dévoilé le mécanisme de l’interférence ARN. Le rôle de l’ARNsi dans l’interférence ARN est découvert en 1999.
Une fois que le rétrovirus infecte une cellule, il insère son ARNdb dans notre cellule.
La protéine spécialisée appelée dicer ayant un ion manganèse tétramérique coupe ou clive le dsRNA en plus petits morceaux.
Un type spécial de RNase, le dicer clive l’ARN est une mode qui produit le surplomb dinucléotidique.
Ces plus petits fragments d’ARNdb sont ensuite incorporés dans le complexe protéique ayant plusieurs sous-unités et forment le complexe de silençage induit par l’ARNi, RISC.
Le RISC trouve la cible ARNm appropriée et la clive par une combinaison d’activité endo et exonucléase.
Ces petits ARNdb sont d’une longueur de ~22 à 25 paires de bases, appelés petits ARN interférents ou siRNA.
Les siRNA ont également le groupe phosphate à l’extrémité 5′ de celui-ci.
Egalement, comme nous l’avons discuté, il a le dinucléotide overhang. On pense que le surplomb des dinucléotides a pour origine l’activité des ions manganèse présents dans le dicer.
Le brin guidé de l’ARNsi guide le complexe protéique pour trouver la séquence d’ARNdb complémentaire présente dans une cellule, une fois reconnue, elle est clivée et détruite.
De cette façon, le mécanisme de défense naturel d’interférence ARN défend la cellule contre l’infection virale via l’ARNsi.
De même, il peut aussi être capable de détruire l’ARNm de nous en trouvant l’ARNm complémentaire ainsi il modifie les propriétés du chromosome en altérant le profil épigénétique du génome.
Applications des siRNA :
Le mécanisme actuel est activement présent dans presque tous les eucaryotes et fonctionne contre les infections virales.
De nos jours, les scientifiques utilisent ces connaissances pour l’extinction des gènes et l’arrêt de leur expression à des fins thérapeutiques.
Les scientifiques synthétisent maintenant les molécules artificielles de siRNA spécifiques à l’ARNm d’un gène qu’ils souhaitent bloquer.
En utilisant les méthodes de transfert artificielles basées sur les vecteurs viraux sur les vecteurs non viraux, le siRNA peut être inséré dans la cellule.
Lire la suite sur l’administration de gènes à base de vecteurs viraux et à base de vecteurs non viraux : Thérapie génique : Types, vecteurs , processus, applications et limites
L’ARNm ciblé est détruit et la synthèse des protéines est régulée par ce mécanisme.
Les scientifiques essaient maintenant d’utiliser la méthode de silençage génétique médiée par les siRNA pour les gènes causant le cancer.
La méthode médiée par les siRNA est utilisée dans la méthode de knockout et knockdown des gènes pour supprimer l’expression des gènes.
Elle est utilisée dans la validation de la cible.
Elle est également utilisée dans l’analyse des voies et l’identification des voies comme la cytokinèse, la signalisation de l’insuline et le mécanisme de défense cellulaire, etc.
En outre, elle est applicable dans l’étude de la redondance des gènes et les études fonctionnelles des gènes.
La thérapie par siRNA médiée par des nanoparticules à base de carbone ou non est utilisée dans l’administration de médicaments au cerveau.
Défis dans le siRNA :
L’interférence ARN par le siRNA est une nouvelle approche, les chercheurs ne sont pas beaucoup conscients de la façon de l’utiliser, de nombreux problème associés à l’utilisation du siRNA en thérapeutique,
La nucléase présente dans le plasma et le tissu dégrade les molécules oligo étrangères de siRNA, cependant, le siRNA via les nanoparticules a montré quelques résultats prometteurs, comme nous l’avons dit dans la section ci-dessus.
De plus, l’effet de la présente thérapie est moins nombreux et spécifique au tissu donc il est limité aux sites localisés.
En raison de sa plus grande taille, il est très difficile de le faire passer à travers la membrane cellulaire, bien que les nanovecteurs puissent transférer efficacement le siRNA.
Le non-ciblage du siRNA est l’un des principaux défis de la recherche sur les siRNA car il dégrade également d’autres ARNm.
Il est très difficile d’utiliser le siRNA pour les applications thérapeutiques maintenant, à cause de ces défis, nonobstant, il sera applicable dans le futur.
Exemple de siRNA thérapeutique :
| SM2181 | AUCUGAAGAAGGAGAAATT | UCCUUUCUUCUUUCGAAUTT | 2% d’inhibition de l’ARNm | 0.3 nM |
| SM2172 | AUCUGAAGAAGGAGAAATT | UUUUUCCUUCUUCUUCAGAUTT | 88 % d’inhibition de l’ARNm cible | 0.3 nM |
Maintenant, ce sont les deux exemples de l’ARNsi avec le brin sens et le brin antisens, un avec l’activité la plus élevée et un avec l’activité la plus faible. De plus, le tableau indique la concentration de l’ARNsi.
Les données pour le siRNA sont maintenant disponibles sur siRNAmod.
- Histoire de l’ADN : La structure et la fonction de l’ADN
- L’ARN : Structure et fonction
Conclusion :
Les thérapies médiées par les ARNsi sont l’un des outils les plus prometteurs pour les domaines biopharmaceutiques. La spécificité est l’un des principaux obstacles ces derniers jours, bien qu’il puisse être un outil de diagnostic pour la vie traitant des troubles comme le cancer à l’avenir.
Bien que des vecteurs viraux et non viraux tels que des systèmes de livraison à base de lipides, de peptides, d’oligo et de polymères soient maintenant disponibles pour le siRNA, chaque méthode a certaines limites.