“Il siRNA o small interfering RNA è una molecola di RNA lunga da 22 a 25 paia di basi con una sporgenza dinucleotidica al 3′, che interferisce nella sintesi proteica bloccando la traduzione.”
La presenza di RNA a doppio filo in una cellula è un segno di pericolo per essa. Poiché i tre principali tipi di RNA in noi sono a singolo filamento.
Il dsRNA non si trova nelle nostre cellule perché il nostro materiale genetico è DNA non RNA. il dsRNA è materiale genetico di alcuni retrovirus così,
Se il dsRNA è presente, è un segno di infezione, questo infetterà anche le cellule e può causare la morte cellulare.
Nota: il DNA ribosomiale contiene una certa quantità di dsRNA e anche alcune molecole di hairpin RNA.
L’RNA è un tipo di acido nucleico che è presente nel nucleo di una cellula. Anche se non è un materiale genetico negli eucarioti, alcuni virus conosciuti come retrovirus hanno RNA come materiale genetico.
Il DNA è materiale genetico in tutti gli eucarioti e i procarioti, tranne i retrovirus.
L’RNA è un acido ribonucleico composto dallo zucchero ribosio invece dello zucchero desossiribosio del DNA.
Per maggiori dettagli, sull’RNA potete leggere il nostro articolo sull’RNA: RNA: Struttura e funzione
Prima di tutto, lasciate che vi informi sull’RNA;
L’RNA è acido ribonucleico, tRNA, rRNA e mRNA sono tre diversi tipi di RNA presenti in una cellula.
Il tRNA è un RNA di trasferimento aiuta a trasferire le informazioni per la sintesi proteica, l’rRNA è un RNA ribosomiale situato nel ribosoma, legge l’ordine degli amminoacidi e l’mRNA è un RNA messaggero.
L’mRNA o RNA messaggero ha tutte le informazioni per codificare una particolare proteina.
Funzionalmente, l’mRNA è trascritto dal DNA e tradotto nella proteina attraverso la via della traduzione.
Il shRNA, il miRNA e il siRNA anche alcuni del tipo sussidiario di RNA presente in una quantità minore per la regolazione dell’espressione genica.
Nel presente articolo, impareremo il siRNA, il suo significato e le sue applicazioni cliniche. Credetemi, questo articolo chiarirà i vostri fondamenti sul siRNA.
Allora cominciamo,
Temi chiave:
I piccoli pezzi di RNA a doppio filo con una sporgenza di dinucleotide all’estremità 3′ che funzionalmente, degradano l’mRNA e impediscono la sintesi proteica sono siRNA.
Il siRNA noto anche come piccolo acido ribonucleico interferente o RNA di silenziamento è una molecola che impedisce l’espressione genica.
L’intero processo di silenziamento del gene attraverso il siRNA è chiamato meccanismo di interferenza dell’RNA o siRNA knockdown.
Il siRNA è funzionalmente e strutturalmente diverso dagli altri tipi di RNA.
Generalmente, gli altri RNA sono a singolo filamento e costituiti da una lunga catena polinucleotidica.
Dall’altro lato,
Il siRNA è a doppio filamento, corto e lungo da 20 a 25 nucleotidi.
La fonte del siRNA è esogena.
Funzionalmente, blocca l’espressione genica.
Oltre a tutto questo, uno dei caratteri unici del siRNA è la presenza dell’overhang del dinucleotide 3′ OH. Vedi la figura,
La struttura del siRNA che ha un filamento guidato, un filamento passeggero e l’overhang dinucleotidico alle 3 estremità.
Il siRNA è una struttura a doppio filamento in cui un filamento è conosciuto come filamento guida e un altro filamento è chiamato filamento passeggero. È anche chiamato filamento di senso e filamento antisenso, rispettivamente.
Nel 1999, David Baulcombe e collaboratori hanno spiegato il ruolo del siRNA nella modifica post-trascrizionale.
La funzione del siRNA:
La funzione principale del siRNA è di proteggere la cellula dagli attacchi dell’mRNA esogeno.
Funzionalmente, il siRNA degrada l’mRNA in crescita (sia esogeno che endogeno) e ferma l’espressione genica.
L’origine del siRNA è esogena, proviene dalle infezioni virali.
Le cellule eucariotiche hanno un ottimo sistema di difesa reattivo chiamato RNA interference.
Ora cerchiamo di capire l’intero meccanismo in dettaglio,
L’interferenza dell’RNA spesso indicata come RNAi è un processo biologico per la degradazione dell’mRNA e il successivo silenziamento genico.
Nel 1998, Fire e Mello spiegano il meccanismo dell’interferenza RNA. Il ruolo del siRNA nell’interferenza dell’RNA è stato scoperto nel 1999.
Una volta che il retrovirus infetta una cellula, inserisce il suo dsRNA nella nostra cellula.
La proteina specializzata chiamata dicer che ha uno ione manganese tetramerico taglia o scinde il dsRNA in pezzi più piccoli.
Un tipo speciale di RNasi, il dicer taglia l’RNA in modo da produrre l’overhang dinucleotidico.
Questi frammenti più piccoli di dsRNA vengono poi incorporati nel complesso proteico con più subunità e formano il complesso di silenziamento indotto da RNAi, RISC.
Il RISC trova il bersaglio appropriato dell’mRNA e lo scinde da una combinazione di attività endo ed esonucleasica.
Questi piccoli dsRNA sono lunghi ~22 a 25 basepair, chiamati small interfering RNA o siRNA.
I siRNA hanno anche il gruppo fosfato all’estremità 5′.
Anche come abbiamo discusso, ha il dinucleotide overhang. Si ritiene che l’overhang dei dinucleotidi sia originato a causa dell’attività degli ioni manganese presenti nel dicer.
Il filamento guidato di siRNA guida il complesso proteico a trovare la sequenza complementare di dsRNA presente in una cellula, una volta riconosciuta, viene scisso e distrutto.
In questo modo, il meccanismo naturale di difesa dell’interferenza dell’RNA difende la cellula dall’infezione virale attraverso il siRNA.
Similmente, può anche distruggere l’mRNA di noi trovando l’mRNA complementare così modifica le proprietà del cromosoma alterando il profilo epigenetico del genoma.
Applicazioni del siRNA:
Il meccanismo presente è attivamente presente in quasi tutti gli eucarioti e funziona contro le infezioni virali.
Oggi, gli scienziati stanno usando questa conoscenza per il silenziamento genico e l’arresto dell’espressione genica per usi terapeutici.
Gli scienziati stanno sintetizzando le molecole artificiali di siRNA specifiche per l’mRNA di un gene che vogliono bloccare.
Utilizzando i metodi di trasferimento artificiale basati su vettori virali o non virali, il siRNA può essere inserito nella cellula.
Leggi di più sulla consegna genica basata su vettori virali e non virali: Terapia genica: Tipi, Vettori, Processo, Applicazioni e Limitazioni
L’mRNA mirato viene distrutto e la sintesi proteica è regolata da questo meccanismo.
Gli scienziati stanno ora cercando di utilizzare il metodo di silenziamento genico mediato dal siRNA per i geni che causano il cancro.
Il metodo siRNA mediato è usato nel metodo di knockout genico e knockdown genico per sopprimere l’espressione genica.
E’ usato nella convalida del target.
Si usa anche nell’analisi dei percorsi e nell’identificazione dei percorsi come la citochinesi, la segnalazione dell’insulina e il meccanismo di difesa cellulare ecc.
Inoltre, è applicabile nello studio di ridondanza dei geni e negli studi funzionali dei geni.
La terapia siRNA mediata da nanoparticelle a base di carbonio e non a base di carbonio è usata nella consegna di farmaci al cervello.
Sfide nel siRNA:
L’interferenza RNA tramite siRNA è un nuovo approccio, i ricercatori non sono molto consapevoli di come usarlo, numerosi problemi associati all’uso di siRNA nella terapia,
La nucleasi presente nel plasma e nei tessuti degrada le molecole oligo straniere di siRNA, tuttavia, il siRNA tramite nanoparticelle ha mostrato alcuni risultati promettenti, come abbiamo detto nella sezione precedente.
Inoltre, l’effetto della presente terapia è meno e tessuto-specifico così è limitato ai siti localizzati.
A causa delle sue grandi dimensioni, è molto difficile passarlo attraverso la membrana cellulare, anche se i nano-vettori possono trasferire efficacemente il siRNA.
L’off targeting del siRNA è una delle maggiori sfide della ricerca sul siRNA, poiché degrada anche altri mRNA.
È molto difficile usare il siRNA per le applicazioni terapeutiche ora, a causa di queste sfide, nonostante, sarà applicabile in futuro.
Esempio di siRNA terapeutico:
| SM2181 | AUCUGAAGAAGGAGAAAAATT | UCCUUUUCUUUUCGAAUTT | 2% inibizione mRNA | 0.3 nM |
| SM2172 | AUCUGAAGAAGGAGAAAAATT | UUUUUUCUCCUUCUAGAUTT | 88% inibizione mRNA target | 0.3 nM |
Ora, questi sono i due esempi di siRNA con il filamento senso e il filamento antisenso, uno con l’attività maggiore e uno con l’attività minore. Inoltre, la tabella mostra la concentrazione di siRNA.
I dati per il siRNA sono ora disponibili su siRNAmod.
- Storia del DNA: La struttura e la funzione del DNA
- RNA: Struttura e funzione
Conclusione:
Le terapie mediate da siRNA sono uno degli strumenti più promettenti per i campi biofarmaceutici. La specificità è uno dei maggiori ostacoli negli ultimi giorni, anche se, può essere uno strumento diagnostico per la vita trattare disturbi come il cancro in futuro.
Anche se i vettori virali e non virali come i sistemi di consegna basati su lipidi, peptidi, oligo e polimeri mediati sono ora disponibili per il siRNA, ogni metodo ha alcune limitazioni.