„siRNA lub małe interferujące RNA to 22 do 25 basepair long mniejsze cząsteczki RNA posiadające dinukleotydowy nawis na 3′, zakłócają syntezę białek poprzez blokowanie translacji.”
Obecność dwuniciowego RNA w komórce jest dla niej znakiem zagrożenia. Ponieważ główne trzy rodzaje RNA w nas są jednoniciowe.
dsRNA nie występuje w naszych komórkach, ponieważ naszym materiałem genetycznym jest DNA, a nie RNA. dsRNA jest materiałem genetycznym niektórych retrowirusów w ten sposób,
Jeśli dsRNA jest obecny, jest to znak infekcji, to zainfekuje komórki też i może spowodować śmierć komórki.
Uwaga: rybosomalny DNA zawiera pewną ilość dsRNA i niektóre cząsteczki RNA szpilki do włosów też.
RNA jest rodzajem kwasu nukleinowego, który jest obecny w jądrze komórki. Chociaż nie jest to materiał genetyczny u eukariotów, niektóre wirusy znane jako retrowirusy mają RNA jako swój materiał genetyczny.
DNA jest materiałem genetycznym u wszystkich eukariotów i prokariotów, z wyjątkiem retrowirusów.
RNA jest kwasem rybonukleinowym składającym się z cukru rybozy zamiast cukru deoksyrybozy DNA.
Dla więcej szczegółów, na RNA można przeczytać nasz artykuł na temat RNA: RNA: Structure and Function
First, let me brief you the RNA;
The RNA is ribonucleic acid, tRNA, rRNA and mRNA are three different types of RNA present in a cell.
TRNA to transferowy RNA pomaga w przekazywaniu informacji do syntezy białek, rRNA to rybosomalny RNA znajdujący się w rybosomie, odczytuje kolejność aminokwasów, a mRNA to RNA posłańca.
MRNA lub messenger RNA posiada wszystkie informacje do kodowania danego białka.
Funkcjonalnie, mRNA jest przepisywany z DNA i tłumaczony na białko poprzez ścieżkę translacji.
ShRNA, miRNA i siRNA również niektóre z pomocniczych typów RNA obecnych w niewielkiej ilości do regulacji ekspresji genów.
W obecnym artykule, będziemy uczyć się siRNA, jego znaczenie i jego zastosowań klinicznych. Zaufaj mi ten artykuł będzie jasne podstawy na siRNA.
Zacznijmy więc,
Kluczowe tematy:
Mniejsze dwuniciowe fragmenty RNA posiadające dinukleotydowy nawis na 3′ końcu, które funkcjonalnie degradują mRNA i zapobiegają syntezie białka to siRNA.
SiRNA znany również jako mały interferujący kwas rybonukleinowy lub wyciszający RNA jest cząsteczką zapobiegającą ekspresji genu.
Cały proces wyciszania genów przez siRNA nazywany jest mechanizmem interferencji RNA lub siRNA knockdown.
SiRNA różni się funkcjonalnie i strukturalnie od innych typów RNA.
Generalnie, inne RNA są jednoniciowe i składają się z długiego łańcucha polinukleotydowego.
Po drugiej stronie,
SiRNA jest dwuniciowy, krótki i ma długość 20 do 25 nukleotydów.
Źródło siRNA jest egzogenne.
Funkcjonalnie blokuje ekspresję genu.
Oprócz tych wszystkich cech, jedną z unikalnych cech siRNA jest obecność nawisu dinukleotydu 3′ OH. Patrz rysunek,
Struktura siRNA posiadająca nić prowadzącą, nić pasażera i nawis dinukleotydowy na 3 końcach.
SiRNA jest strukturą dwuniciową, w której jedna nić jest znana jako nić prowadząca, a druga jako nić pasażera. Jest ona również nazywana odpowiednio nicią sensu i nicią antysensu.
W roku 1999 David Baulcombe i współpracownicy wyjaśnili rolę siRNA w modyfikacji posttranskrypcyjnej.
Funkcja siRNA:
Główną funkcją siRNA jest ochrona komórki przed atakami egzogennego mRNA.
Funkcjonalnie, siRNA degraduje rosnące mRNA (egzogenne, jak również endogenne) i zatrzymuje ekspresję genu.
Pochodzenie siRNA jest egzogenne, pochodzi ono z infekcji wirusowych.
Komórki eukariotyczne mają bardzo dobrze reagujący system obronny zwany interferencją RNA.
Teraz zrozummy szczegółowo cały mechanizm,
Interferencja RNA często oznaczana jako RNAi jest biologicznym procesem degradacji mRNA i późniejszego wyciszania genów.
W 1998 roku, Ogień i Mello rozwijają mechanizm interferencji RNA. Rola siRNA w interferencji RNA została odkryta w 1999 roku.
Po zainfekowaniu komórki przez retrowirusa wstawia on swoje dsRNA do naszej komórki.
Specjalistyczne białko zwane dicer posiadające tetrameryczne jony manganu tnie lub rozszczepia dsRNA na mniejsze kawałki.
Specjalny typ RNazy, dicer rozszczepia RNA jest moda, która produkuje dinukleotydowy nawis.
Te mniejsze fragmenty dsRNA są następnie włączane do kompleksu białkowego posiadającego wiele podjednostek i tworzą kompleks wyciszający indukowany przez RNAi, RISC.
RISC znajduje odpowiedni cel mRNA i rozszczepia go przez połączenie aktywności endo i egzonukleazy.
Te mniejsze dsRNA mają długość ~22 do 25 bazepairów, zwane małymi interferującymi RNA lub siRNA.
SiRNA mają również grupę fosforanową na 5′ końcu.
Jak już mówiliśmy, ma on również nawis dinukleotydowy. Uważa się, że nawis dinukleotydów pochodzi z powodu aktywności jonów manganu obecnych w dicerze.
Kierowana nić siRNA prowadzi kompleks białkowy do znalezienia komplementarnej sekwencji dsRNA obecnej w komórce, po jej rozpoznaniu jest ona rozszczepiana i niszczona.
W ten sposób naturalny mechanizm obronny interferencji RNA broni komórki przed infekcją wirusową za pośrednictwem siRNA.
Podobnie, może również w stanie zniszczyć mRNA nas poprzez znalezienie komplementarnego mRNA w ten sposób modyfikuje właściwości chromosomu poprzez zmianę profilu epigenetycznego genomu.
Zastosowania siRNA:
Obecny mechanizm jest aktywnie obecny u prawie wszystkich eukariotów i działa przeciwko infekcjom wirusowym.
Obecnie naukowcy wykorzystują tę wiedzę do wyciszania genów i zatrzymywania ekspresji genów do zastosowań terapeutycznych.
Naukowcy syntetyzują obecnie sztuczne cząsteczki siRNA specyficzne dla mRNA genu, który chcą zablokować.
Dzięki zastosowaniu sztucznych metod transferu opartych na wektorach wirusowych i niewirusowych, siRNA może być wprowadzony do komórki.
Czytaj więcej o wektorach wirusowych i niewirusowych metodach dostarczania genów: Terapia genowa: Types, Vectors , Process, Applications and Limitations
Celowane mRNA jest niszczone, a synteza białka jest regulowana przez ten mechanizm.
Naukowcy próbują obecnie wykorzystać metodę wyciszania genów za pomocą siRNA w przypadku genów wywołujących raka.
Metoda siRNA jest stosowana w metodzie nokautowania genów i nokautowania genów w celu tłumienia ekspresji genów.
Jest ona stosowana w walidacji celów.
Jest również wykorzystywana w analizie szlaków i identyfikacji szlaków takich jak cytokineza, sygnalizacja insuliny i mechanizm obronny komórki itp.
Ponadto ma zastosowanie w badaniach nad redundancją genów i badaniach funkcjonalnych genów.
Terapia siRNA oparta na węglu i nie oparta na węglu, oparta na nanocząsteczkach jest stosowana w dostarczaniu leków do mózgu.
Wyzwania związane z siRNA:
Interferencja RNA za pomocą siRNA jest nowatorskim podejściem, badacze nie są w pełni świadomi, jak ją stosować, liczne problemy związane z wykorzystaniem siRNA w terapiach,
Nukleaza obecna w osoczu i tkankach degraduje obce cząsteczki oligo siRNA, jednak siRNA za pośrednictwem nanocząsteczek wykazało pewne obiecujące wyniki, jak stwierdziliśmy w powyższej sekcji.
Dalej, efekt obecnej terapii jest mniejszy i specyficzny dla tkanki, więc jest ograniczony do zlokalizowanych miejsc.
Ze względu na większy rozmiar, bardzo trudno jest przejść przez błonę komórkową, chociaż nanowektory mogą skutecznie przenosić siRNA.
Off targeting siRNA jest jednym z głównych wyzwań w badaniach nad siRNA, ponieważ degraduje ono również inne mRNA.
Obecnie bardzo trudno jest wykorzystać siRNA do zastosowań terapeutycznych z powodu tych wyzwań, niemniej jednak będzie to możliwe w przyszłości.
Przykład terapeutycznego siRNA:
| SM2181 | AUCUGAAGAAGGAGAAAAATT | UCCUUUCUUCUUCUUCGAAUTT | 2% inhibicja mRNA | 0.3 nM |
| SM2172 | AUCUGAAGAAGGAAAAATT | UUUCUCUCCUUCUUCAGAUTT | 88 % inhibicja docelowego mRNA | 0.3 nM |
Teraz są to dwa przykłady siRNA z nicią sensowną i antysensowną, jeden o wyższej aktywności i jeden o najniższej aktywności. W tabeli podano również stężenie siRNA.
Dane dotyczące siRNA są już dostępne na stronie siRNAmod.
- Historia DNA: Struktura i funkcja DNA
- RNA: Structure and Function
Wnioski:
Terapie mediowane przezsiRNA są jednym z najbardziej obiecujących narzędzi dla dziedzin biofarmaceutycznych. Specyficzność jest jedną z głównych przeszkód w ostatnich dniach, aczkolwiek w przyszłości może to być narzędzie diagnostyczne do leczenia zaburzeń życia, takich jak rak.
Chociaż wirusowe i niewirusowe wektory, takie jak oparte na lipidach, oparte na peptydach, oparte na oligo i polimerach systemy dostarczania są obecnie dostępne dla siRNA, każda metoda ma pewne ograniczenia.