„ARNiARN sau ARN mic de interferență este o moleculă de ARN mai mică, lungă de 22 până la 25 de perechi de baze, care are o proeminență dinucleotidă la 3′ și care intervine în sinteza proteinelor prin blocarea traducerii.”
Prezența ARN-ului dublu catenar într-o celulă este un semn de pericol pentru aceasta. Deoarece principalele trei tipuri de ARN din noi sunt monocatenare.
ARNdb nu se găsește în celulele noastre deoarece materialul nostru genetic este ADN, nu ARN. ARNdb este materialul genetic al unor retrovirusuri, astfel,
Dacă ARNdb este prezent, este un semn de infecție, acesta va infecta și celulele și poate provoca moartea celulelor.
Rețineți: ADN-ul ribozomal conține și el o anumită cantitate de ARN ds și câteva molecule de ARN în ac de păr.
ARN-ul este un tip de acid nucleic care este prezent în nucleul unei celule. Deși nu este un material genetic la eucariote, unii dintre virușii cunoscuți sub numele de retrovirusuri au ARN ca material genetic.
ADN-ul este material genetic la toate eucariotele și procariotele, cu excepția retrovirusurilor.
ARN-ul este un acid ribonucleic alcătuit din zahărul riboză în locul zahărului dezoxiriboză din ADN.
Pentru mai multe detalii, despre ARN puteți citi articolul nostru despre ARN: ARN: Structură și funcție
În primul rând, permiteți-mi să vă prezint pe scurt ARN-ul;
ARN-ul este acid ribonucleic, ARNt, ARNr și ARNm sunt trei tipuri diferite de ARN prezente într-o celulă.
ARNt este un ARN de transfer care ajută la transferul informațiilor pentru sinteza proteinelor, ARNr este un ARN ribozomal situat în ribozom, citește ordinea aminoacizilor, iar ARNm este un ARN mesager.
ARNm sau ARN mesager are toate informațiile pentru codificarea unei anumite proteine.
Funcțional, ARNm este transcris din ADN și tradus în proteină prin intermediul căii de traducere.
ARNhc, miARN și siARN, de asemenea, unele dintre tipurile subsidiare de ARN prezente într-o cantitate minoră pentru reglarea expresiei genice.
În articolul de față, vom afla despre siARN, semnificația și aplicațiile sale clinice. Credeți-mă, acest articol vă va clarifica noțiunile fundamentale despre siRNA.
Să începem,
Subiecte cheie:
Piesa mai mică de ARN bicatenar care are o suprapunere de dinucleotide la capătul 3′ și care, din punct de vedere funcțional, degradează ARNm și împiedică sinteza de proteine sunt siARN-urile.
SiARN-ul, cunoscut și sub numele de acid ribonucleic mic interferente sau ARN de reducere la tăcere, este o moleculă care împiedică expresia genei.
Întregul proces de reducere la tăcere a genelor prin intermediul siARN-ului se numește mecanism de interferență ARN sau siARN knockdown.
ARNiul siRNA este diferit din punct de vedere funcțional și structural de celelalte tipuri de ARN-uri.
În general, celelalte ARN-uri sunt monocatenare și alcătuite din lanț polinucleotidic lung.
Pe de altă parte,
SiARN-ul este bicatenar, scurt și are o lungime de 20 până la 25 de nucleotide.
Sursa de siARN este exogenă.
Funcțional, blochează expresia genică.
În afară de toate acestea, unul dintre caracterele unice ale siARN-ului este prezența supraînălțării dinucleotidei 3′ OH. Vezi figura,
Structura siARN-ului care are un catenar ghid, un catenar pasager și suprapunerea dinucleotidelor la capetele 3.
SiARN-ul este o structură bicatenară în care un catenar este cunoscut sub numele de catenar ghid și un alt catenar este numit catenar pasager. Se mai numește și filament sens și, respectiv, filament antisens.
În anul 1999, David Baulcombe și colaboratorii au explicat rolul siARN-ului în modificarea post-transcripțională.
Funcția siARN-ului:
Funcția principală a siARN-ului este de a proteja celula de atacurile ARNm exogen.
Funcțional, siARN-ul degradează ARNm în creștere (atât exogen cât și endogen) și oprește expresia genei.
Originea siARN-ului este exogenă, provine din infecțiile virale.
Celele eucariote au un sistem de apărare cu o reacție foarte bună, numit interferență ARN.
Acum haideți să înțelegem în detaliu întregul mecanism,
Interferența ARN adeseori denumită RNAi este un proces biologic de degradare a ARNm și de reducere la tăcere ulterioară a genelor.
În 1998, Fire și Mello au dezvăluit mecanismul interferenței ARN. Rolul siARN în interferența ARN a fost descoperit în 1999.
După ce retrovirusul infectează o celulă, acesta își inserează ARNdb în celula noastră.
Proteina specializată numită dicer care are un ion de mangan tetrameric taie sau clivează dsARN-ul în bucăți mai mici.
Un tip special de RNază, dicerul clivează ARN-ul într-un mod care produce suprapunerea dinucleotidă.
Aceste fragmente mai mici de ARNdS sunt apoi încorporate în complexul proteic care are mai multe subunități și formează complexul de reducere la tăcere indusă de ARNi, RISC.
RISC găsește ținta ARNm corespunzătoare și o clivează printr-o combinație de activitate endo și exonucleazică.
Aceste dsARN-uri mai mici au o lungime de ~22 până la 25 de perechi de baze, numite ARN mic de interferență sau siARN.
SiARN-ul are, de asemenea, gruparea fosfat la capătul 5′ al acestuia.
De asemenea, așa cum am discutat, are o depășire dinucleotidă. Se crede că supraînălțarea dinucleotidelor își are originea datorită activității ionilor de mangan prezenți în dicer.
Brandul ghidat de siARN ghidează complexul proteic pentru a găsi secvența complementară de dsARN prezentă într-o celulă, odată recunoscută, aceasta este scindată și distrusă.
În acest fel, mecanismul natural de apărare împotriva interferenței ARN apără celula de infecția virală prin intermediul siARN-ului.
În mod similar, poate, de asemenea, să fie capabil să distrugă ARNm al nostru prin găsirea ARNm complementar astfel modifică proprietățile cromozomului prin alterarea profilului epigenetic al genomului.
Aplicații ale siARN:
Mecanismul actual este prezent în mod activ în aproape toate eucariotele și funcționează împotriva infecțiilor virale.
În prezent, oamenii de știință folosesc aceste cunoștințe pentru reducerea la tăcere a genelor și oprirea expresiei genelor pentru utilizări terapeutice.
Științii sintetizează acum moleculele artificiale de siARN specifice ARNm al unei gene pe care doresc să o blocheze.
Cu ajutorul metodelor artificiale de transfer bazate pe vectori virali pe bază de vectori nevirali, siARN-ul poate fi inserat în celulă.
Citește mai multe despre transferul de gene pe bază de vectori virali și pe bază de vectori nevirali: Terapia genică: Types, Vectors , Process, Applications and Limitations
ARNm vizat este distrus și sinteza proteică este reglată prin acest mecanism.
Cercetătorii încearcă acum să utilizeze metoda de reducere la tăcere a genei mediată de siARN pentru genele care cauzează cancer.
Metoda mediată de siARN este utilizată în metoda de knockout și knockdown al genelor pentru suprimarea expresiei genelor.
Este utilizată în validarea țintei.
Se utilizează, de asemenea, în analiza căilor și în identificarea căilor, cum ar fi citochineza, semnalizarea insulinei și mecanismul de apărare celulară etc.
În continuare, se aplică în studiul redundanței genice și în studiile funcționale ale genelor.
Terapia cu siARN mediată de nanoparticule pe bază de carbon și fără bază de carbon este utilizată în administrarea de medicamente la nivelul creierului.
Provocări în domeniul siARN:
Interferența ARN prin siARN este o abordare nouă, cercetătorii nu sunt prea conștienți de modul de utilizare, numeroase probleme asociate cu utilizarea siARN în terapeutică,
Nucleazele prezente în plasmă și în țesuturi degradează moleculele străine de oligoARN siARN, cu toate acestea, siARN prin nanoparticule a prezentat unele rezultate promițătoare, așa cum am afirmat în secțiunea de mai sus.
În plus, efectul prezentei terapii este mai puțin numeros și specific țesutului, astfel încât se limitează la locurile localizate.
Din cauza dimensiunii sale mai mari, este foarte dificil să treacă prin membrana celulară, deși nano-vectori pot transfera eficient siARN-ul.
Off targeting al siARN-ului este una dintre provocările majore este cercetarea siARN-ului, deoarece acesta degradează și alte ARNm.
Este foarte dificil să se utilizeze siARN-ul pentru aplicații terapeutice în prezent, din cauza acestor provocări, cu toate acestea, acesta va fi aplicabil în viitor.
Exemplu de siARN terapeutic:
| SM2181 | AUCUGAAGAAGAGGAGAAAAATT | UCCUUUCUUUCUUUCUUUCGAAUTT | 2% inhibiție ARNm | 0.3 nM |
| SM2172 | AUCUGAGAAGAAGGAGAAAAATT | UUUUUCUCCUUCUUCAGAUTT | 88 % inhibiție ARNm țintă | 0.3 nM |
Acum, acestea sunt cele două exemple de siARN cu filament sens și filament antisens, unul cu cea mai mare activitate și unul cu cea mai mică activitate. De asemenea, în tabel este indicată concentrația de siARN.
Datele pentru siARN sunt acum disponibile pe siRNAmod.
- Povestea ADN-ului: Structura și funcția ADN-ului
- ARN: Structura și funcția
Concluzie:
terapiile mediate de ARNsi reprezintă unul dintre cele mai promițătoare instrumente pentru domeniile biofarmaceutice. Specificitatea este unul dintre obstacolele majore din ultimele zile, deși, în viitor, poate fi un instrument de diagnosticare pentru tratarea pe viață a tulburărilor precum cancerul.
Deși vectorii virali și non-virali, cum ar fi vectorii pe bază de lipide, pe bază de peptide, pe bază de oligo și sisteme de livrare mediate de polimeri sunt acum disponibile pentru siARN, fiecare metodă are anumite limitări.