Οι χρήσεις του siRNA στη Μοριακή Γενετική Έρευνα

Το siRNA, το οποίο αντιπροσωπεύει το μικρό παρεμβαλλόμενο ριβονουκλεϊκό οξύ, είναι μια κατηγορία μορίων RNA διπλής έλικας. Μερικές φορές είναι γνωστό ως σύντομο παρεμβαλλόμενο RNA ή σίγαση RNA.

Πριν από την κατάδυση σε ό, τι ακριβώς είναι το siRNA, δεν πρέπει να συγχέεται με το miRNA, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε τη λειτουργία των RNAs. Το Ribonucleic Acid (RNA) είναι ένα νουκλεϊνικό οξύ που υπάρχει σε όλα τα ζωντανά κύτταρα και δρα ως αγγελιοφόρος που φέρει οδηγίες από το DNA για τον έλεγχο της σύνθεσης των πρωτεϊνών (Σημείωση: Σε ορισμένους ιούς, το RNA παρά το DNA φέρει επίσης την γενετική πληροφορία).

Το μικρό παρεμβαλλόμενο RNA (siRNA) είναι μικρά τεμάχια διπλού κλώνου (ds) RNA, συνήθως μήκους περίπου 21 νουκλεοτιδίων, με προεξοχές 3 '(δύο νουκλεοτίδια) σε κάθε άκρο που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την "παρέμβαση" και στην προώθηση της υποβάθμισης του αγγελιαφόρου RNA (mRNA) σε συγκεκριμένες αλληλουχίες.

Με τον τρόπο αυτό, το siRNA προλαμβάνει την παραγωγή συγκεκριμένων πρωτεϊνών με βάση τις αλληλουχίες νουκλεοτιδίων του αντίστοιχου mRNA τους. Η διαδικασία ονομάζεται παρεμβολή RNA (RNAi), και μπορεί επίσης να αναφέρεται ως σιγασμός siRNA ή knockdown siRNA.

Από πού έρχονται

το siRNA γενικά θεωρείται ότι προέρχεται από μακρύτερους κλώνους εξωγενούς ανάπτυξης ή προέρχεται από εξωτερικό οργανισμό) RNA το οποίο απορροφάται από το κύτταρο και υφίσταται περαιτέρω επεξεργασία.

Το RNA προέρχεται συχνά από φορείς, όπως ιούς ή τρανσποζόνες, και έχει βρεθεί ότι παίζουν ρόλο στην άμυνα κατά του ιού, την αποικοδόμηση του υπερπαραγόμενου mRNA ή mRNA για το οποίο έχει αρθεί η μετάφραση και την πρόληψη της διάσπασης του γονιδιωματικού DNA από τα τρανσποζόνια.

Κάθε κλώνος siRNA έχει μία 5 'φωσφορική ομάδα και μία ομάδα υδροξυλίου (ΟΗ) 3'. Παράγονται από dsRNA ή RNA φουρκέτας με βρόχο, τα οποία, μετά την είσοδο σε ένα κύτταρο, διασπώνται από ένα ένζυμο τύπου RNase III, που ονομάζεται Dicer, χρησιμοποιώντας RNase ή ένζυμα περιορισμού. Το siRNA στη συνέχεια ενσωματώνεται σε ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών πολλαπλών υπομονάδων που ονομάζεται σύμπλεγμα σίμων που προκαλείται από RNAi (RISC).

Το RISC "επιδιώκει" ένα κατάλληλο mRNA στόχου, όπου το siRNA στη συνέχεια ξετυλίγεται και, πιστεύεται, ο αντιπληροφοριακός κλώνος κατευθύνει την αποικοδόμηση του συμπληρωματικού κλώνου του mRNA, χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό ενζύμων ενδο- και εξωνουκλεάσης.

Ιατρικές και θεραπευτικές χρήσεις

Όταν ένα κύτταρο θηλαστικού είναι αντιμέτωπο με ένα δίκλωνο RNA όπως ένα siRNA, μπορεί να το σφάλει σαν υποπροϊόν του ιού και να ξεκινήσει μια ανοσοαπόκριση. Επιπλέον, η εισαγωγή ενός siRNA μπορεί να προκαλέσει ακούσια εκτός στόχευσης, όπου άλλες μη απειλητικές πρωτεΐνες μπορεί επίσης να επιτεθούν και να χτυπήσουν έξω.

Παρουσιάζοντας πάρα πολύ siRNA στο σώμα μπορεί να οδηγήσει σε μη εξειδικευμένα γεγονότα λόγω της ενεργοποίησης των έμφυτων ανοσολογικών αποκρίσεων, αλλά δεδομένης της ικανότητας να νικήσει οποιοδήποτε ενδιαφέρον γονίδιο, τα siRNAs έχουν τη δυνατότητα για πολλές θεραπευτικές χρήσεις.

Με χημική τροποποίηση των siRNA για την ενίσχυση των θεραπευτικών ιδιοτήτων τους όπως:

• Ενισχυμένη δραστηριότητα
• Αυξημένη σταθερότητα ορού και λιγότεροι εκτός στόχοι
• Μειωμένη ανοσολογική ενεργοποίηση

Πολλές ασθένειες μπορούν ενδεχομένως να υποβληθούν σε θεραπεία με αναστολή της γονιδιακής έκφρασης. Ως εκ τούτου, ο σχεδιασμός του συνθετικού siRNA για θεραπευτικές χρήσεις έχει γίνει ένας δημοφιλής στόχος πολλών βιοφαρμακευτικών εταιρειών.

Μια λεπτομερής βάση δεδομένων για όλες αυτές τις χημικές τροποποιήσεις επιθεωρείται με το χέρι στο siRNAmod, μια χειρονακτικά επιλεγμένη βάση δεδομένων των πειραματικά επικυρωμένων χημικώς τροποποιημένων siRNAs.

Πηγές:

Tsai, C.S. Biomacromolecules: Εισαγωγή στη δομή, τη λειτουργία και την πληροφορική. Wiley-Liss, 2007.

Whitehead, Κ.ΕΝΑ.; Dahlman, J. Ε .; Langer, R. S .; Anderson, D.G (2011). "Σίγαση ή διέγερση; Παράδοση SiRNA και το ανοσοποιητικό σύστημα". Ετήσια επισκόπηση χημικής και βιομοριακής μηχανικής 2: 77–96.

Η ανάλυση των προφίλ γονιδιακής έκφρασης στα κύτταρα HeLa σε απόκριση της υπερέκφρασης ή της μεσολάβησης με τη μεσολάβηση του siRNA του NASP ". Αναπαραγωγική Βιολογία και Ενδοκρινολογία: 45.