Pozor na malou interferující RNA a použití v molekulární genetice výzkumu
siRNA, která znamená malou interferující ribonukleovou kyselinu, je třídou dvouřetězcových molekul RNA. To je někdy známé jako krátká interferující RNA nebo tlumící RNA.
Předtím, než se ponoříme do toho, co přesně je siRNA, je důležité znát funkci RNA. Ribonukleová kyselina (RNA) je nukleová kyselina přítomná ve všech živých buňkách a působí jako zprostředkovatel nesoucí instrukce od DNA pro řízení syntézy proteinů (pozn. U některých virů RNA spíše než DNA nese genetickou informaci).
Malá interferující RNA (siRNA) jsou malé kousky dvojvláknové (ds) RNA, obvykle dlouhé přibližně 21 nukleotidů, s 3 'přesahy (2 nukleotidy) na každém konci, které mohou být použity k "interferenci" s translací proteinů vazbou k podpoře degradace mRNA (mRNA) v specifických sekvencích.
Tímto způsobem siRNA brání produkci specifických proteinů založených na nukleotidových sekvencích jejich odpovídajících mRNA. Proces se nazývá interference RNA (RNAi) a může se také označovat jako tlumení siRNA nebo knockdown siRNA.
Odkud přicházejí
siRNA jsou obecně považovány za pocházející z delších pramenů exogenního pěstování nebo pocházejících zevnějšího organismu) RNA, která je zachycena buňkou a podrobena dalšímu zpracování.
RNA často pochází z vektorů , jako jsou viry nebo transpozony, a bylo zjištěno, že hrají roli v antivirové obraně, degradaci nadměrně produkované mRNA nebo mRNA, u kterých byl přerušený překlad, a zabránění narušení genomové DNA transpozony.
Každá siRNA vlákna má 5 'fosfátovou skupinu a 3' hydroxylovou (OH) skupinu. Vyrábějí se z dsRNA nebo vlásenkové smyčcové RNA, která je po vstupu do buňky rozdělena enzymem podobným RNázové III, nazývanému Dicer , za použití RNázy nebo restrikčních enzymů . SiRNA je pak začleněna do komplexu proteinů s více podjednotkami nazývaných RNAi-indukovaný tlumící komplex (RISC).
RISC "hledá" vhodnou cílovou mRNA, kde se siRNA pak uvolní a předpokládá se, že antisense vlákno směřuje k degradaci komplementárního řetězce mRNA za použití kombinace endo- a exonukleázových enzymů.
Lékařské a terapeutické použití
Když je savčí buňka vystavena dvojvláknové RNA, jako je siRNA, může ji chybně považovat za virový vedlejší produkt a iniciuje imunitní odpověď. Navíc zavedení siRNA může způsobit neúmyslné off-targeting, kde mohou být i jiné neohrožující proteiny napadeny a vyřazeny.
Zavedení příliš velké síry do těla může vést k nešpecifickým událostem v důsledku aktivace vrozených imunitních odpovědí, ale vzhledem ke schopnosti porazit jakýkoli gen, který je předmětem zájmu, siRNA mají potenciál pro mnoho terapeutických použití.
Chemickou modifikací siRNA pro zvýšení jejich terapeutických vlastností, jako jsou:
- zvýšená aktivita
- zvýšená sérová stabilita a méně mimo cíle
- sníženou imunologickou aktivaci
Mnoho nemocí může být potenciálně léčeno inhibicí genové exprese. Proto se návrh syntetické siRNA pro terapeutické použití stal populárním cílem mnoha biofarmaceutických firem.
Podrobná databáze všech takovýchto chemických modifikací je manuálně vyčíslena na siRNAmod, ručně upravené databázi experimentálně ověřených chemicky modifikovaných siRNA.
Zdroje:
Tsai, CS Biomakromolecules: Úvod do struktury, funkce a informatiky. Wiley-Liss, 2007.
Whitehead, KA; Dahlman, JE; Langer, RS; Anderson, GŘ (2011). "Ztlumení nebo stimulace - dodávka SiRNA a imunitní systém". Roční přehled chemického a biomolekulárního inženýrství 2 : 77-96.
Aleksejev OM, Richardson RT, Aleksejev O, O'Rand MG (2009). "Analýza profilů genové exprese v buňkách HeLa v reakci na nadměrnou expresi nebo vyčerpání NASP zprostředkovanou siRNA". Reprodukční biologie a endokrinologie: 45.