Uno sguardo al piccolo RNA interferente e agli usi nella ricerca sulla genetica molecolare
siRNA, che sta per piccolo acido ribonucleico interferente, è una classe di molecole di RNA a doppio filamento. A volte è noto come RNA interferente breve o RNA silente.
Prima di immergerti in ciò che è esattamente siRNA, è importante conoscere la funzione degli RNA. L'acido ribonucleico (RNA) è un acido nucleico presente in tutte le cellule viventi e agisce come un messaggero che trasporta le istruzioni dal DNA per controllare la sintesi delle proteine (nota: in alcuni virus l'RNA piuttosto che il DNA trasporta anche l'informazione genetica).
Piccolo RNA interferente (siRNA) sono piccoli frammenti di RNA a doppio filamento (ds), di solito lunghi circa 21 nucleotidi, con 3 'sporgenze (2 nucleotidi) a ciascuna estremità che possono essere utilizzati per "interferire" con la traduzione di proteine legandosi e promuovere la degradazione dell'RNA messaggero (mRNA) in sequenze specifiche.
In tal modo, siRNA impedisce la produzione di proteine specifiche basate sulle sequenze nucleotidiche del rispettivo mRNA. Il processo è chiamato RNA interference (RNAi), e può anche essere chiamato silenziamento siRNA o siRNA knockdown.
Da dove vengono
siRNA generalmente si ritiene provenga da filamenti più lunghi di crescita esogena o provenienti dall'esterno di un organismo) l'RNA che viene assorbito dalla cellula e sottoposto ad ulteriore elaborazione.
L'RNA spesso proviene da vettori , come virus o trasposoni, e si è scoperto che gioca un ruolo nella difesa antivirale, nella degradazione di mRNA o mRNA sovraesprimenti per i quali la traduzione è stata interrotta e nella prevenzione del disturbo del DNA genomico da parte dei trasposoni.
Ciascun filamento di siRNA ha un gruppo fosfato 5 'e un gruppo idrossile 3 (OH). Sono prodotti da dsRNA o RNA looppinato che, dopo essere entrato in una cellula, viene diviso da un enzima simile a RNasi III, chiamato Dicer , utilizzando RNasi o enzimi di restrizione . Il siRNA è quindi incorporato in un complesso di proteine multi-subunità chiamato complesso di silenziamento indotto da RNAi (RISC).
RISC "cerca" un appropriato mRNA bersaglio, in cui il siRNA si srotola e, si ritiene, il filamento antisenso dirige la degradazione del filamento complementare dell'mRNA, usando una combinazione di enzimi endo ed exonucleasi.
Usi medici e terapeutici
Quando una cellula di mammifero si trova di fronte a un RNA a doppio filamento come un siRNA, può scambiarlo come sottoprodotto virale e avviare una risposta immunitaria. Inoltre, l'introduzione di un siRNA può causare off-targeting non intenzionale laddove altre proteine non minacciose possono anche essere attaccate e eliminate.
L'introduzione di troppo siRNA nel corpo può causare eventi aspecifici dovuti all'attivazione di risposte immunitarie innate, ma data la capacità di battere qualsiasi gene di interesse, gli siRNA hanno il potenziale per molti usi terapeutici.
Modificando chimicamente gli siRNA per migliorare le loro proprietà terapeutiche come:
- attività potenziata
- aumentata stabilità del siero e meno fuori bersaglio
- diminuita attivazione immunologica
Molte malattie possono potenzialmente essere trattate inibendo l'espressione genica. Pertanto, la progettazione di siRNA sintetico per usi terapeutici è diventata un obiettivo popolare di molte aziende biofarmaceutiche.
Un database dettagliato di tutte queste modifiche chimiche è gestito manualmente da siRNAmod, un database a cura manuale di siRNA chimicamente modificati validati sperimentalmente.
fonti:
Tsai, CS Biomacromolecules: Introduzione alla struttura, alla funzione e all'informatica. Wiley-Liss, 2007.
Whitehead, KA; Dahlman, JE; Langer, RS; Anderson, DG (2011). "Silenziamento o stimolazione: consegna di SiRNA e sistema immunitario". Revisione annuale di ingegneria chimica e biomolecolare 2 : 77-96.
Alekseev OM, Richardson RT, Alekseev O, O'Rand MG (2009). "Analisi dei profili di espressione genica nelle cellule HeLa in risposta a sovraespressione o deplezione mediata da siRNA della NASP". Biologia della riproduzione ed endocrinologia: 45.