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Mécanisme de RNAi

Par Jeyashree Sundaram, MBA

L'interférence ARN (RNAi) est un procédé biologique qui empêche l'expression des gènes cibles dans les cellules des animaux, des plantes, et des champignons, et par conséquent, des chercheurs appellent cet amortissement de processus de gène.

Crédit : ibreakstock/Shutterstock.com

On observe en grande partie RNAi en cellules eucaryotes, où l'ARN bicaténaire (ARN à double brin) est employé pour l'amortissement transcriptionnel (gène de niveau) et goujon-transcriptionnel de gène (de taux d'ARN). L'amortissement de gène évite la synthèse des protéines, et les aides pour éviter des cancers, des viraux infection, et des maladies neurodegenerative.

Fonctionnements de RNAi

L'interférence ARN a lieu quand un long ARN à double brin artificiellement ou naturellement est introduit dans la cellule.

L'ARN à double brin est fendu dans de petits éclats d'ARN tel que le microRNA (miRNA) et d'ARN de intervention simple (siRNA) par Dicer ; une enzyme de ribonucléase qui est basée sur la longue origine d'ARN à double brin et peut être exogène et endogène.

RNAs bicaténaire peut être produit par la polymérase ARN ARN-dépendante (RdRP), transcription bidirectionnelle concernant les éléments transposables, ou artificiellement dans le laboratoire.

Le procédé du gène amortissant par RNAi a lieu dans deux étapes.

Stage premier : amorçage

L'étape d'amorçage comporte le rétablissement du siRNA qui est alors traité par l'endonucléase Dicer du type III.

Il y a deux types d'enzymes de la RNase III (Dicer) ;  Dicer-1, ou Dcr-1/Loquacious-PB (Loqs), et Dicer-2, ou Dcr-2/R2D2. Bien que Dcr-1 et Dcr-2 montrent différentes caractéristiques telles que des caractéristiques de substrat et des conditions d'ATP, ils sont structurellement homologues.

miRNA

Dicer-1 ne se fonde pas sur l'adénosine triphosphate (ATP) pour son fonctionnement et l'itsaffinity vers le précurseur de miRNA. Il emploie l'associé de protéine pour gripper l'ARN à double brin.

Dans la drosophile, Dcr-1 s'avère pour agir l'un sur l'autre avec l'ARN à double brin grippant le domaine (dsRBD) dans une protéine Loqs appelé. Les études de purification d'Immunoaffinity ont prouvé que la protéine de Loqs présentent dans les déclencheurs complexes de traitement fonctionnels de miRNA de précurseur et dirigent l'activité particulière ce miRNA de procédés.

Ces résultats mènent à l'expression du gène miRNA-réglée, qui est due à la médiation de la biogénèse de miRNA par Loqs.

Le gène de Loqs code trois dsRBDs qui peuvent produire deux types de protéines ; PA et PB. On l'a observé que le PB améliore l'affinité Dcr-1 vers le précurseur de miRNA.

siRNA

En revanche, Dicer-2 est ATP-dépendant. Il montrent également la spécificité de substrat vers l'ARN à double brin.

La structure de Dcr-2 est analogue à Dcr-1, et elle exige également un ARN à double brin grippant la protéine. Cette protéine est R2D2, qui fonctionne en combination avec l'enzyme particulière de RNase et mène au rétablissement du composé heterodimeric.

Avec la protéine obligatoire de Loq, R2D2 se compose seulement d'un ARN à double brin grippant des domaines. Le domaine obligatoire de R2D2 agit l'un sur l'autre avec le long ARN à double brin mais ne peut pas régler l'activité de rétablissement de siRNA de Dicer-2. Ces résultats prouvent qu'il est essentiel pour le composé R2D2/Dcr-2 charger l'ARN à double brin grippant des domaines de R2D2 et Dcr-2 et le siRNA de grippage dans le composé de amortissement induit de SI-ARN (siRISC).

Étape deux : l'étape effectrice

La seconde étape du mécanisme de RNAi concerne la constitution de la boucle de guide (duplex de siRNA et de miRNA). Les boucles de guide sont des duplex de monocaténaire du miRNA et du siRNA, et sont intégrées dans les composés d'effecter qui sont impliqués dans l'amortissement d'ARN. Ces composés d'effecter comprennent l'amorçage ARN-induit de l'amortissement transcriptionnel de gène (RITS) ou du composé de amortissement ARN-induit (RISC).

microprocesseur RISC

Le microprocesseur RISC est composé des protéines de PPD (les protéines du domaine de PAZ PIWI).  PIWI se compose de 300 acides aminés et est positionné sur le C-terminal, alors que PAZ comporte seulement 100 acides aminés et est centralement situé dans le composé de protéine.

Ago2 et hAgo 2 sont les protéines de PPD impliquées dans l'amortissement siRNA-assisté dans les nématodes (elegans de C.), les arthropodes, et le chordata. Ces protéines sont efficaces en exécutant le clivage siRNA-assisté d'ADN messagère.

La recherche a indiqué qu'une petite variation de la structure de siRNA affecte la détermination de boucle guidée par composé de microprocesseur RISC, et conclut que l'enzyme régissant l'ensemble de microprocesseur RISC choisit la boucle de siRNA qui est comportée au microprocesseur RISC selon sa structure.

Une stimulation douce est suffisante pour le gène spécifique amortissant dans l'organisme entier, qui indique que l'intensité de signe peut être amplifiée par RNAi amortissant le mécanisme. Ce mécanisme se nomme comme transitivité.

RNAs de intervention simple portant (en amont/en aval) la séquence complémentaire d'homologie de site d'objectif sused pour démolir l'objectif. Dans ce mécanisme, le rôle de RdRP est indispensable. Dans RNAi, la dérivation du siRNA indique les deux destins : elle peut être transformée dans le holo-microprocesseur RISC qui peut être utilisé pour la destruction de l'ARNm visé, ou peut aider le procédé d'amplification par le rétablissement secondaire de siRNA.

RNA interference (RNAi): by Nature Video

Crédit : vidéo de nature/Youtube.com

Utilisations de RNAi

L'ARN de intervention simple produit par le mécanisme de RNAi agit en tant que mécanisme intracellulaire de protection contre les virus de envahissement. Dans le laboratoire, les chercheurs utilisent cette méthode pour bloquer la synthèse des protéines des gènes cibles. Il est simple et facile de synthétiser et concevoir un siRNA qui grippe à l'ARNm complémentaire.

Les chercheurs emploient actuel le siRNA pour développer des traitements pour les maladies humaines qui pourraient être évitées par l'amortissement de gène. Le mécanisme de RNAi agit également en tant que puissant outil pour que les études biochimiques recensent des fonctionnements de protéine dans maladies variées.

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Last Updated: Feb 26, 2019

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