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Meccanismo di RNAi

Da Jeyashree Sundaram, MBA

L'interferenza del RNA (RNAi) è un trattamento biologico che inibisce l'espressione dei geni dell'obiettivo nelle celle degli animali, delle piante e dei funghi e quindi, ricercatori chiama questo fare tacere trattato del gene.

Credito: ibreakstock/Shutterstock.com

RNAi principalmente è osservato in celle eucariotiche, in cui il RNA a doppia elica (dsRNA) è usato per (RNA livellato) fare tacere trascrizionale (gene livellato) e post-trascrizionale del gene. Fare tacere del gene impedisce la sintesi delle proteine e contribuisce ad impedire i cancri, le infezioni virali e le malattie neurodegenerative.

Funzioni di RNAi

L'interferenza del RNA ha luogo quando un dsRNA lungo è introdotto artificialmente o naturalmente nella cella.

Il dsRNA è fenduto nei piccoli frammenti di RNA quale microRNA (miRNA) e di RNA d'interferenza semplice (siRNA) da Dicer; un enzima del endoribonuclease che è basato sull'origine lunga del dsRNA e può essere sia esogeno che endogeno.

RNAs a doppia elica può essere prodotto dal RNA polimerasi RNA-dipendente (RdRP), trascrizione bidirezionale che comprende gli elementi commutabili, o artificialmente in laboratorio.

Il trattamento del gene che fa tacere con RNAi ha luogo in due fasi.

Fase uno: inizio

La fase di inizio comprende la generazione di siRNA che poi è elaborato dal tipo l'endonucleasi Dicer di III.

Ci sono due tipi di enzimi della RNAsi III (Dicer);  Dicer-1, o Dcr-1/Loquacious-PB (Loqs) e Dicer-2, o Dcr-2/R2D2. Sebbene Dcr-1 e Dcr-2 mostrino le caratteristiche differenti quali le specifiche del substrato ed i requisiti del trifosfato di adenosina, sono strutturalmente omologhi.

miRNA

Dicer-1 non conta sull'adenosintrifosfato (ATP) per la sua funzione e sul itsaffinity verso il precursore del miRNA. Usa il partner della proteina per legare il dsRNA.

In drosofila, Dcr-1 è trovato per interagire con il dominio obbligatorio del dsRNA (dsRBD) all'interno di una proteina chiamata Loqs. Gli studi di depurazione di Immunoaffinity hanno indicato che la proteina di Loqs presenta nei grilletti complessi di trattamento funzionale del miRNA del precursore e dirige l'attività particolare quel miRNA di trattamenti.

Questi risultati piombo ad espressione genica miRNA-regolamentata, che è dovuto la mediazione della biogenesi del miRNA da Loqs.

Il gene di Loqs codifica tre dsRBDs che possono produrre due tipi di proteine; PA e PB. È stato osservato che il PB migliora l'affinità Dcr-1 verso il precursore di miRNA.

siRNA

Al contrario, Dicer-2 è Trifosfato di adenosina-dipendente. Egualmente mostra la specificità del substrato verso dsRNA.

La struttura di Dcr-2 è analoga a Dcr-1 ed egualmente richiede una proteina obbligatoria del dsRNA. Questa proteina è R2D2, che funziona congiuntamente all'enzima particolare della RNAsi e piombo alla generazione di complesso heterodimeric.

Rispetto alla proteina obbligatoria di Loq, R2D2 si compone soltanto dei domini obbligatori di un dsRNA. Il dominio obbligatorio di R2D2 interagisce con il dsRNA lungo ma non può gestire l'attività della generazione del siRNA di Dicer-2. Questi risultati indicano che sia i domini obbligatori del dsRNA di R2D2 che Dcr-2 sono essenziali per il complesso R2D2/Dcr-2 per caricare e il siRNA di legatura in si-RNA indotto facendo tacere il complesso (siRISC).

Fase due: la fase dell'effettore

La seconda tappa del meccanismo di RNAi comprende l'incorporazione del filo della guida (duplex di siRNA e di miRNA). I fili della guida sono duplex del singolo filo del miRNA e del siRNA e sono integrati nei complessi del effecter che sono compresi nel fare tacere del RNA. Questi complessi del effecter comprendono dall'l'inizio indotto da RNA fare tacere trascrizionale del gene (RITS) o dal del complesso facente tacere indotto da RNA (RISC).

RISC

Il RISC è compreso le proteine di PPD (le proteine del dominio di PAZ PIWI).  PIWI è composto di 300 amminoacidi ed è posizionato al C-terminale, mentre PAZ comprende soltanto 100 amminoacidi e centralmente è situata nel complesso della proteina.

Ago2 e il hAgo 2 sono le proteine di PPD in questione nel fare tacere siRNA-mediato nei nematodi (elegans del C.), nell'arthropoda e nel chordata. Queste proteine sono efficienti nel realizzare la fenditura siRNA-mediata del m.-RNA.

La ricerca ha indicato che una piccola variazione nella struttura del siRNA pregiudica la determinazione del filo guida complesso di RISC e conclude che l'enzima che governa l'installazione di RISC sceglie il filo del siRNA che è incorporato nel RISC secondo la sua struttura.

Uno stimolo delicato è sufficiente per il gene specifico che fa tacere nell'intero organismo, che denota che l'intensità del segnale può essere ampliata con RNAi che fa tacere il meccanismo. Questo meccanismo è definito come transitività.

RNAs d'interferenza semplice che sopporta (a monte/a valle) la sequenza supplementare dell'omologia del sito dell'obiettivo sused per demolire l'obiettivo. In questo meccanismo, il ruolo di RdRP è vitale. In RNAi, la derivazione di siRNA denota i due destini: può essere trasformata nel holo-RISC che può essere utilizzato per la distruzione del mRNA mirato a, o può assistere il trattamento di amplificazione tramite la generazione secondaria del siRNA.

RNA interference (RNAi): by Nature Video

Credito: video/Youtube.com della natura

Usi di RNAi

Il RNA d'interferenza semplice prodotto attraverso il meccanismo di RNAi funge da meccanismo intracellulare della protezione contro i virus d'invasione. In laboratorio, i ricercatori utilizzano questo metodo per bloccare la sintesi delle proteine dai geni dell'obiettivo. È semplice e facile da sintetizzare e progettare un siRNA che lega al mRNA complementare.

I ricercatori corrente stanno usando il siRNA per sviluppare le terapie per le malattie umane che potrebbero essere impedite facendo tacere del gene. Il meccanismo di RNAi egualmente funge da strumento potente affinchè gli studi biochimici identifichi le funzioni della proteina in varie malattie.

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Last Updated: Feb 26, 2019

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