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Mecanismo de RNAi

Por Jeyashree Sundaram, MBA

La interferencia del ARN (RNAi) es un proceso biológico que inhibe la expresión de los genes del objetivo en las células de animales, de instalaciones, y de hongos, y por lo tanto, los investigadores llama este imponer silencio de proceso del gen.

Haber: ibreakstock/Shutterstock.com

RNAi se observa sobre todo en las células eucarióticas, donde el ARN trenzado doble (dsRNA) se utiliza para (ARN nivelado) imponer silencio transcriptivo (gen nivelado) y poste-transcriptivo del gen. El imponer silencio del gen previene síntesis de la proteína, y ayuda a prevenir cánceres, infecciones virales, y enfermedades neurodegenerative.

Funciones de RNAi

La interferencia del ARN ocurre cuando un dsRNA largo se introduce artificial o naturalmente en la célula.

El dsRNA es hendido en pequeños fragmentos del ARN tales como microRNA (miRNA) y del ARN de interferencia simple (siRNA) por Dicer; una enzima de la endorribonucleasa que se basa en el origen largo del dsRNA y puede ser exógena y endógena.

Duplique RNAs trenzado puede ser producido por la polimerasa de ARN ARN-relacionada (RdRP), transcripción bidireccional que implica elementos transposable, o artificial en el laboratorio.

El proceso del gen que impone silencio con RNAi ocurre en dos escenarios.

Escenario uno: lanzamiento

El escenario del lanzamiento implica la generación de siRNA que entonces sea tramitado por el tipo endonuclease Dicer de III.

Hay dos tipos de enzimas de la ARNasa III (Dicer);  Dicer-1, o Dcr-1/Loquacious-PB (Loqs), y Dicer-2, o Dcr-2/R2D2. Aunque Dcr-1 y Dcr-2 muestren diversas características tales como pliegos de condiciones del substrato y requisitos del ATP, son estructural homólogos.

miRNA

Dicer-1 no confía en el trifosfato de adenosina (ATP) para su función y el itsaffinity hacia el precursor del miRNA. Utiliza al socio de la proteína para atar el dsRNA.

En Drosophila, Dcr-1 se encuentra para obrar recíprocamente con el dominio obligatorio del dsRNA (dsRBD) dentro de una proteína llamada Loqs. Los estudios de la purificación de Immunoaffinity han mostrado que la proteína de Loqs presenta en los gatillos complejos de tramitación funcionales del miRNA del precursor y dirigen la actividad determinada ese miRNA de los procesos.

Estos resultados llevan a la expresión génica miRNA-regulada, que es debido a la mediación de la biogénesis del miRNA por Loqs.

El gen de Loqs codifica tres dsRBDs que puedan producir dos tipos de proteínas; PA y PB. Se ha observado que el PB aumenta la afinidad Dcr-1 hacia el precursor del miRNA.

siRNA

En cambio, Dicer-2 es ATP-relacionado. También muestra especificidad del substrato hacia dsRNA.

La estructura de Dcr-2 es análoga a Dcr-1, y también requiere una proteína obligatoria del dsRNA. Esta proteína es R2D2, que funciona conjuntamente con la enzima determinada de la ARNasa y lleva a la generación de complejo heterodimeric.

Comparado con la proteína obligatoria de Loq, R2D2 se compone solamente de dominios obligatorios de un dsRNA. El dominio obligatorio de R2D2 obra recíprocamente con el dsRNA largo pero no puede controlar la actividad de la generación del siRNA de Dicer-2. Estos resultados muestran que los dominios obligatorios del dsRNA de R2D2 y Dcr-2 son esenciales para el complejo R2D2/Dcr-2 de cargar y el siRNA del lazo en el si-ARN inducido imponiendo silencio al complejo (siRISC).

Escenario dos: el escenario del determinante

El segundo escenario del mecanismo de RNAi implica la incorporación del cabo de la guía (duplex del siRNA y del miRNA). Los cabos de la guía son duplex del único cabo del miRNA y del siRNA, y son integrados en los complejos del effecter que están implicados en imponer silencio del ARN. Estos complejos del effecter incluyen el lanzamiento ARN-inducido de imponer silencio transcriptivo del gen (RITS) o del complejo que impone silencio ARN-inducido (RISC).

RISC

El RISC se comprende de las proteínas de PPD (las proteínas del dominio de PAZ PIWI).  PIWI se compone de 300 aminoácidos y se coloca en la C-terminal, mientras que PAZ comprende solamente 100 aminoácidos y centralmente está situado en el complejo de la proteína.

Ago2 y el hAgo 2 son las proteínas de PPD implicadas en imponer silencio siRNA-mediado en los nematodos (elegans de la C.), los artrópodos, y chordata. Estas proteínas son eficientes en la ejecución de hendidura siRNA-mediada del m-ARN.

La investigación ha indicado que una pequeña variación en la estructura del siRNA afecta a la determinación conducida complejo del cabo del RISC, y concluye que la enzima que regula al montaje del RISC elige el cabo del siRNA que se incorpora en el RISC dependiendo de su estructura.

Un estímulo suave es suficiente para el gen específico que impone silencio en el organismo entero, que denota que la intensidad de la señal se puede amplificar con RNAi que impone silencio al mecanismo. Este mecanismo se llama como transitividad.

RNAs de interferencia simple que soportaba (aguas arriba/río abajo) serie adicional de la homología del sitio del objetivo sused para demoler el objetivo. En este mecanismo, el papel de RdRP es vital. En RNAi, la derivación del siRNA denota los dos destinos: puede ser transformada en el holo-RISC que se puede utilizar para la destrucción del mRNA apuntado, o puede ayudar al proceso de la amplificación por la generación secundaria del siRNA.

Haber: vídeo/Youtube.com de la naturaleza

Aplicaciones de RNAi

El ARN de interferencia simple producido a través del mecanismo de RNAi actúa como mecanismo intracelular de la protección contra virus invasores. En el laboratorio, los investigadores utilizan este método para cegar síntesis de la proteína de genes del objetivo. Es simple y fácil sintetizar y diseñar un siRNA que ate al mRNA complementario.

Los investigadores están utilizando actualmente el siRNA para desarrollar las terapias para las enfermedades humanas que podrían ser prevenidas imponiendo silencio del gen. El mecanismo de RNAi también actúa como herramienta potente para que los estudios bioquímicos determinen funciones de la proteína en diversas enfermedades.

Fuentes:

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Last Updated: Feb 26, 2019

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