SiRNA

De Viquipèdia

L'siRNA (de l'anglès, small interfering RNA, petit ARN d'interferència), és una seqüència d'uns 20-25 nucleòtids d'ARN que juga una varietat de papers en biologia. El més notable és el mecanisme d'intereferència (ARNi) on l'siRNA interefereix l'expressió d'un gen específic. Tot i que que l'article s'estén llargament en els mecanismes de l'ARNi de l'siRNA, cal fer notar que aquest té papers adicionals com per exemple com a un mecanisme antiviral o en adoptar la forma estructural de la cromatina del genoma; la complexitat d'aquests mecanismes estan tot just essent elucidats. Els siRNA varen ser descoberts primerament per el grup d'en David Baulcombe a Norwich, Anglaterra, com a part d'un gen silenaciador post transcripcional (PTGS) en plantes [1]. Poc després d'això, el 2001, els si RNA es van mostrar capaços d'induir el sistema de l'ARNi en cèl·lules de mamífer (Thomas Tuschl et Al. [2]). Aquest descobriment va portar a un gran interès en l'investigació biomèdica de l'ARNi com a fàrmac o vacuna.

Taula de continguts 1 Estructura 2 Inducció de l'ARNi fent servir l'siRNA o els seus precursors biosintètics 2.1 Desafiaments: Evitar els efectes no específics 2.2 Immunitat innata 2.3 Noqueig no específic 3 Referències 4 Enllaços externs

[edita] Estructura

Els siRNA tenen una estructura ben definida: una seqüència bicatenària (normalment 21-nt) d'ARN (dsRNA) amb 2-nt 3' sobresortint en els extrems:

Cada catenària té un grup 5' fosfat i un grup 3' hidroxil (-OH). Aquesta estructura és el resultat del processament de la Dicer, un enzim que converteix tant els llargs dsRNA com els bucles de l'ARN en siRNA[3]. L'siRNA pot ser introduit exòniament (artificialment) en les cèl·lules per diversos mètodes de transfecció per causar la inactivació específica d'un gen d'interès. Essencialment qualsevol gen de seqüència coneguda pot ser noquejat contruint un siRNA específic basant-se en la seqüència complementària a la transcrita. Això ha convertit els siRNA en una eina important per regular la funció gènica en l'era post genoma.

[edita] Inducció de l'ARNi fent servir l'siRNA o els seus precursors biosintètics

La transfecció d'un siRNA exogen pot ser problemàtic, degut a què l'efecte noquejador només és transitori, particularment en les cèl·lules en divisió ràpida. Una manera de superar aquest problema pot ser inserir-lo en un vector per exemple un plasmidi, que l'expressi. Aquests cassets de transcripció solen fer ús del promotor de la polimerasa III de l'ARN (p.ex. U6 o H1), que sol regir la transcripció de petits ARN nuclears (snRNA) (l'U6 està relacionada amb l'empalmament genètic; l'H1 és el component RNasa de la RNasa humana P). S'assumeix (tot i no saber-se amb certesa) que l'siRNA resultant és processat per la Dicer.

[edita] Desafiaments: Evitar els efectes no específics

L'ARNi interfereix amb altres mecanismes metabòlics, de manera que no és sorprenent que en ocasions la introducció experimental de siRNA comporti efectes no específics. Quan una cèl·lula de mamífer troba una cadena doble d'ARN com l'siRNA, pot prendre-la com un producte víric i activar la resposta immunitària. A més, com que els microARN modulen l'expressió genètica via la complementació incompleta amb ARNm diana, es pot donar el noqueig de seqüències poc específiques.

[edita] Immunitat innata

La introducció de massa siRNA pot portar a l'acció de mecanismes no específics degut a l'activació de la reposta immunitària innata. Molts articles suggereixen que això és segurament degut a l'activació del sensor PKR de dsRNA, tot i que també hi podria estar implicat el Gen I induïble d'àcid retionic (RIG-I). Un mètode prometedor per reduir els efectes no específics és per convertir l'siRNA en microARN. Els microRNA actuen de manera natural en l'organisme, i imitant aquest mecanisme endogen hauria de ser possible assolir un noqueig genètic similar però en concentracions comparativament menors a les del siRNA que es fan servir actualment. Això reduiria els efectes no específics.

[edita] Noqueig no específic

El noqueig no específic és un altre desafiament per a l'ús de l'siRNA com a eina de knock-down. Els gens amb una complementarietat incompleta inactiven parcialment i inadvertida gens, (actua com a un miRNA), conduint a problemes en la interpretació de dades i a una toxicitat potencial. Tanmateix, això pot ser parcialment corregit dissenyant experiments de control apropiats, i actualment s'estan desenvolupant algorismes dissenyadors d'siRNA capaços d'esvitar el noqueig no específic. Amb la tecnologia dels microarrays es pot després verificar si hi ha cap producte de l'expressió del genoma amb la que hibridi inespecificament, informació que és feta servir després per refinar els algorismes.

[edita] Referències

Rerefons general:

• Unlocking the potential of the human genome with RNA interference - a good introductory review article
• Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans - the original paper by Fire et. al. describing RNAi
• RNA interference is mediated by 21- and 22-nucleotide RNAs
• RNAi: Double-Stranded RNA Directs the ATP-Dependent Cleavage of mRNA at 21 to 23 Nucleotide Intervals

Efectes no específics:

• siRNA binding proteins of microglial cells: PKR is an unanticipated ligand
• Synthetic dsRNA Dicer substrates enhance RNAi potency and efficacy
• RNA interference and double-stranded-RNA-activated pathways
• Determinants of interferon-stimulated gene induction by RNAi vectors
• Activation of the interferon system by short-interfering RNAs
• 3' UTR seed matches, but not overall identity, are associated with RNAi off-targets

[edita] Enllaços externs

• Primera descripció de l'siRNA (1999).
• siDirect: una base de dades i programari en línia per calcular les seqüències d'siRNA
• Article descrivint l'siDirect
• Article descrivint l'efectivitat de l'siDirect
• HuSiDa: Base de dades d'siRNA humans
• siRNAdb: base de dades de seqüències d'siRNA
• miRacle: eina per a la predicció de dianes d'siRNA i microRNA fent servir un algorisme que incorpora l'estructura secundària de l'ARN
• siRNA Resources: articles d'alt impacte en la recerca