Erfahren Sie mehr über siRNAs in der Molekularen Genetik

SiRNA, die für kleine interferierende Ribonukleinsäure steht, ist eine Klasse von doppelsträngigen RNA-Molekülen. Es ist manchmal als kurze interferierende RNA oder Silencing-RNA bekannt.

Bevor wir uns mit dem befassen, was genau siRNA ist, ist es wichtig, die Funktion von RNAs zu kennen. Ribonukleinsäure (RNA) ist eine Nukleinsäure, die in allen lebenden Zellen vorhanden ist und als ein Botenstoff dient, der Instruktionen von DNA zur Steuerung der Synthese von Proteinen enthält (Anmerkung: In einigen Viren trägt RNA statt DNA auch die genetische Information).

Kleine interferierende RNA (siRNA) sind kleine Stücke doppelsträngiger (ds) RNA, gewöhnlich etwa 21 Nukleotide lang, mit 3'-Überhängen (2 Nukleotide) an jedem Ende, die verwendet werden können, um interferieren mit der Translation von Proteinen, indem sie an spezifische Sequenzen binden und den Abbau von Boten-RNA (mRNA) fördern.

Dabei verhindert siRNA die Produktion spezifischer Proteine ​​auf Basis der Nukleotidsequenzen ihrer entsprechenden mRNA. Der Prozess wird RNA-Interferenz (RNAi) genannt und kann auch als siRNA-Silencing oder siRNA-Knockdown bezeichnet werden.

Woher sie kommen

Es wird allgemein angenommen, dass siRNA von längeren Strängen exogenen Wachstums stammt oder von außerhalb eines Organismus stammt) RNA, die von der Zelle aufgenommen und weiterverarbeitet wird.

Die RNA stammt oft von Vektoren, wie Viren oder Transposons, und es wurde gefunden, dass sie eine Rolle bei der antiviralen Abwehr, beim Abbau von überproduzierter mRNA oder mRNA, für die die Translation abgebrochen wurde, und bei der Prävention spielen. Störung der genomischen DNA durch Transposons.

Jeder siRNA-Strang hat eine 5'-Phosphatgruppe und eine 3'-Hydroxyl (OH) -Gruppe. Sie werden aus dsRNA oder Haarnadelschleifen-RNA hergestellt, die nach dem Eintritt in eine Zelle durch ein RNase III-ähnliches Enzym, genannt Dicer , unter Verwendung von RNase oder Restriktionsenzymen gespalten wird. Die siRNA wird dann in einen Multi-Untereinheit-Proteinkomplex namens RNAi-induced silencing complex (RISC) eingebaut.

RISC "sucht" eine geeignete Ziel-mRNA, wobei die siRNA dann abwickelt und, wie man glaubt, der Antisense-Strang den Abbau des komplementären mRNA-Strangs unter Verwendung einer Kombination von Endo- und Exonuclease-Enzymen steuert.

Medizinische und therapeutische Verwendungen

Wenn eine Säugetierzelle mit einer doppelsträngigen RNA wie einer siRNA konfrontiert wird, kann sie diese als virales Nebenprodukt missverstehen und eine Immunantwort auslösen. Zusätzlich kann das Einführen einer siRNA ein unbeabsichtigtes Off-Targeting verursachen, wenn andere nicht-bedrohliche Proteine ​​ebenfalls angegriffen und ausgeschlagen werden können.

Die Einführung von zu viel siRNA in den Körper kann aufgrund der Aktivierung von angeborenen Immunantworten zu unspezifischen Ereignissen führen. Da jedoch jedes interessierende Gen geschlagen werden kann, haben siRNAs das Potenzial für viele therapeutische Anwendungen.

Durch chemische Modifikation von siRNAs zur Verbesserung ihrer therapeutischen Eigenschaften wie:

• verstärkte Aktivität
• erhöhte Serumstabilität und weniger Off-Targets
• verminderte immunologische Aktivierung

Viele Krankheiten können potenziell durch Hemmung der Genexpression behandelt werden .. Daher ist das Design von synthetischer siRNA für therapeutische Zwecke ein beliebtes Ziel vieler biopharmazeutischer Unternehmen geworden.

Eine detaillierte Datenbank all dieser chemischen Modifikationen wird manuell bei siRNAmod, einer manuell kuratierten Datenbank von experimentell validierten chemisch modifizierten siRNAs, erstellt.

_Quellen:

_{Tsai, C. S. Biomakromoleküle: Einführung in Struktur, Funktion und Informatik. Wiley-Liss, 2007.}

_{Whitehead, K. A.; Dahlman, J.E. Langer, R. S.; Anderson, D.G. (2011) "Silencing oder Stimulation? SiRNA-Lieferung und das Immunsystem". Jahresbericht der chemischen und biomolekularen Technik 2 : 77-96.}

_{Alekseev OM, RT Richardson, Alekseev O, O'Rand MG (2009) "Analyse von Genexpressionsprofilen in HeLa-Zellen als Antwort auf Überexpression oder siRNA-vermittelte Depletion von NASP". Reproduktionsbiologie und Endokrinologie: 45.}