Interferencja RNA
Nobel 2006 - Fire, Mello -> Zjaw. interferencji RNA (alias quelling, posttranskrypcyjne wyciszanie genów - dawne nazwy)
Polega ona na tym że wprowadzenie dwuniciowego mRNA do komórki blokuje obecne w komórce mRNA do niego komplementarne - regulacja transkrypcji m. in. u ssaków.
Sygnał startowy
wirusy roślinne (gł. RNA-wirusy z 2 niciowego RNA)
transpozony (w organizmach zwierzęcych interferencja je blokuje)
retrotranspozony -> odwr. transkryptaza -> RNA -> DNA -> i z DNA na RNA -> sygnał do interferencji
nieprawidłowy RNA - aberracyjny RNA (abRNA) - niedojrzały RNA np. z czapeczką lub ogonem poliA
Etapy
inicjacja
etap efektorowy
amplifikacja
transmisja
Inicjacja
Pojawiający się 2-niciowy RNA rozpoznawany przezenzym zw. Dicer („tasak”) - jest to poliRNA III, ma 2 domeny typu 3 (domena - odjednostka funkcjonalna), domenę wiążącą dsRNA, domenę helikazową, domenę PAZ (w jednych enzymach wiąże białka, w drugich RNA)
DICER tnie RNA na fragmenty długości 20-25 pz (zależnie od gatunku); powstaje siRNA (small interfering RNA) -> na każdym końcu 3' ma on 2 niesparowane nukleotydy
A1. U ssaków, w tym człowieka - po zadziałaniu DICERa nie wszystkie siRNA wiążą się z RISC. Część zostaje rozpleciona, a RdRp dosyntetyzowuje do pojedynczych nici komplementarne łańcuchy -> i proces zaczyna się od nowa
Etap efektorowy
siRNA łączy się z kompleksem białkowym RISC (RNA-induced silencing complex)
RISC - komponenty
białko adaptorowe z rodziny argonautów
helikaza
nukleaza (rybonukleaza) -> „slicer”
siRNA
Rodzina argonautów - białka filogenetycznie stare, odpowiadają za interferencję RNA; domeny PAZ (wiąże RNA) i PIWI (właściwości katalityczne)
Działanie kompleksu
rozplecenie podwójnego łańcucha
odcięcie łańcucha nonsensownego przez jego przyłączenie do RISC, dysocjację łańcucha sensownego
A2. U roślin do odciętego łańcucha sensownego dołącza się RNA-zależna polimeraza RNA (RdRp) i dosyntetyzowuje do niego drugą nić - powstaje dsRNA który idzie do DICERa i tak da capo al. fine.
Tak zmodyfikowany RISC (z łańcuchem nonsensownym) przeszukuje cytozol w poszukiwaniu komplementarnego mRNA. Jak go już dopadnie, wchodzi do akcji slicer - rozcina on mRNA dokładnie na pół przez co nie może się on związać z rybosomem.
Potem rybonukleazy tną taki mRNA na pojedyncze nukleotydy.
Amplifikacja -> patrz podpunkty A1 i A2
Transmisja
Prawdopodobnie fragmenty siRNA mogą być transportowane przez błony komórkowe do innych komórek, gdzie proces zaczyna się od początku.
Zastosowania
terapia genowa w przypadku chorób z nadmierną ekspresją genu
infekcje wirusowe -> grypa, polio, HIV, wirusy hepatotropowe: HBV, HCV
choroby neurodegeneracyjne: ch. Alzheimera, ch. Parkinsona, pląsawica Huntingtona (nieprawidłowe białko, huntingtonina)
onkologia -> ciągle szuka się genu wspólnego dla wszystkich nowotworów
choroby autoimmunizacyjne