siRNA: общие сведения
siRNA (small interfering RNA, Малая интерферирующая РНК, миРНК, лат inter — между и ferens — несущий) - один из двух основных классов низкомолекулярных РНК, существующий у растений, беспозвоночных и одноклеточных, который участвует в регуляции экспрессии генов с помощью механизма РНК-интерференции.Син.: короткая интерферирующая РНК.
siRNA представляет собой двухцепочечную РНК длиной около 20—24 п.н., формирующуюся из длинного двухцепочечного РНК-предшественника за счет вырезания специальной РНКазой. Взаимодействуя с комплементарной последовательностью мРНК, siRNA специфически ингибирует ее трансляцию по механизму РНК-интерференции . У человека найдено несколько сот генов (~1 % от всех генов), кодирующих siRNA. Многие siRNA закодированы в повторяющихся нуклеотидных последовательностях генома эукариот, напр., таких как транспозоны, и в вирусных геномах. Искусственно синтезированные siRNA могут быть использованы как для экспериментальных, так и для терапевтических целей (напр., для предотвращения размножения вируса). siRNA впервые обнаружили у растений А. Гамильтон и Д. Баулкомбе в 1999 г. В 2001 г. Т. Тушл (Т. Tuschl) с соавт. впервые показали возможность использования искусственно синтезированных siRNA для индукции РНК-интерференции в клетках.
Предполагается, что именно короткие РНК, образующиеся из длинных двухцепочечных РНК-дуплексов, являются активной формой сигнала для деградации мРНК при РНК-интерференции у животных и PTGS у растений.
Для обозначения таких молекул был предложен термин small interfering RNA (siRNA) или guide RNA (gRNA).
siRNA, образующиеся в результате процессинга двухцепочечной РНК, характеризуются присутствием 5`-концевого фосфата, 3`-концевой гидроксильный группы, а также выступающих 3'-концов размером в 2 нуклеотида и содержат в своем составе немодифицированные рибонуклеотиды помимо относительно небольшого количества дезаминированных остатков аденозина, образующихся, по-видимому, за счет активности двухцепочечной РНК-зависимой дезаминазы еще на стадии протяженного двухцепочечного РНК-дуплекса ( Elbashir et al., 2001b ; Zamore et al., 2000 ).
Источником siRNA могут быть вирусные инфекции, введенные в геном генетические конструкции, длинные шпильки в составе транскриптов и двунаправленная транскрипция мобильных генетических элементов. Предшественник siRNA представляет собой двухцепочечную РНК длиной около 20-22 п.н. с двумя неспаренными выступающими нуклеотидами на 3'-концах, формирующуюся из более длинного двухцепочечного РНК-предшественника за счет вырезания специальной РНКазой (см. Дайсер). Взаимодействуя с комплементарной нуклеотидной последовательностью мРНК, siRNA специфически ингибирует ее трансляцию по механизму РНК-интерференции. С помощью белкового RISC-комплекса, состоящего из эндонуклеазы Ago2 и вспомогательных белков (PACT и TRBP), siRNA способна распознавать мРНК и специфически вызывать её деградацию: разрез целевой мРНК всегда происходит точно в месте, комплементарном 10 и 11 н. антисмысловой цепи siRNA (посттранскрипционный сайленсинг гена). siRNA способны также подавлять транскрипцию генов, содержащих гомологичные ей нуклеотидные последовательности (транскрипционный сайленсинг гена). siRNA участвуют в регуляции экспрессии генов, в противовирусных реакциях и поддержании структуры хроматина. Появление в клетке вирусной РНК вызывает мощную амплификацию специфических siRNA на основе самой вирусной РНК, выступающей в роли молекулы-затравки. Кроме того, siRNA подавляют экспрессию различных мобильных генетических элементов, обеспечивая этим защиту и от эндогенных «инфекций». Мутации в генах RISC-комплекса часто ведут к повышению нестабильности генома из-за высокой активности мобильных генетических элементов. У цветковых растений и мхов обнаружены siRNA, которые кодируются собственными генами этих организмов и направляют разрезание мРНК других, негомологичных генов. По этой причине они названы транс-действующими siRNA (tasiRNAs). Искусственно синтезированные siRNA используют как для экспериментальных (см. Гена нокдаун), так и для терапевтических целей (напр., для предотвращения размножения вируса).
См. также МикроРНК.
Смотрите также:
