siRNA, wat staat voor klein interfererend ribonucleïnezuur, is een klasse van dubbelstrengige RNA-moleculen. Het staat soms bekend als kort interfererend RNA of silencing RNA.
Klein interfererend RNA (siRNA) zijn kleine stukjes dubbelstrengs (ds) RNA, meestal ongeveer 21 nucleotiden lang, met 3 '(uitgesproken drie-prime) overhangen (twee nucleotiden) aan elk uiteinde dat kan worden gebruikt om de vertaling van eiwitten te "verstoren" door zich te binden aan en de afbraak van boodschapper-RNA (mRNA) op specifieke wijze te bevorderen opeenvolgingen.
siRNA-functie
Voordat je duikt in wat siRNA precies is (niet te verwarren met miRNA), is het belangrijk om de functie van RNA's te kennen. Ribonucleïnezuur (RNA) is een in alles aanwezig nucleïnezuur levende cellen en fungeert als een boodschapper die instructies van DNA draagt voor het regelen van de synthese van eiwitten.
Bij virussen kunnen RNA en DNA informatie bevatten.
Daarbij voorkomen siRNA's de productie van specifieke eiwitten op basis van de nucleotidesequenties van hun overeenkomstige mRNA. Het proces wordt RNA-interferentie (RNAi) genoemd en kan ook siRNA-uitschakeling of siRNA-knockdown worden genoemd.
Waar ze vandaan komen
Algemeen wordt aangenomen dat siRNA afkomstig is van langere strengen van exogene groei of afkomstig is van buiten een organisme (RNA dat wordt opgenomen door de cel en verder wordt verwerkt).
Het RNA komt vaak vandaan vectoren, zoals virussen of transposons (een gen dat van positie kan veranderen binnen een genoom). Deze blijken een rol te spelen bij antivirale verdediging, afbraak van overgeproduceerd mRNA of mRNA waarvoor de vertaling is afgebroken, of het voorkomen van verstoring van genomisch DNA door transposons.
Elke siRNA-streng heeft een 5 '(vijf-prime) fosfaatgroep en een 3' hydroxyl (OH) -groep. Ze worden geproduceerd uit dsRNA of RNA met haarspeldlus, dat na binnenkomst in een cel wordt gesplitst door een RNase III-achtig enzym, Dicer genaamd, met RNase of restrictie-enzymen.
Het siRNA wordt vervolgens opgenomen in een eiwitcomplex met meerdere subeenheden dat RNAi-geïnduceerd silencing complex (RISC) wordt genoemd. RISC "zoekt" een geschikt mRNA voor het doelwit, waar het siRNA vervolgens tot rust komt en, naar wordt aangenomen, het antisense streng leidt afbraak van de complementaire streng van mRNA, met behulp van een combinatie van endo- en exonuclease enzymen.
Medisch en therapeutisch gebruik
Wanneer een zoogdiercel wordt geconfronteerd met een dubbelstrengs RNA zoals een siRNA, kan het deze als een viraal bijproduct aanzien en een immuunreactie initiëren. Bovendien kan de introductie van een siRNA onbedoelde off-targeting veroorzaken, waarbij ook andere niet-bedreigende eiwitten kunnen worden aangevallen en uitgeschakeld.
Te veel siRNA in het lichaam introduceren kan leiden tot niet-specifieke gebeurtenissen als gevolg van een aangeboren immuunrespons activering, maar gezien het vermogen om elk gen van interesse te verslaan, hebben siRNA's de potentie voor velen therapeutisch gebruik.
Veel ziekten kunnen mogelijk worden behandeld door genexpressie te remmen, door siRNA's chemisch te modificeren om hun therapeutische eigenschappen te verbeteren. Enkele eigenschappen die kunnen worden verbeterd zijn:
- Verbeterde activiteit
- Verhoogde serumstabiliteit en minder off-targets
- Verminderde immunologische activering
Daarom is het ontwerp van synthetisch siRNA voor therapeutisch gebruik een populair doel geworden van veel biofarmaceutische bedrijven.
Een gedetailleerde database van al dergelijke chemische modificaties wordt handmatig beheerd op siRNAmod, een handmatig samengestelde database van experimenteel gevalideerde chemisch gemodificeerde siRNA's.