РНК — интерференция

Фермент siRNA или microRNA. Эти процессированные РНК попадают в RNA-induced silencing complex (RISC), который разрушает mRNA и предотвращает трансляцию.^[1]

РНК-интерференция (RNAi) — это механизм подавления экспрессии гена, то есть проявления данного гена в организме в форме определенного признака на стадии трансляции, либо нарушение транскрипции определенных генов. Система РНК-интерференции противостоит вирусным РНК и транспозонам (при врожденных иммунологических реакциях), а также играет важную роль в регуляции развития организма, и поддержании целостности генома. Малые интерферирующие РНК (siRNA) — играют ключевую роль в процессе RNAi, так как имеют комплементарную последовательность молекуле мРНК, подвергающейся деградации. Специфические белки системы RNAi направляются при помощи siRNA (малых интерфирирующих РНК) к молекулам-мишеням мРНК (матричной РНК), и последние при этом разрезаются на части и далее не могут быть транслированы в белок.

Исторически РНК интерференция была известна и под другими названиями: включая "посттранскрипционный сайленсинг (глушение) гена" (posttranscriptional silencing), или "подавление". Только после того, как эти очевидно несвязанные процессы были исследованы, стало ясно, что все они описывали проявления RNAi. Позднее RNAi путали с "антисмысловым подавлением генной экспресии", которое не действует каталитически, а вместо этого закручивает в спираль однонитевые фрагменты РНК.

Механизм RNAi

Процесс RNAi инициируется ферментом нуклеотидов. Одна из двух цепей каждого получившегося фрагмента называется ведущей цепью (guide strand) и затем переходит в RISC (RNA-induced silencing complex) и затем связывается с комплементарными последовательностями.

Наиболее хорошо изученными последствиями этих событий является пост-транскрипционный сайленсинг генов. Это происходит когда ведущая цепь специфически связывается с молекулой мРНК и запускает разрезание белком

Другим последствием RNAi является эпигенетическое изменение экспрессии гена — модификация гистонов и метилирование ДНК, влияющие на уровень экспрессии генов.

Источник двуцепочечных РНК в клетке может быть различным: транскрипция с конаправленных промоторов, активность клеточной или вирусной РНК-зависимой РНК-полимеразы, самокомплементарные транскрипты, способные к внутримолекулярному спариванию и образованию шпилечных структур, а также искусственно введённые в клетку молекулы.

Открытие RNAi

Один из первых примеров РНК-интерференции был обнаружен при получении трансгенных растений петунии. Крайний слева цветок — дикий тип, два других цветка содержат трансген, РНК которого включает РНК-интерференцию и в результате подавляет выражение гена, ответственного за синтез пигмента

Явление РНК-интерференции впервые было обнаружено у нематоды Caenorhabditis elegans, которая отвечала на введение dsRNA репрессией специфического, гомологичного ей по нуклеотидной последовательности, гена. РНК-интерференция обнаружена почти во всех эукариотических организмах (за исключением почкующихся дрожжей Saccharomyces cerevisiae). Считается, что РНК-интерференция является защитным механизмом, предохраняющим клетку от РНК-вирусов и мобильных генетических элементов (транспозонов).

В 2006 году, Andrew Fire и Craig Mello (англ.) разделили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за работы в области РНК-интерференции на нематоде C. elegans, опубликованные в 1998 году ^[2].

Ссылки

1. ↑ Hammond S, Bernstein E, Beach D, Hannon G (2000). "An RNA-directed nuclease mediates post-transcriptional gene silencing in Drosophila cells". 404 (6775): 293–6. DOI:10.1038/35005107. PMID 10749213.
2. ↑ Fire A, Xu S, Montgomery M, Kostas S, Driver S, Mello C (1998). "Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans". Nature 391 (6669): 806–11. DOI:10.1038/35888. PMID 9486653.