Obecné informace:
• nedávno objasněný proces, kterým je regulována transkripce a vnitrobuněčná exprese genu
• v tomto molekulárně biologickém procesu učité fragmenty dvoušroubovicové RNA (dsRNA) interferují s exprimovanými geny
• předtím, než byla RNAi dobře charakterizována, byl jev pojmenováván jinými jmény, ( včetně názvů: posttranskripční genový silencing (PTGS), genový silencing nebo prostě gene silencing)
• poté, co byl fenomén popsán na molekulární úrovni, je zřejmé, že RNA interference je významnou formou posttranskripčního genového silencingu, při které dvoušroubovice RNA indukuje degradaci homologních transkriptů
• tím je napodoben účinek případné ztráty funkce genu nebo snížení jeho aktivity, ve výsledku tedy RNAi utišuje aktivitu onoho genu
Historie:
• v rostlinách bylo používání dvoušroubovicové RNA, nazývané antisense mRNA, pro redukci genové exprese odpovídajícího genu, běžné a známé již mnoho let
• teprve popsání fenoménu RNAi u hlístice Caenorhabditis elegans (háďátko obecné) znamenalo skutečnou revoluci v molekulární biologii
• v roce 2006 proto získali Andrew Z. Fire a Craig C. Mello za tento objev Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství .
Jak to funguje:
• eukaryotní organismy se musí bránit proti cizorodé RNA,zejména RNA virů. Vyvinuly proto obranný systém, který je zaměřený zejména proti dvouvláknové RNA (dsRNA)
• u savců se z počátku experimenty nedařily, protože cizí RNA vyvolává nežádoucí produkci interferonu. V roce 2002 se podařilo vyvinout metodu, která eliminuje biologickou odpověď savců na dsRNA. U všech eukaryotních organismů existuje korekturní systém pro mRNA (mRNA surveillance systém). Hlídá se, zda se nevyskytuje stop kodon v rámci čtecího rámce (in-frame). Mechanismus je založen na detekci spojení exon-exon.
• RNAi se zdá být vysoce účinným a specifickým procesem, který je aktivně vykonáván určitým buněčným mechanismem
• RNA je degradována RNA nukleázou a RNA helikázou na krátké fragmenty (21 nukleotidů). Krátké fragmenty zůstanou spojené s nukleázou a pomáhají najít další poškozen mRNA (dsRNA mediated RNA interference).
• přítomná dsRNA je rozpoznána enzymem Dicer, který ji pak rozštěpí na krátké části molekul RNA - siRNA, které jsou charakteristické přesahem dva nukleotidy dlouhými úseky na 3´konci
• u červů, hmyzu a savců siRNA může vytvářet ribonukleoproteinový komplex zvaný RISC (RNAi silencing complex) - RISC nejprve zůsobí rozdělení krátké dvoušroubovice siRNA na jednotlivá vlákna a s jedním z vláken (s tím, k němuž zůstane navázán) se sekvenčně specificky naváže na cílovou mRNA - Součástí komplexu RISC je nukleáza zvaná Slicer, která po tomto navázání komplexu RISC, cílovou mRNA rozštěpí (zhruba uprostřed komplementárního úseku). Takto rozštěpená mRNA je jinými buněčnými mechanismy již rozpoznána jako poškozená a je odbourána.
• životní cyklus mnoha virů zahrnuje fázi kdy je přítomná dvoušroubovicová RNA, takže je velmi pravděpodobné, že mechanismus RNAi je součástí obranného mechanismu před těmito viry
• od znalosti fenoménu RNAi a jeho budoucího praktického používání si lékaři slibují významné pokroky v léčení dosud neléčitelných onemocnění, již na molekulární bázi. Šlo by obdobu genové terapie, při které by však nehrozilo trvalé změnění DNA pacienta (mnozí pacienti se takové představy totiž děsí), ale exprese nechtěného genu by byla znemožněna v následující fázi. Výsledky prvních testů na myších jsou slibné.
Žádné komentáře:
Okomentovat