Interferencja RNA (RNAi)
Interferencja RNA (RNAi) to proces wyciszania ekspresji genu za pomocą dwuniciowego RNA (dsRNA), który ma podobną sekwencję do mRNA genu. Mechanizm ten działa na trzech poziomach: degradacja mRNA, blokowanie translacji oraz indukcja epigenetycznego wyciszenia genu.
Rodzaje RNA i ich funkcje
- Małe interferujące RNA (siRNA): O długości 21-23 par zasad, wywołują degradację mRNA. SiRNA powstają z dsRNA, a ich mechanizm obronny prawdopodobnie rozwijał się w odpowiedzi na wirusy RNA.
- Mikro-RNA (miRNA): Kodowane przez genom, regulują translację mRNA. Nie mają 100% homologii do docelowego mRNA i biorą udział w negatywnej regulacji ekspresji genów.
Mechanizm działania
SiRNA powstają z dsRNA dzięki białku Dicer, natomiast miRNA transkrybowane są z DNA i przekształcane przez mikroprocesor. Odpowiedniej długości siRNA i miRNA wiążą się z kompleksem RISC, który kieruje je do mRNA. SiRNA idealnie komplementarne do mRNA prowadzą do jego degradacji, podczas gdy miRNA, z niższą homologicznością, blokują translację.
Historia odkrycia
Badania nad petunią
W 1990 roku Carolyn Napoli i współpracownicy odkryli zjawisko kosupresji podczas prób uzyskania ciemniejszych kwiatów petunii. Wprowadzenie dodatkowej kopii genu prowadziło do zmniejszenia poziomu mRNA i zahamowania syntezy barwnika, co zaskoczyło badaczy.
Badania nad C. elegans
W 1998 roku Andrew Z. Fire i Craig C. Mello zbadali C. elegans, wykazując, że wprowadzenie dsRNA wycisza ekspresję odpowiednich genów. Odkrycie, że dsRNA jest kluczowym elementem tego mechanizmu, prowadziło do nazwania zjawiska „interferencją RNA”. Za swoje badania naukowcy otrzymali Nagrodę Nobla w 2006 roku.
Znaczenie interferencji RNA
Interferencja RNA ma potencjał w terapii genowej, w tym w leczeniu chorób genetycznych i nowotworowych. Odkrycia w tej dziedzinie mogą przyczynić się do rozwoju nowych odmian roślin i zwierząt hodowlanych.
