RNA-interference {4}

RNA interference (RNAi)

zkr. RNAi, mechanismus, jímž jsou v buňkách likvidovány dvouřetězcové molekuly RNA (double-stranded RNA, dsRNA). Předpokládá se, že tento mechanismus vznikl jako obrana buněk proti infekci virovou dsRNA; experimentálně může být dsRNA také do buňky vpravena mikroinjekcí, elektroporací apod. V současnosti se RNAi hojně využívá v genovém inženýrství k cílenému útlumu exprese studovaných genů (tzv. gene knockdown, gene silencing nebo RNA silencing); vychází se z poznatku, že řetězec RNA, který je komplementární k mRNA (viz antisense RNA), s ní může vytvořit dsRNA, mRNA je pak mechanismem RNAi likvidována a nemůže vstoupit do procesu translace.
Nejznámější mechanismus RNAi je následující: 1) dsRNA je rozštěpena specifickou endonukleasou zvanou DICER{EC 3.1.26.3}. Vznikají tak krátké dvouřetězcové oligonukleotidy obsahující 20 - 25 párů basí, zvané siRNA (short-interfering RNA). 2) siRNA se naváže na specifický proteinový komplex RISC (RNA-induced silencing complex), který řetězce oddělí od sebe a na jeden z nich naváže molekulu komplementární mRNA. 3) Takto vzniklý komplex vykazuje endonukleasovou aktivitu a je schopen navázanou mRNA rozštěpit (a znemožnit tak použít ji jako templát pro translaci). Fragmenty mRNA se odpojí a celý proces (od bodu 2) se může opakovat. Tímto způsobem může jedna molekula siRNA pomoci vyhledat a inaktivovat mnoho molekul určité mRNA. 4) Specifická RNA-dependentní-RNA-polymerasa, vyskytující se u všech eukaryot kromě hmyzu a savců, může využít jednotlivé řetězce siRNA, navázané na mRNA, jako primery a prodloužit dvouřetězcové úseky RNA. Ty se pak stanou substrátem pro DICER (viz bod 1) a cyklus se opakuje. Jedna molekula antisense RNA (nebo dsRNA) tak může způsobit likvidaci velkého počtu molekul mRNA.
Dalším typem antisense RNA, vyskytujícím se přirozeně v buňkách, je tzv. micro RNA (miRNA). Tyto molekuly jsou synthetisovány podle určitých nekódujících úseků DNA a podílejí se na potlačení exprese určitých genů. Obsahují vlásenkovité struktury, které připomínají dsRNA, a jsou proto štěpeny DICERem za vzniku siRNA, která se váže na RISC. Mohou zabránit translaci mRNA, která je k jednomu z řetězců komplementární. Za objev RNA-interference (tlumení exprese genů dvouřetězcovou RNA) získali roku 2006 A.Z.Fire a C.C.Mello Nobelovu cenu.
  Grafy souvislostí do úrovně:      I graf      II graf

Citujte jako:  KODÍČEK, M. RNA-interference. From Biochemické pojmy : výkladový slovník [online]. Praha: VŠCHT Praha, 2007. Available from www: <http://vydavatelstvi.vscht.cz/knihy/uid_es-002/ebook.html?p=rna-interference>