Interferencja RNA: Różnice pomiędzy wersjami

[[Plik:RNAi.jpg|thumb|right|350px|Schemat interferencji RNA - wyciszania ekspresji genów przez siRNA. Krótkie siRNA wiążą się z komplementarnym mRNA i z kompleksem białkowym RISC. Argonauta - białko wchodzące w skład RISC - przecina mRNA, uniemożliwiając jego translację<ref name="Robinson-2004">{{Cytuj pismo | nazwisko = Robinson | imię = R. [http| tytuł = RNAi Therapeutics://dx. How Likely, How Soon? | czasopismo = PLoS Biol | wolumin = 2 | numer = 1 | strony = E28 | rok = 2004 | doi.org/ = 10.1371/journal.pbio.0020028 PLOSbiology]| pmid = 14737201 }}</ref>.]]

Odpowiedniej długości miRNA i siRNA wiążą się z kompleksem białkowym o aktywności [[endorybonukleaza|endorybonukleazy]] zwanym [[RISC (genetyka)|RISC]] (ang. ''RNA-induced silencing complex'' – indukowany przez RNA kompleks wyciszający). Cząsteczki RNA rozwijają się, a następnie kierują kompleks RISC do komplementarnych cząsteczek mRNA. siRNA są idealnie komplementarne do mRNA i w takim przypadku jeden ze składników RISC – białko Argonauta – przecina cząsteczkę mRNA. Jeśli cząsteczki nie wykazują się 100% homologią, jak to jest w przypadku miRNA, mRNA ulega strawieniu przez endorybonukleazy, lub następuje represja [[translacja (genetyka)|translacji]] tego mRNA. U roślin miRNA charakteryzują się zwykle wyższą homologią do docelowej sekwencji i indukują przecinanie mRNA przez RISC, a u zwierząt homologia miRNA do docelowego genu jest niższa, przez co powodują one represję translacji docelowego mRNA <ref name="Saumet-2006">{{Cytuj pismo | nazwisko = Saumet | imię = A,. | nazwisko2 = Lecellier CH| (2006)imię2 = CH. "| tytuł = Anti-viral RNA silencing: do we look like plants?". | czasopismo = Retrovirology | wolumin = 3 (| numer = | strony = 3). [http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool| miesiąc =pubmed&pubmedid | rok =16409629 PMID2006 | doi = 10.1186/1742-4690-3-3 | pmid = 16409629] }}</ref>. Wydaje się, że represja translacyjna polega na blokowaniu inicjacji translacji przez miRNA. Związanie się miRNA z docelowym transkryptem nie pozwala na łączenie się podjednostek [[rybosom]]u na tym mRNA, zapewne za pomocą białka eIF6 <ref name="Chendrimada-2007">{{Cytuj pismo | autor=Chendrimada TP, Finn KJ, Ji X, Baillat D, Gregory RI, Liebhaber SA, Pasquinelli AE, Shiekhattar R. (2007)| tytuł = MicroRNA silencing through RISC recruitment of eIF6. | czasopismo = Nature [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db| wolumin =pubmed&cmd 447 | numer =Retrieve&dopt 7146 | strony =AbstractPlus&list_uids 823-8 | rok =17507929&query_hl 2007 | doi =5&itool=pubmed_docsum PMID:10.1038/nature05841 | pmid = 17507929] }}</ref>. Ponadto blokadzie inicjacji translacji ulegają tylko transkrypty, w których inicjacja translacji jest zależna od [[Czapeczka (genetyka)|czapeczki]], co sugeruje udział w tym mechanizmie [[czynniki inicjacji translacji|czynnika inicjacji translacji]] eIF4E, który wiąże czapeczkę <ref name="Jackson-2007">{{Cytuj pismo | nazwisko = Jackson | imię = RJ,. | nazwisko2 = Standart | imię2 = N. | tytuł = How do microRNAs regulate gene expression? | czasopismo = Sci STKE. 2007| Janwolumin = 2;2007( | numer = 367): | strony = re1. [http://www| rok = 2007 | doi = 10.ncbi.nlm.nih.gov/entrez1126/querystke.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=17200520&query_hl=3&itool=pubmed_DocSum3672007re1 PMID:| pmid = 17200520] }}</ref>.

Wszystko zaczęło się w [[1990]] roku na [[University of Arizona|Uniwersytecie Arizony]], gdzie grupa naukowców, w skład której wchodzili Carolyn Napoli, Christine Lemieux i Richard Jorgensen, planowała wyhodować odmianę [[petunia ogrodowa|petunii ogrodowej]] (''Petunia hybryda'') o kwiatach barwy ciemniejszej od odmiany pospolitej. Przeprowadzenie doświadczenia polegało na wprowadzeniu do komórek roślinnych dodatkowej kopii genu kodującego [[Enzymy|enzym]] syntazę chalonową odpowiedzialny za syntezę fioletowego barwnika. W wyniku doświadczenia otrzymali petunię o kwiatach barwy jaśniejszej od pospolitej odmiany, zawierających białe plamy. Uzyskano kwiaty o barwie białej lub o częściowo białych kwiatkach. Wprowadzenie dodatkowego genu nie prowadziło do wydajniejszej syntezy barwnika, ale spowodowało zahamowanie wytwarzania barwnika kwiatu. W niewytłumaczalny i niezrozumiały wówczas sposób doszło do zahamowania syntezy barwnika, po wcześniejszym dodaniu kopii genu dla enzymu, którego funkcją jest jego synteza. Chcąc rozwikłać tę zagadkę, badacze zmierzyli w komórce roślinnej petunii poziom mRNA genu, którego dodatkową kopię dodali. Okazało się, że poziom mRNA tego genu spadł, co z jednej strony było zaskoczeniem, a z drugiej tłumaczyło to efekt doświadczenia. Obserwowane zjawisko miało tendencję do rozprzestrzeniania się po całym organizmie rośliny. W jaki zatem sposób doszło do wyciszenia ekspresji genu po tym jak dodano jego dodatkową kopię? W komórkach rośliny istniał system wyciszający i powodujący wyłączenie genu. Naukowcy zaobserwowany proces wyciszania genu nazwali kosupresją. <ref name="Napoli-1990">{{Cytuj pismo | nazwisko = Napoli | imię = C., | nazwisko2 = Lemieux | imię2 = C., and| nazwisko3 = Jorgensen | imię3 = R. (1990)| tytuł = "Introduction of a chalconeChimeric synthaseChalcone geneSynthase Gene into Petunia resultsResults in reversibleReversible coCo-suppressionSuppression of homologousHomologous genesGenes ''in trans''". ''| czasopismo = Plant Cell'' '''| wolumin = 2''': | numer = 4 | strony = 279-289 | rok = 1990 | doi = 10.1105/tpc.2.4.279 | pmid = 12354959 }}</ref>.

Przez 8 lat zagadka pozostawała niewyjaśniona, zjawisko pozostawało tajemnicą, aż do 19 lutego [[1998]] roku. Wytłumaczenie przyszło, gdy kolejna grupa naukowców, pracująca nad [[nicienie]]m ''[[Caenorhabditis elegans]]'', odkryła, że wprowadzenie (iniekcja) dsRNA do komórek nicienia wycisza ekspresję genu, którego mRNA zawiera sekwencję komplementarną do wprowadzonego dsRNA czyli wywołuje taki sam efekt, co wprowadzenie do komórek roślinnych dodatkowych kopii danego genu, czyli powoduje wyciszenie tego genu. Okazało się, że oba zjawiska mają taki sam mechanizm, a sygnałem uruchamiającym wyciszanie są właśnie cząsteczki dwuniciowego RNA. Wyciszanie genów za pomocą dwuniciowych cząsteczek RNA czyli mechanizm, który może degradować mRNA dla specyficznego genu nazwano interferencją RNA. W ten sposób dowiedziano się, że dsRNA jest kluczowym obiektem w mechanizmie wyciszania ekspresji genów. Mechanizm jest włączany, gdy w komórce pojawia się nietypowe, dwuniciowe RNA. "Dziwne" dwuniciowe RNA tworzy zwykłe "sensowne" mRNA w połączeniu z komplementarnym "antysensownym" RNA (czyli pasującym i uzupełniającym do mRNA). [[Andrew Z. Fire]] i [[Craig C. Mello]] wraz z zespołem opublikowali swoje odkrycie na łamach czasopisma ''[[Nature]]''. <ref name="Fire-1998">{{Cytuj pismo | autor=[[Andrew Z. Fire|Andrew Fire]], S.Q. Xu, Mary K. Montgomery, Steven A. Kostas, Samuel E. Driver, [[Craig C. Mello]]:|tytuł ''[http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v391/n6669/full/391806a0_r.html Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in ''Caenorhabditis elegans'']''. w| czasopismo = ''[[Nature]]'' nr| wolumin = 391 z| 1998,numer Str.= 6669 | strony = 806-811,11 {{ISSN|0028-0836 rok = 1998 | doi = 10.1038/35888 | pmid = 9486653 }}</ref> i nazwali opisane zjawisko "interferencją RNA". Za to odkrycie [[Andrew Z. Fire]] i [[Craig C. Mello]] otrzymali w [[2006|2006 roku]] [[Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny|Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii]].

* Katarzyna Kuleszewicz. [http://www.biotechnolog.pl/news-319.htm ''Udział RNAi w wyciszaniu genów konkretnej tkanki, Katarzyna Kuleszewicz''], 16.01.2006]

* Anna Olszewska. [http://www.radio.com.pl/nauka/temattygodnia/default.asp?id=175 ''Strażnik genomu w służbie nauki, Aanna Olszewska''], 07.10.2005]

* M. Paprocka, M. Wołoszyńska. [http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2004/193.pdf ''Potranskrypcyjne wyciszanie genów u roślin, M. Paprocka, M. Wołoszyńska''], 2004]