Un regard sur les petits ARN interférents et leurs utilisations dans la recherche en génétique moléculaire
siRNA, qui signifie petit interférant acide ribonucléique, est une classe de molécules d'ARN double brin. Il est parfois connu comme ARN interférent court ou ARN silencing.
Avant de plonger dans ce qui est exactement siRNA, il est important de connaître la fonction des ARN. L'acide ribonucléique (ARN) est un acide nucléique présent dans toutes les cellules vivantes et agit comme un messager transportant des instructions de l'ADN pour contrôler la synthèse des protéines (note: dans certains virus, l'ARN porte plutôt l'information génétique).
Les petits ARN interférents (siRNA) sont de petits fragments d'ARN double brin (ds), habituellement d'environ 21 nucléotides, avec des surplombs de 3 '(2 nucléotides) à chaque extrémité qui peuvent être utilisés pour "interférer" avec la traduction des protéines par liaison à et favorisant la dégradation de l'ARN messager (ARNm) à des séquences spécifiques.
Ce faisant, le siRNA empêche la production de protéines spécifiques à partir des séquences nucléotidiques de leur ARNm correspondant. Le processus est appelé interférence ARN (ARNi), et peut également être appelé silencing siRNA ou knockdown siRNA.
D'où ils viennent
les ARNsi sont généralement considérés comme provenant de plus longs brins de croissance exogène ou provenant de l'extérieur d'un organisme) ARN qui est absorbé par la cellule et subit un traitement ultérieur.
L'ARN provient souvent de vecteurs , comme les virus ou les transposons, et joue un rôle dans la défense antivirale, la dégradation de l'ARNm ou ARNm surproduit dont la traduction a été interrompue et la prévention de la rupture de l'ADN génomique par les transposons.
Chaque brin de siRNA a un groupe phosphate en 5 'et un groupe hydroxyle en 3' (OH). Ils sont produits à partir de l'ARNdb ou de l'ARN en boucle en épingle à cheveux qui, après être entré dans une cellule, est séparé par une enzyme de type RNase III, appelée Dicer , en utilisant la RNase ou des enzymes de restriction . Le siRNA est ensuite incorporé dans un complexe protéique à sous-unités multiples appelé RNAi-induced silencing complex (RISC).
RISC "cherche" un ARNm cible approprié, où le siRNA se déroule alors et, on pense, le brin anti-sens dirige la dégradation du brin complémentaire de l'ARNm, en utilisant une combinaison d'enzymes endo- et exonucléase.
Utilisations médicales et thérapeutiques
Quand une cellule de mammifère est confrontée à un ARN double brin tel qu'un siRNA, elle peut le confondre avec un sous-produit viral et initier une réponse immunitaire. De plus, l'introduction d'un siRNA peut provoquer un ciblage involontaire lorsque d'autres protéines non menaçantes peuvent également être attaquées et assommées.
Introduire trop de siRNA dans le corps peut entraîner des événements non spécifiques dus à l'activation des réponses immunitaires innées, mais étant donné la capacité de battre n'importe quel gène d'intérêt, les siRNA ont le potentiel pour de nombreux usages thérapeutiques.
En modifiant chimiquement les siRNA pour améliorer leurs propriétés thérapeutiques telles que:
- activité améliorée
- stabilité accrue du sérum et moins de contre-objectifs
- diminution de l'activation immunologique
De nombreuses maladies peuvent potentiellement être traitées en inhibant l'expression des gènes. Par conséquent, la conception de siRNA synthétique pour des utilisations thérapeutiques est devenue un objectif populaire de nombreuses sociétés biopharmaceutiques.
Une base de données détaillée de toutes ces modifications chimiques est organisée manuellement à siRNAmod, une base de données manuellement organisée de siRNA chimiquement modifiés validés expérimentalement.
Sources:
Tsai, CS Biomacromolecules: Introduction à la structure, la fonction et l'informatique. Wiley-Liss, 2007.
Whitehead, KA; Dahlman, JE; Langer, RS; Anderson, DG (2011). "Silencing ou Stimulation? Livraison de SiRNA et le système immunitaire". Revue annuelle de génie chimique et biomoléculaire 2 : 77-96.
Alekseev OM, RT Richardson, Alekseev O, O'Rand MG (2009). "Analyse des profils d'expression génique dans les cellules HeLa en réponse à la surexpression ou appauvrissement médiée par siRNA de NASP". Biologie de la Reproduction et Endocrinologie: 45.