14.11:
RNA-interferentie
14.11:
RNA-interferentie
RNA-interferentie (RNAi) is een proces waarbij een klein niet-coderend RNA-molecuul de expressie van een gen blokkeert door zich te binden aan zijn messenger-RNA (mRNA) -transcript, waardoor wordt voorkomen dat het eiwit wordt getranslateerd.
Dit proces vindt van nature plaats in cellen, vaak door de activiteit van microRNA's. Onderzoekers kunnen profiteren van dit mechanisme door synthetische RNA's te introduceren om selectief specifieke genen te deactiveren voor onderzoek of therapeutische doeleinden. RNAi zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om genen te onderdrukken die overactief zijn bij ziekten zoals kanker.
Het proces
Eerst wordt dubbelstrengs RNA gesynthetiseerd met een sequentie die complementair is aan het doelwit-gen. Er kunnen verschillende soorten dubbelstrengs RNA worden gebruikt, waaronder kort interfererend RNA (siRNA) en klein haarspeld-RNA (shRNA). shRNA is een streng RNA die is omgevouwen – waardoor een dubbelstrengs RNA ontstaat met aan één kant een haarspeldlus – en is een voorloper van siRNA.
Het dubbelstrengs RNA wordt dan geïntroduceerd in cellen door middel van een injectie of aflevering door vectoren, zoals gemodificeerde virussen. Als shRNA wordt gebruikt, splitsen RNase-enzymen in de cel, zoals Dicer, het op tot het kortere siRNA, waarbij de haarspeldlus wordt verwijderd.
Het siRNA bindt zich vervolgens aan het enzym Argonaute, dat deel uitmaakt van een complex genaamd RISC (RNA-geïnduceerd silencing-complex). Hier scheiden de twee strengen van het siRNA zich. De ene drijft weg terwijl de andere, de zogenaamde geleidestreng, aan RISC vast blijft zitten. Het wordt de geleidestreng genoemd omdat dit de streng is die zich via complementaire basenparing aan het mRNA bindt, waardoor de hele RISC naar het mRNA wordt gebracht. Deze binding is zeer specifiek omdat het siRNA gewoonlijk is ontworpen om volledig complementair te zijn met het beoogde mRNA. Argonaute splitst en breekt vervolgens het mRNA af, waardoor het niet wordt omgezet in eiwitten, waardoor het gen effectief tot zwijgen wordt gebracht.