Interferencja RNA
Podstrony: 1 [2] [3]
Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny (szw. Nobelpriset i fysiologi eller medicin) – jest nagrodą przyznawaną corocznie przez Instytut Karolinska za wyjątkowe osiągnięcia naukowe z różnych dziedzin fizjologii lub medycyny. Jest jedną z pięciu Nagród Nobla ustanowionych w testamencie przez Alfreda Nobla (zm. w 1896 roku). Jak zapisał on w swoim testamencie, nadzór nad nagrodą sprawuje Fundacja Noblowska, a przyznawana jest ona przez zgromadzenie wybierane przez Instytut Karolinska. Określana potocznie jako „Nagroda Nobla z medycyny”, w rzeczywistości była precyzyjnie opisana przez Nobla w jego testamencie, jako nagroda z „fizjologii lub medycyny”. Z tego powodu może być przyznana w każdej ze szczegółowych dziedzin obu tych nauk. Pierwszym laureatem nagrody był w roku 1901 Niemiec Emil Adolf von Behring.Craig Cameron Mello (ur. 19 października 1960 w Worcester, Massachusetts) – amerykański biochemik, profesor medycyny molekularnej na Uniwersytecie Massachusetts, wraz z Andrew Fire laureat Nagroda Nobla w dziedzinie medycyny w 2006 roku "za odkrycie mechanizmu interferencji RNA, które może mieć zastosowanie w terapii genowej".
Interferencja RNA, RNAi (od ang. RNA interference) – zjawisko wyciszania albo wyłączenia ekspresji genu przez dwuniciowy RNA (dsRNA, od ang. double stranded RNA) o budowie i sekwencji zbliżonej do sekwencji DNA wyłączanego genu. Wyłączenie może się odbywać na trzech poziomach: a) degradacja mRNA; b) blokowanie translacji mRNA; c) prawdopodobnie również przez indukcję epigenetycznego wyciszenia genu.
Bezpośrednimi mediatorami interferencji RNA są małe,o długości 21-23 par zasad, dwuniciowe RNA, będące produktem obróbki większych fragmentów RNA przez specjalne nukleazy.
Za odkrycie zjawiska interferencji RNA amerykańcy naukowcy Andrew Z. Fire i Craig C. Mello otrzymali w 2006 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii. Dzięki badaniom i odkryciom noblistów i innych zespołów poznano fundamentalny mechanizm kontroli przepływu informacji genetycznej, które może mieć zastosowanie w terapii genowej. Już udało się wyciszyć gen odpowiedzialny za podwyższony poziom cholesterolu u zwierząt. W przyszłości będzie można opracować skuteczne metody leczenia chorób genetycznych i nowotworowych, a także nowe odmiany zwierząt i roślin hodowlanych.
Mechanizm[ | edytuj kod]
Małe interferujące RNA (siRNA) powstają przez pocięcie obcego dwuniciowego RNA (np. wirusowego) na krótkie kawałki (21-25 par zasad) przez białko Dicer, natomiast miRNA powstają jako długie cząsteczki prekursorowego miRNA transkrybowane z DNA komórki na RNA przez polimerazę RNA II (tę samą, która bierze udział w transkrypcji mRNA). Ocenia się, że miRNA biorą udział w regulacji 30% ludzkich genów. Następnie kompleks białkowy określany jako mikroprocesor rozpoznaje powstające w transkrypcie pre-miRNA struktury szpilki do włosów i tnie cząsteczkę na fragmenty o długości ok. 65 nukleotydów. Składają się one z dwuniciowego fragmentu o długości około 22 par zasad, na którego jednym końcu znajduje się jednoniciowa pętelka, a na drugim króciutki jednoniciowy kawałek. Taka szpilka RNA jest transportowana do cytoplazmy, gdzie Dicer przycina ją do odpowiedniej długości (likwidując też pętelkę).
Odpowiedniej długości miRNA i siRNA wiążą się z kompleksem białkowym o aktywności endorybonukleazy zwanym 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 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. Wydaje się, że represja translacyjna polega na blokowaniu inicjacji translacji przez miRNA. Związanie się miRNA z docelowym transkryptem nie pozwala na łączenie się podjednostek rybosomu na tym mRNA, zapewne za pomocą białka eIF6. Ponadto blokadzie inicjacji translacji ulegają tylko transkrypty, w których inicjacja translacji jest zależna od czapeczki, co sugeruje udział w tym mechanizmie czynnika inicjacji translacji eIF4E, który wiąże czapeczkę.
Białko Argonauta, miRNA i mRNA podlegające represji translacyjnej gromadzą się w ciałkach P. Tam odbywa się degradacja licznych mRNA oraz być może przechowywanie tych mRNA, które podlegają represji translacyjnej.
Podstrony: 1 [2] [3]