تداخل RNA

تداخل RNA (به انگلیسی: RNA Interference) (RNAi)، فرایند زیست‌شناختی‌ست که طی آن مولکول‌های RNA، بیان ژن یا ترجمه را با خنثی سازی مولکول‌های mRNA هدف، مهار می‌کنند.[1] از نظر تاریخی، RNAi با نام‌های دیگری چون این موارد شناخته می‌شده است: هم-سرکوب‌گر (co-suppression)، خاموش‌سازی پسا-رونویسی ژن (post-transcriptional gene silencing) یا (PTGS)، و فرونشانی (quelling). مطالعه مفصل هرکدام از این فرایندهای به ظاهر متفاوت نشان داد که هویت ذاتی این پدیده‌ها همگی RNAi بوده‌اند. اندرو فایر و کریگ ملو جایزه ۲۰۰۶ نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را در ۱۹۹۸ میلادی به خاطر کارشان بر روی تداخل RNA در نماتدی به نام کرم Caenorhaditis elegans دریافت کردند. از زمان کشف RNAi و پتانسیل تنظیم کنندگی اش، مشخص شده که RNAi پتانسیل زیادی در سرکوب ژن‌های مورد نظر را دارا می‌باشد. اکنون RNAi را در سرکوب ژنی، نسبت به درمان آنتی-سنس، دقیق‌تر، مؤثرتر، و پایدارتر می‌دانند.[2] با این حال، RNA آنتی‌سنسی که بوسیله یک ناقل بیانی تولید می‌گردد را می‌توان توسعه داد تا به عنوان عوامل درمانی نوین، کاربردهای جدیدی پیدا کند.[3]

نحوه تحویل shRNAها توسط لنتی‌ویروس و سازوکار تداخل RNA در سلول‌های پستانداران

دو نوع مولکول RNA کوچک، یعنی microRNA (یا miRNA) و RNA کوچک مداخله‌گر (siRNA)، در فرایند تداخل RNA نقش محوری دارند. RNAها محصولات مستقیم ژن‌ها هستند و RNAهای کوچکی که ذکرشان رفت، قادرند تا با ایجاد کمپلکس‌های آنزیمی، RNA پیام‌رسان (mRNA) را تجزیه کرده و بدین شکل با جلوگیری از ترجمه آن‌ها از طریق خاموش سازی ژنی پسا-رونویسی، فعالیتشان را کاهش دهد. به علاوه، رونویسی را از طریق سازوکار خاموش‌سازی که توسط فرایند تداخل RNA صورت می‌پذیرد، می‌توان مهار کرد؛ کمپلکس آنزیمی در این فرایند، متیلاسیون DNA را در موقعیت‌های ژنومی که مکمل siRNA یا miRNA کمپلکس شده باشند، کاتالیز می‌کند. تداخل RNA نقش مهمی را در دفاع از سلول در مقابل توالی‌های نوکلئوتیدی متخاصم (همچون ویروس‌ها یا ترنسپوزون‌ها) ایفا می‌کند. همچنین این فرایند بر روی تکوین مؤثر است.

مسیر RNAi در بسیاری از یوکاریوت‌ها شامل جانوران یافت می‌گردد، و توسط آنزیم خردکننده (Dicer) که رشته دوتایی بلند RNA (یا dsRNA) را می‌شکافد، راه اندازی شده و dsRNA را به قطعاتی کوتاهی که در حدود ۲۱ نوکلئوتید طول دارند و به صورت دو-رشته‌ای می‌باشند، تکه‌تکه می‌کنند. هر siRNA به دو RNA تک-رشته‌ای باز شده (ssRNA) که یکی را رشته رهرو (passenger strand) و دیگری را رشته راهنما (guide strand) می‌نامند. رشته رهرو تجزیه شده و رشته راهنما به کمپلکس خاموش‌گر القاء شده توسط RNA (یا RISC) می‌پیوندد. شناخته شده ترینشان «خاموش‌گری ژنی پسا-رونویسی» است که بیش از همه مورد مطالعه واقع شده، و زمانی رخ می‌دهد که رشته راهنما با توالی مکملی در یک مولکول mRNA جفت شده و گسست با آرگونوات ۲ (Ago2)، که مؤلفه کاتالیزی RISC است را القاء می‌نماید. در برخی از جانداران، با وجود این که غلظت‌های مولی اولیه siRNA محدود اند، این فرایند به صورت سیستماتیک پخش می‌گردد.

RNAi، هم در کشت سلولی و هم در جانداران، ابزار تحقیقاتی با ارزشی به‌شمار می‌رود، چرا که dsRNA معرفی شده به سلول‌ها قادرند به صورت انتخابی و قدرتمندانه، سرکوب ژن‌های مد نظر را القاء کنند. RNAi ممکن است جهت غربال‌گری‌های مقیاس بزرگ مورد استفاده واقع شود، که در آن هر ژن درون سلول را به صورت سیستماتیک خاموش کرده و بدین شکل به شناسایی اجزاء لازم جهت فرایند یا رویداد سلولی خاصی چون تقسیم سلولی کمک می‌کند. از این مسیر به عنوان ابزاری عملی در زیست‌فناوری، پزشکی و حشره‌کش‌ها نیز استفاده می‌شود.[4]

منابع

nature video, nature video (December 16, 2011). "RNA interference (RNAi): by Nature Video". YouTube. Retrieved March 21, 2020.
Saurabh S, Vidyarthi AS, Prasad D (March 2014). "RNA interference: concept to reality in crop improvement". Planta. 239 (3): 543–64. doi:10.1007/s00425-013-2019-5. PMID 24402564.
Weiss B, Davidkova G, Zhou LW (March 1999). "Antisense RNA gene therapy for studying and modulating biological processes". Cellular and Molecular Life Sciences. 55 (3): 334–58. doi:10.1007/s000180050296. PMID 10228554. S2CID 9448271.
Kupferschmidt, K. (2013). "A Lethal Dose of RNA". Science. 341 (6147): 732–3. Bibcode:2013Sci...341..732K. doi:10.1126/science.341.6147.732. PMID 23950525.

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «RNA Interference». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی.

پیوندهای بیرونی

Overview of the RNAi process, from Cambridge University's The Naked Scientists
Animation of the RNAi process, from نیچر
NOVA scienceNOW explains RNAi – A 15-minute video of the Nova broadcast that aired on پی‌بی‌اس, 26 July 2005
Silencing Genomes RNA interference (RNAi) experiments and bioinformatics in C. elegans for education. From the Dolan DNA Learning Center of Cold Spring Harbor Laboratory.
RNAi screens in C. elegans in a 96-well liquid format and their application to the systematic identification of genetic interactions (a protocol)
2 American ‘Worm People’ Win Nobel for RNA Work, from نیویورک تایمز
Molecular Therapy web focus: "The development of RNAi as a therapeutic strategy", a collection of free articles about RNAi as a therapeutic strategy.
GenomeRNAi: a database of phenotypes from RNA interference screening experiments in Drosophila melanogaster and Homo sapians
RNAi tools بایگانی‌شده در ۱۹ ژوئن ۲۰۱۸ توسط Wayback Machine Pre-designed and custom RNA Interference tools

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] ture video, nature video (December 16, 2011). "RNA interference (RNAi): by Nature Video". YouTube. Retrieved March 21, 2020.

[Saurabh_Satyajit,_Vidyarthi_AS,_Prasad_D_2014_543–564-2] Saurabh S, Vidyarthi AS, Prasad D (March 2014). "RNA interference: concept to reality in crop improvement". Planta. 239 (3): 543–64. doi:10.1007/s00425-013-2019-5. PMID 24402564.

[3] Weiss B, Davidkova G, Zhou LW (March 1999). "Antisense RNA gene therapy for studying and modulating biological processes". Cellular and Molecular Life Sciences. 55 (3): 334–58. doi:10.1007/s000180050296. PMID 10228554. S2CID 9448271.

[s1308-4] Kupferschmidt, K. (2013). "A Lethal Dose of RNA". Science. 341 (6147): 732–3. Bibcode:2013Sci...341..732K. doi:10.1126/science.341.6147.732. PMID 23950525.