11.9: siRNA - ARN interferente pequeño

Los ARN interferentes pequeños, o siRNA, son moléculas de ARN reguladoras cortas que pueden silenciar los genes después de la transcripción, así como el nivel transcripcional en algunos casos. Los siRNAs son importantes para proteger las células contra las infecciones virales y silenciar los elementos genéticos transponibles.

En el citoplasma, el ARNip se procesa a partir de un ARN bicatenario, que proviene de la transcripción del ADN endógeno o de fuentes exógenas como un virus. Este ARN bicatenario es escindido por la riboendonucleasa dependiente de ATP, Dicer, en fragmentos largos de 21-23 nucleótidos con dos salientes de nucleótidos en ambos extremos. A continuación, este siRNA se carga en otra proteína, Argonaute. Argonaute tiene cuatro dominios diferentes: N-terminal, PAZ, Mid y PIWI. Su dominio PIWI tiene una actividad de RNasa que permite a Argonaute escindir el ARNm objetivo. A continuación, el complejo Argonauta-siRNA se une a una helicasa y otras proteínas para formar el complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC). En RISC, la hebra sensorial está separada de la hebra antisentido, o hebra guía, que se cree que es catalizada por la helicasa. La hebra de los sentidos se degrada en el citoplasma y la hebra guía dirige RISC hacia un ARNm diana complementario.

El destino del ARNm objetivo está determinado por si el ARNm guía muestra un emparejamiento de bases óptimo o subóptimo con el ARNm objetivo. Si la hebra guía muestra un emparejamiento óptimo de bases con el ARNm objetivo, entonces el ARNm objetivo es escindido por Argonaute. A continuación, el complejo RISC se reutiliza de nuevo para dirigirse a otro ARNm. Por el contrario, si la hebra guía muestra un emparejamiento de bases subóptimo con la hebra de ARNm objetivo, Argonaute no escindirá el ARNm. En cambio, conducirá a la detención de la traducción, ya que el complejo RISC obstruirá la unión y la translocación del ribosoma. A continuación, estos ARNm se dirigen a los cuerpos de procesamiento (cuerpos P) donde se degradan gradualmente. En el núcleo, el siRNA puede silenciar los elementos de ADN transponibles y, por lo tanto, evitar sus inserciones aleatorias no deseadas y peligrosas en el genoma.

Aplicaciones de siRNA

Dado que el siRNA silencia genes específicos, tiene importantes aplicaciones tanto en la investigación en biología molecular como en aplicaciones terapéuticas. En investigación, se pueden utilizar para estudiar funciones génicas específicas in vivo e in vitro silenciando ese gen. También se pueden utilizar para silenciar genes de virus mortales y pueden emplearse como un agente antiviral eficaz. Los siRNAs se están explorando como un tratamiento potencial para varias enfermedades, incluidos los trastornos neurológicos como el Alzheimer y el cáncer, al dirigirse a los genes causantes de la enfermedad respectivos. Los siRNAs se pueden utilizar en terapia génica personalizada, ya que son altamente específicos y se pueden diseñar fácilmente para diferentes genes diana. Además, los siRNAs terapéuticos están programados para dirigirse al ARNm en lugar de al ADN y, por lo tanto, existe un riesgo significativamente menor de modificación permanente del ADN.