11.7: הפרעות RNA

הפרעת RNA (RNAi) היא תהליך שבו מולקולת RNA קטנה שאינה מקודדת חוסמת את הביטוי הפוסט-תעתיק של גן על ידי קשירה ל-RNA השליח שלו (mRNA) ומונעת את תרגום החלבון.

תהליך זה מתרחש באופן טבעי בתאים, לעתים קרובות באמצעות פעילות של microRNA מקודדים גנומית. חוקרים יכולים לנצל את המנגנון הזה על ידי הכנסת RNA סינתטי לנטרול גנים ספציפיים למטרות מחקר או טיפוליות. לדוגמה, RNAi יכול לשמש כדי לדכא גנים הפעילים יתר על המידה במחלות כמו סרטן.

התהליך

ראשית, החוקרים מסנתזים RNA דו-גדילי עם רצף משלים לגן הממוקד. ניתן להשתמש בסוגים שונים של RNA דו-גדילי, כולל RNA מפריע קטן (siRNA) ו-RNA קצר המכונה hairpin loop (shRNA)

shRNA הוא גדיל אחד של RNA שמקופל מעל יצירת RNA דו-גדילי hairpin loop בצד אחד והוא מבשר של siRNA. לאחר מכן ה-RNA הדו-גדילי מוכנס לתאים בשיטות כגון הזרקה או מסירה על ידי וקטורים, כגון וירוסים מותאמים. אם נעשה שימוש ב-shRNA, אנזימי RNase בתא, כגון Dicer, מבקעים אותו ל-siRNA הקצר יותר, ומסירים את ה- hairpin loop.

לאחר מכן ה-siRNA נקשר לאנזים Argonaute, שהוא חלק מקומפלקס הנקרא מבנה השתקה מבוסס RNA (RISC). כאן, שני הגדילים של siRNA נפרדים. אחד צף משם בעוד השני שנקרא גדיל המדריך נשאר מחובר ל-RISC. הוא ידוע בתור גדיל המדריך מכיוון שהוא הגדיל הקושר את ה-mRNA באמצעות זיווג בסיסים משלים, ומביא את ה-RISC ל-mRNA. הקישור הזה הוא מאוד ספציפי מכיוון שה-siRNA מתוכנן בדרך כלל להיות משלים לחלוטין ל-mRNA הממוקד. לאחר מכן ארגונאוט מבקע ומפרק את ה-mRNA, ומונע ממנו להתורגם לחלבון המשתיק ביעילות את הגן.