14.11: RNA Interference
14.11: Interférence par ARN
RNA interference (RNAi) is a process in which a small non-coding RNA molecule blocks the expression of a gene by binding to its messenger RNA (mRNA) transcript, preventing the protein from being translated.
This process occurs naturally in cells, often through the activity of microRNAs. Researchers can take advantage of this mechanism by introducing synthetic RNAs to selectively deactivate specific genes for research or therapeutic purposes. For example, RNAi could be used to suppress genes that are overactive in diseases such as cancer.
The Process
First, double-stranded RNA with a sequence complementary to the targeted gene is synthesized. Different types of double-stranded RNA can be used, including short interfering RNA (siRNA) and small hairpin RNA (shRNA). shRNA is one strand of RNA that is folded over—creating a double-stranded RNA with a hairpin loop on one side—and is a precursor of siRNA.
The double-stranded RNA is then introduced into cells by methods such as injection or delivery by vectors, such as modified viruses. If shRNA is used, RNase enzymes in the cell, such as Dicer, cleave it down to the shorter siRNA, removing the hairpin loop.
The siRNA then binds to an enzyme called Argonaute, which is part of a complex called RISC (RNA-induced silencing complex). Here, the two strands of the siRNA separate. One floats away while the other—called the guide strand—remains attached to RISC. It is called the guide strand because this is the strand that binds to the mRNA, through complementary base pairing, bringing the whole RISC to the mRNA. This binding is very specific because the siRNA is usually designed to be completely complementary to the targeted mRNA. Argonaute then cleaves and degrades the mRNA, preventing it from being translated into protein—effectively silencing the gene.
L’interférence de l’ARN (ARN) est un processus dans lequel une petite molécule d’ARN non codante bloque l’expression d’un gène en se liant à sa transcription de l’ARN messager (ARNm), empêchant la protéine d’être traduite.
Ce processus se produit naturellement dans les cellules, souvent par l’activité des microARN. Les chercheurs peuvent tirer parti de ce mécanisme en introduisant des ARN synthétiques pour désactiver sélectivement des gènes spécifiques à des fins de recherche ou thérapeutiques. Par exemple, l’ARNI pourrait être utilisé pour supprimer les gènes qui sont hyperactifs dans des maladies comme le cancer.
Le processus
Tout d’abord, l’ARN à double brin avec une séquence complémentaire au gène ciblé est synthétisé. Différents types d’ARN à double brin peuvent être utilisés, y compris l’ARN à courte interférence (siRNA) et l’ARN en épingle à cheveux (shRNA). shRNA est un brin d’ARN qui est plié sur- la création d’un ARN à double brin avec une boucle d’épingle à cheveux sur un côté- et est un précurseur de siRNA.
L’ARN à double brin est ensuite introduit dans les cellules par des méthodes telles que l’injection ou la livraison par des vecteurs, tels que les virus modifiés. Si shRNA est utilisé, les enzymes RNase dans la cellule, comme Dicer, le couper vers le bas à la siRNA plus courte, en enlevant la boucle d’épingle à cheveux.
Le siRNA se lie alors à une enzyme appelée Argonaute, qui fait partie d’un complexe appelé RISC (complexe de silençage induit par l’ARN). Ici, les deux brins de l’IRN se séparent. L’un flotte tandis que l’autre , appelé le volet de guidage, reste attaché au RISC. Il est appelé le brin de guide parce que c’est le brin qui se lie à l’ARNm, par l’appariement de base complémentaire, apportant l’ensemble risc à l’ARNm. Cette liaison est très spécifique car le siRNA est généralement conçu pour être complètement complémentaire à l’ARNm ciblé. L’argonaute fend alors et dégrade l’ARNm, l’empêchant d’être traduit en protéine, faisant ainsi taire le gène.
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