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14.11: RNA-Interferenz
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RNA-Interferenz
 

PROTOKOLLE

14.11: RNA-Interferenz

Die RNA-Interferenz (RNAi) ist ein Prozess, bei dem ein kleines nicht-kodierendes RNA-Molekül die Expression eines Gens blockiert. Dies erreicht es, indem es sich an sein Boten-RNA (mRNA)-Transkript bindet und so die Translation des Proteins blockiert.

Dieser Prozess findet auf natürliche Weise durch die Aktivität der mikroRNAs in den Zellen statt. Forscher können diesen Mechanismus nutzbar machen, indem sie synthetische RNAs einführen, um bestimmte Gene für Forschungs- oder Therapiezwecke selektiv zu deaktivieren. RNAi könnte zum Beispiel dazu verwendet werden, Gene zu unterdrücken, die bei Krankheiten wie Krebs überaktiv sind.

Der Prozess

Erste, doppelsträngige RNA mit einer mit dem Zielgen komplementären Sequenz wird synthetisiert. Es können verschiedene Arten von doppelsträngiger RNA verwendet werden. Beispiele hierfür sind kurzer interferierende RNA (siRNA) und kleiner Haarnadel-RNA (shRNA). shRNA ist ein RNA-Strang, der umgefaltet wurde. Dabei wird eine doppelsträngige RNA mit einer Haarnadelschleife auf einer Seite erzeugt wird. Diese stellt den Vorläufer der siRNA dar.

Die doppelsträngige RNA wird dann durch Methoden wie Injektion oder Abgabe durch einen Träger, wie z.B. modifizierte Viren, in die Zellen eingebracht. Wenn shRNA verwendet wird, spalten RNase-Enzyme in der Zelle, wie z.B. Dicer, diese auf die kürzere siRNA herunter und entfernen die Haarnadelschleife.

Die siRNA bindet sich dann an ein Enzym namens Argonaute, welches Teil eines Komplexes namens RISC (RNA-induzierter Silencing-Komplex) ist. Hier trennen sich die beiden Stränge der siRNA. Einer schwimmt davon, während der Leitstrang an RISC gebunden bleibt. Er wird Leitstrang genannt, weil dies der Strang ist, der durch komplementäre Basenpaarung an die mRNA bindet und so das gesamte RISC an die mRNA bringt. Diese Bindung ist sehr spezifisch, da die siRNA in der Regel so konzipiert ist, dass sie vollständig komplementär zu der angestrebten mRNA ist. Argonaute spaltet und degradiert dann die mRNA und verhindert, dass sie in ein Protein übersetzt wird. Das Gen wird also effektiv zum Schweigen gebracht.

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