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11.10: siRNA - Pequenos RNAs de Interferência
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Molecular Biology

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siRNA - Small Interfering RNAs
 
TRANSCRIÇÃO

11.10: siRNA - Pequenos RNAs de Interferência

Os RNAs de interferência pequenos, ou siRNAs, são moléculas reguladoras curtas de RNA que podem silenciar genes pós-transcricionalmente, assim como ao nível da transcrição em alguns casos. siRNAs são importantes para proteger as células contra infeções virais e silenciar elementos genéticos transponíveis.

No citoplasma, o siRNA é processado a partir de um RNA de cadeia dupla, que provém de transcrição endógena de DNA ou de fontes exógenas como um vírus. Este RNA de cadeia dupla é então clivado pela riboendonuclease dependente de ATP, Dicer, em fragmentos de 21-23 nucleótidos de comprimento com duas saliências de nucleótidos em ambas as extremidades. Este siRNA é então carregado em outra proteína, Argonaute. A Argonaute tem quatro domínios diferentes – N-terminal, PAZ, Mid, e PIWI. O seu domínio PIWI tem uma atividade de RNase que permite que a Argonaute clive o mRNA alvo. O complexo Argonaute-siRNA liga-se então com uma helicase e outras proteínas para formar o complexo de silenciamento induzido por RNA (RISC). No RISC, a cadeia sentido é separada da anti-sentido, ou cadeia guia, que se pensa ser catalisado pela helicase. A cadeia sentido é degradada no citoplasma, e a cadeia guia direciona o RISC para um mRNA alvo complementar.

O destino do mRNA alvo é determinado por se o mRNA guia apresenta emparelhamento de bases ideal ou sub-ideal com o mRNA alvo. Se a cadeia guia apresentar emparelhamento ideal de bases com o mRNA alvo, o mRNA alvo é clivado pela Argonaute. Em seguida, o complexo RISC é reutilizado novamente para visar outro mRNA. Em contraste, se a cadeia guia apresentar emparelhamento de bases sub-ideal com a cadeia mRNA alvo, a Argonaute não irá clivar o mRNA. Em vez disso, irá levar a uma paragem na tradução, uma vez que o complexo RISC irá obstruir a ligação e a translocação do ribossoma. Estes mRNAs são então guiados para os corpos de processamento (corpos-P) onde são gradualmente degradados. No núcleo, o siRNA pode silenciar elementos de DNA transponíveis e, assim, impedir as suas inserções aleatórias indesejadas e perigosas no genoma.

Aplicações do siRNA

Como o siRNA silencia genes específicos, tem aplicações importantes tanto na investigação de biologia molecular como em aplicações terapêuticas. Na investigação, podem ser utilizados para estudar funções de genes específicos in vivo e in vitro ao silenciar esse gene. Também podem ser usados para silenciar genes de vírus mortais e podem ser utilizados como um agente anti-viral eficaz. siRNAs estão a ser explorados como um potencial tratamento para várias doenças, incluindo doenças neurológicas, como a doença de Alzheimer, e cancros, ao visarem os respectivos genes causadores de doenças. Os siRNAs podem ser usados em terapia genética personalizada, pois são altamente específicos e podem ser facilmente desenvolvidos para diferentes genes alvo. Além disso, os siRNAs terapêuticos são programados para visarem mRNA em vez de DNA e, portanto, há um risco significativamente reduzido de modificação permanente do DNA. 


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