Interferência de RNA e Silenciamento Gênico

Como o RNA de fita dupla desencadeia o silenciamento de genes específico de sequência — uma via de defesa e regulação que também é uma poderosa ferramenta laboratorial.

Definition

A interferência de RNA é uma via conservada de silenciamento gênico na qual o RNA de fita dupla é processado em RNAs-guia curtos que direcionam um complexo proteico a RNAs mensageiros complementares, levando à sua clivagem ou repressão translacional.

Scope

Este tópico abrange a interferência de RNA e o silenciamento relacionado por pequenos RNAs: o desencadeamento do silenciamento por RNA de fita dupla, seu processamento em pequenos RNAs de interferência, a ação do complexo efetor de silenciamento e os papéis biológicos da via na defesa contra vírus e transposons e na regulação gênica. Também aborda o uso da RNAi como estratégia experimental e terapêutica. Os microRNAs endógenos são abordados mais detalhadamente em RNA não codificante.

Core questions

• Como o RNA de fita dupla causa o silenciamento gênico específico?
• Como o RNA desencadeador é processado em pequenos RNAs de interferência?
• O que o complexo de silenciamento faz com um mRNA alvo?
• Quais são os papéis naturais da interferência de RNA e como ela é usada no laboratório?

Key theories

RNA de fita dupla como desencadeador de silenciamento

Fire e Mello mostraram que o RNA de fita dupla, muito mais potentemente do que qualquer uma das fitas isoladamente, silencia o gene correspondente de forma específica de sequência, revelando a interferência de RNA como uma via regulatória definida.

Silenciamento efetor direcionado por guia

O RNA de fita dupla longo é clivado em dúplexes curtos, cuja fita guia programa um complexo efetor para reconhecer mensagens complementares, acoplando a especificidade de sequência à clivagem ou repressão do mRNA.

Mechanisms

Uma endonuclease processa o RNA de fita dupla longo em dúplexes de RNA de interferência curtos, uma das fitas dos quais é carregada como guia no complexo de silenciamento induzido por RNA (RISC) contendo uma proteína Argonaute. O RNA-guia pareia com RNAs mensageiros complementares, direcionando sua clivagem quando o pareamento é extenso ou reprimindo sua tradução quando o pareamento é parcial. A via se sobrepõe mecanicamente ao silenciamento por microRNA endógeno e pode, em alguns organismos, direcionar o silenciamento em nível de cromatina, fornecendo defesa contra vírus e elementos móveis, bem como regulação gênica.

Clinical relevance

A interferência de RNA é uma ferramenta padrão para a supressão de genes em pesquisa e é a base de terapias aprovadas com pequenos RNAs; fornecido como significado, não como orientação clínica.

History

A demonstração em 1998 por Fire e Mello de que o RNA de fita dupla desencadeia um silenciamento potente e específico em C. elegans definiu a interferência de RNA e rendeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2006, após o qual os componentes e usos da via foram rapidamente desenvolvidos.

Key figures

• Andrew Fire
• Craig Mello

Seminal works

• fire1998
• alberts2014

Frequently asked questions

O que desencadeia a interferência de RNA?

RNA de fita dupla correspondente a um gene; ele é processado em guias curtos que direcionam o silenciamento do RNA mensageiro desse gene.

Por que a interferência de RNA é útil no laboratório?

A introdução de um RNA de fita dupla ou pequeno RNA de interferência correspondente permite que os pesquisadores reduzam especificamente a expressão de um gene escolhido para estudar sua função.