RNA干(gan)(gan)擾(rao)是(shi)一種能特異性(xing)、選(xuan)擇性(xing)破壞靶基因(yin)表(biao)達的過程。介導RNA干(gan)(gan)擾(rao)效應的方法包括化學合成(cheng)的雙鏈小干(gan)(gan)擾(rao)RNA(siRNA)、基于載(zai)體的短發(fa)夾RNA(shRNA)等。雖然(ran)siRNA和shRNA可以(yi)實現相似的功(gong)能結(jie)果,但本質上是(shi)不(bu)同(tong)的分子,一起來了解一下吧~
siRNA是(shi)一種小的(de)(de)雙(shuang)鏈(lian)RNA分子(~21-25 nt),由Dicer酶(RNAaseⅢ家族中對雙(shuang)鏈(lian)RNA具有特異性的(de)(de)酶)加工而(er)成。siRNA是(shi)RISC的(de)(de)主(zhu)要成員,激發與之互(hu)補的(de)(de)目標mRNA的(de)(de)沉默。
具有如下特點∶1.生成需要(yao)Argonaute家(jia)族蛋白存在。2.siRNA一般是人(ren)工體(ti)(ti)外合成的(de),通過轉染進入人(ren)體(ti)(ti)內(nei),是RNA干涉的(de)中間產(chan)物;植物體(ti)(ti)內(nei)也(ye)存在內(nei)源的(de)siRNA。3. 結構上,siRNA是雙鏈RNA。4.在作用位置上,siRNA可作用于(yu)mRNA的(de)任(ren)何(he)部位,并與mRNA完全互補。5.在作用方式上,siRNA只能導致靶標基(ji)因(yin)的(de)降解(jie),即為轉錄(lu)水平(ping)后調控。
在(zai)哺(bu)乳動物中,Dicer酶(mei)與雙鏈(lian)Tat - RNA結合蛋白(bai)(TRBP)或PACT (PKR激活蛋白(bai))相互作用(yong),介導RNA干擾和miRNA處理。TRBP和PACT在(zai)結構上相關,但對RNA依(yi)賴性蛋白(bai)激酶(mei)(PKR)發揮相反的調節(jie)作用(yong)。
siRNA進入(ru)細胞質(zhi)后(hou),或(huo)是直接裝載(zai)到(dao)RISC上,或(huo)是進入(ru)Dicer酶介導的干(gan)擾過程。激活的RISC通過堿基配對(dui)定位到(dao)同(tong)源mRNA轉錄本上,并在距離siRNA 3’端(duan)12 nt的位置切割(ge)mRNA。
化(hua)學合成的siRNA具有操作簡(jian)便(bian)、轉染效率高(gao)、對細(xi)胞或組織的毒副作用小、可大規(gui)模制備等(deng)優(you)點,特別適用于基因(yin)靶(ba)位點不確定情況下,進行siRNA有效片(pian)段(duan)的篩(shai)選。
shRNA是可(ke)以克(ke)隆(long)至表達載體并(bing)表達雙鏈siRNA的RNA分子(zi),包括兩個(ge)短反向重復序(xu)(xu)列,中(zhong)(zhong)間由(you)一(yi)莖環序(xu)(xu)列分隔,形成(cheng)(cheng)發(fa)夾結構(gou),由(you)polⅢ啟(qi)動子(zi)控制。相對于siRNA,shRNA在(zai)細胞核(he)中(zhong)(zhong)合成(cheng)(cheng),進一(yi)步加工并(bing)運輸到細胞質(zhi)中(zhong)(zhong),然后進入RISC發(fa)揮活性。miRNA的合成(cheng)(cheng)與成(cheng)(cheng)熟研究為shRNA的合成(cheng)(cheng),特別是基于miR-30的shRNA的合成(cheng)(cheng)提供了(le)基礎。
shRNA表達(da)載(zai)體(ti)進入細胞質后,需(xu)要轉(zhuan)運(yun)到細胞核中進行轉(zhuan)錄(lu)。初級轉(zhuan)錄(lu)本(ben)(Pri-shRNA)由Drosha/DGCR8復合(he)物(wu)處理(li)形成(cheng)(cheng)pre-shRNA。Pre-shRNA被運(yun)輸到細胞質中,裝(zhuang)載(zai)到Dicer/TRBP/PACT復合(he)物(wu)上,隨后被進一步(bu)加工成(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)熟的(de)(de)shRNA。成(cheng)(cheng)熟shRNA與含有(you)RISC的(de)(de)Argonaute蛋白相關,介導mRNA的(de)(de)切割和降(jiang)解(jie)或(huo)處理(li)小體(ti)(P-bodies)的(de)(de)翻譯(yi)抑制,行使RNA干擾功能。
①shRNA質粒(li)表達載體,轉染細(xi)胞后轉錄(lu)生成(cheng)shRNA,利用(yong)細(xi)胞內的Dicer酶,生成(cheng)相應(ying)的siRNA,發揮RNAi作用(yong)。
②shRNA病(bing)(bing)毒表達(da)載體,常用的病(bing)(bing)毒載體有(you)腺病(bing)(bing)毒載體、腺相(xiang)關病(bing)(bing)毒載體、慢病(bing)(bing)毒載體等,機(ji)制與質(zhi)粒載體相(xiang)似(si),但(dan)轉(zhuan)染細胞的效(xiao)率比較高。