- MSc thesis
- Μεταπτυχιακή Ειδίκευση Καθηγητών των Φυσικών Επιστημών (ΚΦΕ)
- 30 Σεπτεμβρίου 2023
- Ελληνικά
- 132
- Κωνσταντίνος Σταθόπουλος
- Γεώργιος Σίμος
- Παρεμβολή RNA | miRNA | siRNA | piRNA | Dicer | RISC
- Οργάνωση της Ύλης σε Έμβια Συστήματα / ΚΦΕ53
- 214
-
-
Η παρεμβολή RNA είναι ένας μηχανισμός αποσιώπησης της έκφρασης γονιδίων. Παρατηρήθηκε πρώτη φορά το 1990 σε φυτά και αργότερα σε μύκητες και στο νηματώδη σκώληκα Caenorhabditis elegans. Το 1998 δόθηκε μια πρώτη, αδρή ερμηνεία του φαινομένου και έκτοτε έχουν βρεθεί ανακαλυφθεί τα συστατικά του βασικού μηχανισμού, δηλαδή τα μικρά RNAs που συμμετέχουν, η Dicer και το RISC.
Στην παρεμβολή RNA συμμετέχουν τρία είδη μικρών RNAs, τα miRNAs, τα siRNAs και τα piRNAs. Ο μηχανισμός διακρίνεται σε δύο φάσεις, την εναρκτήρια (κατά την οποία συντίθενται τα παραπάνω RNAs) και την τελεστική (κατά την οποία επιτυγχάνεται η αποσιώπηση του γονιδίου). Καθένα από τα RNAs παράγεται με διαφορετικό τρόπο κατά την εναρκτήρια φάση. Η τελεστική φάση περιλαμβάνει την στόχευση ενός mRNA το οποίο είτε αποικοδομείται είτε καταστέλλεται η μετάφραση του. Επιπλέον, η αποσιώπηση μπορεί να γίνει μέσω της μετατροπής της ευχρωματίνης σε ετεροχρωματίνη οπότε το γονίδιο που βρίσκεται στην περιοχή δεν μεταγράφεται.
Η παρεμβολή RNA παίζει σημαντικό ρόλο στην διαφοροποίηση και στον σχηματισμό των ιστών και των οργάνων καθώς η διαφοροποίηση περιλαμβάνει μόνιμη καταστολή της έκφρασης των γονιδίων των οποίων οι πρωτεΐνες δεν χρειάζονται στην λειτουργία ενός κυτταρικού τύπου. Επιπλέον, ρυθμίζει την λειτουργία των κυττάρων καθώς μέσω της παρεμβολής RNA σταματά παροδικά η έκφραση γονιδίων τα προϊόντα των οποίων δεν χρειάζονται στο κύτταρο την δεδομένη στιγμή. Επίσης, συμβάλλει στην άμυνα εναντίον των ιών καθώς και στην προστασία του γονιδιώματος των γεννητικών κυττάρων από τα μεταθετά στοιχεία.
Μέχρι σήμερα έχουν εγκριθεί τέσσερα φάρμακα για την θεραπεία ασθενειών και υπάρχουν πολλά τα οποία βρίσκονται σε φάση κλινικών δοκιμών. Η δραστική ουσία είναι ένα siRNA το οποίο σταματά την έκφραση του αντίστοιχου γονιδίου. Η παρεμβολή RNA έχει χρησιμοποιηθεί στην γενετική τροποποίηση φυτών με αποτέλεσμα την βελτίωση διάφορων χαρακτήρων των φυτών όπως αύξηση της αποδοτικότητας των καλλιεργειών, ανθεκτικότητα σε παθογόνα κ.ά.
-
RNA interference is a mechanism of gene expression silencing. It was first observed in plants in 1990, and later in fungi and the nematode Caenorhabditis elegans. In 1998, a preliminary interpretation of the phenomenon was given, and since then the components of the basic mechanism, such as the small RNAs involved, Dicer, and RISC, have been discovered.
There are three types of small RNAs involved in RNA interference: miRNAs, siRNAs, and piRNAs. The mechanism is divided into two phases: the initiation phase, during which the above RNAs are synthesized, and the effector phase, during which gene silencing is achieved. Each RNA is produced differently during the initiation phase. The effector phase involves targeting an mRNA, which is either degraded or translationally repressed. Additionally, silencing can occur through the conversion of euchromatin to heterochromatin, so that the gene in the region is not transcribed.
RNA interference plays an important role in tissue and organ differentiation and formation, as differentiation involves permanent suppression of gene expression whose proteins are not needed in a given cell type. It also regulates cell function by temporarily stopping the expression of genes whose products are not needed in the cell at the time. Furthermore, it contributes to defense against viruses and the protection of the genetic material of germ cells from transposable elements.
To date, four drugs have been approved for the treatment of diseases, and many more are in clinical trials. The active substance is an siRNA that stops the expression of the corresponding gene. RNA interference has been used in genetic modification of plants, resulting in the improvement of various plant characteristics such as increased crop yield, resistance to pathogens, and more.
-
- Hellenic Open University
- Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Διεθνές