Διαφορά μεταξύ miRNA και siRNA

Κύρια διαφορά – miRNA έναντι siRNA

Το miRNA και το siRNA είναι δύο τύποι μη κωδικοποιητικού RNA που εμπλέκονται στη ρύθμιση των γονιδίων. Λειτουργούν επίσης ως μια νέα κατηγορία θεραπευτικών παραγόντων για τη θεραπεία καρκίνων και λοιμώξεων. Τόσο το miRNA όσο και το siRNA είναι βραχέα, αμφίδρομα μόρια RNA, τα οποία ασκούν αποτελέσματα σίγησης γονιδίων στοχεύοντας το αγγελιοφόρο RNA (mRNA) σε μεταμεταγραφικό επίπεδο. Αν και η λειτουργία τους είναι παρόμοια στη γονιδιακή σίγαση, οι μηχανισμοί δράσης και οι κλινικές εφαρμογές είναι διαφορετικοί μεταξύ τους. Η κύρια διαφορά μεταξύ miRNA και siRNA είναι ότι το miRNA μπορεί να δράσει σε πολλαπλούς στόχους mRNA, αλλά το siRNA δρα μόνο σε έναν μοναδικό στόχο mRNA, ο οποίος είναι πολύ συγκεκριμένος για τον τύπο του siRNA. Έτσι, οι θεραπευτικές προσεγγίσεις του miRNA και του siRNA είναι επίσης διαφορετικές μεταξύ τους.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το miRNA
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Συνάρτηση
2. Τι είναι το siRNA
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Συνάρτηση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του miRNA και του siRNA
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ miRNA και siRNA
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:AGO2, Dicer, Gene Silencecing, MicroRNA (miRNA), pri-miRNA, RISC, RNA Interference (RNAi), Small Interfering RNA (siRNA)

Τι είναι το miRNA

Το microRNA Το (miRNA) είναι ένα βραχύ, μονόκλωνο μόριο RNA, που αποτελείται από 19-25 νουκλεοτίδια. Το πρώτο miRNA ανακαλύφθηκε στο C. Elegans το 1993. Το miRNA είναι μια κατηγορία μικρού παρεμβαλλόμενου RNA, το οποίο αναστέλλει τη γονιδιακή έκφραση στο μετα-μεταγραφικό επίπεδο. Η μεταγραφή των γονιδίων miRNA γίνεται από την RNA πολυμεράση για την παραγωγή πρωτογενούς miRNA (pri-miRNA). Το pri-miRNA είναι 5' καλυμμένο, πολυαδενυλιωμένο στο 3' άκρο του και σχηματίζει μια δομή δίκλωνου βρόχου στελέχους. Αυτά τα μόρια pri-miRNA διασπώνται από ένα σύμπλεγμα μικροεπεξεργαστή, σχηματίζοντας το πρόδρομο miRNA (προ-miRNA). Τα διπλά μόρια του pre-miRNA περιλαμβάνουν 70-100 νουκλεοτίδια. Η πρωτεΐνη Exportin 5 μεταφέρει τα μόρια προ-miRNA στο κυτταρόπλασμα από τον πυρήνα για περαιτέρω επεξεργασία σε miRNA από τις πρωτεΐνες Dicer. Ως εκ τούτου, το miRNA είναι ένα διπλό RNA, που αποτελείται από 18-25 νουκλεοτίδια. Οι πρωτεΐνες Dicer είναι ένας εξειδικευμένος τύπος ενζύμου που μοιάζει με RNase III.

Εικόνα 1:Ο σχηματισμός και η λειτουργία του miRNA

Η συσχέτιση του miRNA με την πρωτεΐνη σιγαστικού συμπλέγματος που προκαλείται από το RNA (RISC) σχηματίζει ένα σύμπλεγμα που ονομάζεται miRISC. Ο κλώνος αίσθησης του miRNA απελευθερώνεται στο σύμπλεγμα miRISC. Στη συνέχεια, τα mRNA με τις συμπληρωματικές αλληλουχίες προς τον αντιπληροφοριακό κλώνο RNA στο σύμπλεγμα miRISC επιλέγονται με μερικό συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων. Αυτή η δέσμευση του συμπλέγματος miRISC με το mRNA στόχο μπορεί να καταστείλει τη μετάφραση, να αποικοδομήσει το μόριο mRNA ή να διασπάσει το μόριο mRNA.

Τι είναι το siRNA

Το μικρό παρεμβαλλόμενο RNA (siRNA) είναι ο άλλος τύπος βραχέος, διπλού RNA, το οποίο αποσιωπά τη γονιδιακή έκφραση διασπώντας το mRNA. Το siRNA ανακαλύφθηκε επίσης για πρώτη φορά στο C. Elegans σε μια διαδικασία που ονομάζεται παρεμβολή RNA (RNAi) αποτελεσματικής γονιδιακής αναστολής από εξωγενές RNA. Τα μόρια δίκλωνου RNA (dsRNA) μπορούν να δημιουργηθούν μέσα στο κύτταρο με μεταγραφή κυτταρικών γονιδίων, μόλυνση παθογόνων ή τεχνητή εισαγωγή. Αυτό το dsRNA διασπάται από τις πρωτεΐνες Dicer σε μικρά dsRNA γνωστά ως siRNA. Αυτά τα siRNA έχουν μήκος 21-23 νουκλεοτιδίων με δύο προεξοχές νουκλεοτιδίων στο 3' άκρο. Το siRNA στο κυτταρόπλασμα σχετίζεται με τις πρωτεΐνες RISC και ο κλώνος αίσθησης του μορίου siRNA διασπάται από μια ενδονουκλεάση που ονομάζεται argonaute 2 (AGO2) συστατικό του RISC. Το σχετικό μόριο mRNA αναγνωρίζεται από τον αντιπληροφοριακό κλώνο RNA του siRNA, ο οποίος εξακολουθεί να είναι συνδεδεμένος με την πρωτεΐνη RISC. Η διάσπαση του μορίου mRNA στόχου γίνεται από το συστατικό AGO2.

Εικόνα 2:Σίγαση γονιδίου από siRNA

Δεδομένου ότι το siRNA μπορεί να στοχεύσει μόνο ένα συγκεκριμένο μόριο mRNA, μπορεί να επιτευχθεί συγκεκριμένη σίγαση της γονιδιακής έκφρασης από το siRNA. Επιπλέον, δεδομένου ότι το siRNA απουσιάζει φυσικά στα θηλαστικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ειδικός θεραπευτικός παράγοντας.

Ομοιότητες μεταξύ miRNA και siRNA

• Τόσο το miRNA όσο και το siRNA είναι μικρά, διπλά μόρια RNA.
• Τόσο το miRNA όσο και το siRNA είναι τύποι μη κωδικοποιητικού RNA που εμπλέκονται στη ρύθμιση των γονιδίων
• Και οι δύο τύποι RNA ασκούν αποτελέσματα σίγησης γονιδίων στοχεύοντας το αγγελιοφόρο RNA σε μεταμεταγραφικό επίπεδο.
• Και τα δύο χρησιμεύουν ως μια νέα κατηγορία θεραπευτικών παραγόντων για τη θεραπεία καρκίνων και λοιμώξεων.

Διαφορά μεταξύ miRNA και siRNA

Ορισμός

miRNA: Το miRNA είναι ένα μικρό τμήμα του RNA που καταστέλλει τη γονιδιακή έκφραση δεσμεύοντας στα συμπληρωματικά τμήματα του αγγελιαφόρου RNA.

siRNA: Το siRNA είναι ένα μικρό τμήμα του RNA που λειτουργεί στο μονοπάτι παρεμβολής RNA (RNAi).

Εμφάνιση

miRNA: Το miRNA βρίσκεται σε ζώα και φυτά.

siRNA: Το siRNA βρίσκεται σε κατώτερα ζώα και φυτά, αλλά όχι στα θηλαστικά.

Δομή

miRNA: Το miRNA είναι ένα μονόκλωνο μόριο μήκους 18-25 νουκλεοτιδίων με δύο νουκλεοτίδια που προεξέχουν στο άκρο 3'.

siRNA: Το siRNA είναι ένα διπλό μόριο μήκους 21-23 νουκλεοτιδίων με δύο νουκλεοτίδια να προεξέχουν στο άκρο 3'.

Πριν από την επεξεργασία του Dicer

miRNA: Πριν από την επεξεργασία του dicer, το miRNA είναι στην πρόδρομη μορφή του miRNA, που περιέχει 70-100 νουκλεοτίδια με διάσπαρτες αναντιστοιχίες. Το pre-miRNA υπάρχει σε μια δομή βρόχου φουρκέτας.

siRNA: Πριν από την επεξεργασία του dicer, το siRNA είναι ένα δίκλωνο μόριο RNA, που περιέχει 30-100 νουκλεοτίδια.

Συμπληρωματικότητα

miRNA: Το miRNA είναι εν μέρει συμπληρωματικό του mRNA. Στοχεύει κυρίως στις μη μεταφρασμένες περιοχές του miRNA.

siRNA: Το siRNA είναι πλήρως συμπληρωματικό του mRNA στόχου.

Αριθμός στόχων mRNA

miRNA: Το miRNA είναι ικανό να στοχεύει πάνω από 100 τύπους mRNA ταυτόχρονα.

siRNA: Το siRNA είναι ικανό να στοχεύει μόνο έναν τύπο mRNA.

Μηχανισμός γονιδιακής ρύθμισης

miRNA: Το miRNA καταστέλλει τη μετάφραση μέσω αποικοδόμησης του mRNA. Η ενδονουκλεολυτική διάσπαση σπάνια εμφανίζεται στο miRNA όταν εντοπίζεται υψηλός ρυθμός συμπληρωματικότητας στον στόχο.

siRNA: Το siRNA ρυθμίζει την έκφραση γονιδίου με ενδονουκλεολυτική διάσπαση.

Κανονισμός

miRNA: Το miRNA ρυθμίζει τα ίδια γονίδια από τα οποία μεταγράφεται το miRNA καθώς και πολλά άλλα γονίδια.

siRNA :Το siRNA ρυθμίζει μόνο τα γονίδια από τα οποία μεταγράφεται το siRNA.

Κλινικές εφαρμογές

miRNA: Το miRNA χρησιμεύει ως στόχος φαρμάκου, θεραπευτικός παράγοντας ή εργαλείο διάγνωσης και βιοδείκτη.

siRNA: Το siRNA χρησιμεύει ως θεραπευτικός παράγοντας.

Συμπέρασμα

Το miRNA και το siRNA είναι οι δύο τύποι μη κωδικοποιητικού RNA, που εμπλέκονται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Τόσο το miRNA όσο και το siRNA είναι δίκλωνα μόρια RNA. Και οι δύο τύποι RNA υφίστανται παρόμοιους μηχανισμούς γονιδιακής σίγησης με μια διαδικασία γνωστή ως παρεμβολή RNA. Ωστόσο, το miRNA είναι ικανό να στοχεύει πολλούς τύπους RNA, καθώς η αλληλουχία του miRNA είναι συμπληρωματική με τις αμετάφραστες περιοχές ενός mRNA. Από την άλλη πλευρά, το siRNA είναι ικανό να στοχεύει μόνο έναν επιλεγμένο τύπο mRNA. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ miRNA και siRNA είναι η ειδικότητα κάθε τύπου RNA στην παρεμβολή RNA.

Αναφορά:

1. «Εισαγωγή MiRNA (microRNA)». Σίγμα-Άλντριχ. Ν.π., ν.δ. Ιστός. Διαθέσιμο εδώ. 24 Ιουλίου 2017. 
2. «Εφαρμογές SiRNA». Εφαρμογές – siRNA | GE Dharmacon. Ν.π., ν.δ. Ιστός. Διαθέσιμο εδώ. 24 Ιουλίου 2017. 
3. "SiRNA έναντι miRNA ως Θεραπευτικά για τη Σίγαση Γονιδίων." ScienceDirect. Ν.π., ν.δ. Ιστός. Διαθέσιμο εδώ. 24 Ιουλίου 2017.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «MiRNA» του Kelvinsong – Δική του δουλειά (CC BY 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «SiRNA μηχανισμός.2» Από Singh135 – Δική του εργασία (CC BY-SA 4.0) μέσω Commons Wikimedia