Hlavný rozdiel - miRNA vs siRNA

miRNA a siRNA sú dva typy nekódujúcich RNA, ktoré sa podieľajú na génovej regulácii. Slúžia tiež ako nová trieda terapeutických činidiel pri liečení rakoviny a infekcií. MiRNA aj siRNA sú krátke, duplexné molekuly RNA, ktoré majú účinky umlčania génov zacielením na messengerovú RNA (mRNA) na posttranskripčnej úrovni. Hoci ich funkcia je v umlčaní génov podobná, mechanizmy účinku a klinické aplikácie sa navzájom líšia. The hlavný rozdiel medzi miRNA a siRNA je to miRNA môže pôsobiť na viacero cieľov mRNA, ale siRNA pôsobí iba na jeden cieľ mRNA, ktorý je veľmi špecifický pre typ siRNA. Terapeutické prístupy miRNA a siRNA sú teda tiež navzájom odlišné.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je miRNA - Definícia, vlastnosti, funkcie 2. Čo je siRNA - Definícia, vlastnosti, funkcie 3. Aké sú podobnosti medzi miRNA a siRNA - Prehľad bežných funkcií 4. Aký je rozdiel medzi miRNA a siRNA - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: AGO2, Dicer, umlčanie génov, MicroRNA (miRNA), pri-miRNA, RISC, interferencia RNA (RNAi), malá interferujúca RNA (siRNA)

Čo je miRNA

The mikroRNA (miRNA) je krátka jednovláknová molekula RNA obsahujúca 19 až 25 nukleotidov. Prvá miRNA bola objavená v C. Elegans v roku 1993. miRNA je trieda malých interferujúcich RNA, ktoré inhibujú génovú expresiu na post-transkripčnej úrovni. Transkripcia génov miRNA sa vykonáva pomocou RNA polymerázy za vzniku primárnej miRNA (pri-miRNA). The pri-miRNA je 5-palcová, polyadenylovaná na svojom 3 'konci a tvorí štruktúru dvojvláknovej slučky kmeňa. Tieto molekuly pri-miRNA sú štiepené mikroprocesorovým komplexom, čím vzniká prekurzorová miRNA (pre-miRNA). Duplexné molekuly pre-miRNA obsahujú 70 až 100 nukleotidov. Proteín Exportin 5 transportuje molekuly pre-miRNA do cytoplazmy z jadra na ďalšie spracovanie na miRNA proteínmi Dicer. MiRNA je teda duplex RNA, ktorý obsahuje 18 až 25 nukleotidov. Proteíny Dicer sú špecializovaným typom enzýmu podobného RNáze III.

Obrázok 1: Tvorba a funkcia miRNA

Asociácia miRNA s proteínom RNA-indukovaného umlčujúceho komplexu (RISC) tvorí komplex nazývaný miRISC. Zmyslový reťazec miRNA sa uvoľňuje v komplexe miRISC. Potom sa mRNA s komplementárnymi sekvenciami k vláknu antisense RNA v miRISC komplexe vyberú čiastočným komplementárnym párovaním báz. Táto väzba komplexu miRISC s cieľovou mRNA môže potlačiť transláciu, degradovať molekulu mRNA alebo štiepiť molekulu mRNA.

Čo je siRNA

The malá interferujúca RNA (siRNA) je ďalším typom krátkej, duplexnej RNA, ktorá umlčuje génovú expresiu štiepením mRNA. SiRNA bola tiež prvýkrát objavená v C. Elegans v procese nazývanom RNA interferencia (RNAi) účinnej génovej inhibície exogénnou RNA. Molekuly dvojvláknovej RNA (dsRNA) je možné generovať vo vnútri bunky transkripciou bunkových génov, infikovaním patogénov alebo umelým zavedením. Táto dsRNA je štiepená Dicerovými proteínmi na malé dsRNA známe ako siRNA. Tieto siRNA sú dlhé 21 až 23 nukleotidov s dvoma presahmi nukleotidov na 3 'konci. SiRNA v cytoplazme je asociovaná s proteínmi RISC a zmyselný reťazec molekuly siRNA je štiepený endonukleázovou zložkou RISC nazývanou argonaute 2 (AGO2). Príslušná molekula mRNA je rozpoznaná vláknom antisense RNA siRNA, ktoré je stále pripojené k proteínu RISC. Štiepenie cieľovej molekuly mRNA sa vykonáva pomocou zložky AGO2.

Obrázok 2: Génové umlčanie siRNA

Pretože siRNA môže zacieľovať iba na konkrétnu molekulu mRNA, siRNA môže dosiahnuť špecifické umlčanie génovej expresie. Ďalej, pretože siRNA u cicavcov prirodzene chýba, môže byť použitá ako špecifické terapeutické činidlo.

Podobnosti medzi miRNA a siRNA

Rozdiel medzi miRNA a siRNA

Definícia

miRNA: MiRNA je krátky segment RNA, ktorý potláča génovú expresiu väzbou na komplementárne segmenty messengerovej RNA.

siRNA: SiRNA je krátky segment RNA, ktorý pôsobí v dráhe interferencie RNA (RNAi).

Výskyt

miRNA: MiRNA sa nachádza v zvieratách a rastlinách.

siRNA: SiRNA sa nachádza u nižších živočíchov a rastlín, ale nie u cicavcov.

Štruktúra

miRNA: miRNA je 18-25 nukleotidová dlhá jednovláknová molekula s dvoma nukleotidmi presahujúcimi na 3 'konci.

siRNA: siRNA je 21-23 nukleotidová dlhá duplexná molekula s dvoma nukleotidovými prevismi na 3 'konci.

Pred spracovaním Dicer

miRNA: Pred spracovaním pomocou kocky je miRNA vo svojej prekurzorovej miRNA forme, ktorá obsahuje 70 až 100 nukleotidov s rozptýlenými nezhodami. Pre-miRNA existuje v štruktúre vlásenky.

siRNA: Pred spracovaním pomocou Dicer je siRNA dvojvláknová molekula RNA obsahujúca 30 až 100 nukleotidov.

Doplnkovosť

miRNA: MiRNA je čiastočne komplementárna k mRNA. Zameriava sa hlavne na nepreložené oblasti miRNA.

siRNA: SiRNA je úplne komplementárna k cieľovej mRNA.

Počet cieľov mRNA

miRNA: MiRNA je schopná zacielenia viac ako 100 typov mRNA súčasne.

siRNA: SiRNA je schopná zacieliť iba na jeden typ mRNA.

Mechanizmus génovej regulácie

miRNA: MiRNA potláča transláciu degradáciou mRNA. Endonukleolytické štiepenie sa zriedka vyskytuje v miRNA, keď sa v cieli nachádza vysoká miera komplementarity.

siRNA: SiRNA reguluje génovú expresiu endonukleolytickým štiepením.

Nariadenia

miRNA: MiRNA reguluje rovnaké gény, z ktorých je miRNA transkribovaná, ako aj mnoho ďalších génov.

siRNA: SiRNA reguluje iba gény, z ktorých je siRNA transkribovaná.

Klinické aplikácie

miRNA: MiRNA slúži ako cieľ liečiva, terapeutické činidlo alebo nástroj na diagnostiku a biomarker.

siRNA: SiRNA slúži ako terapeutické činidlo.

Záver

MiRNA a siRNA sú dva typy nekódujúcej RNA, ktoré sa podieľajú na regulácii génovej expresie. MiRNA aj siRNA sú dvojvláknové molekuly RNA. Oba typy RNA podliehajú podobným mechanizmom umlčania génov procesom známym ako interferencia RNA. MiRNA je však schopná zacieliť na mnoho typov RNA, pretože sekvencia miRNA je komplementárna k nepreloženým oblastiam mRNA. Na druhej strane siRNA je schopná zacieliť iba na vybraný typ mRNA. Preto je hlavným rozdielom medzi miRNA a siRNA špecifickosť každého typu RNA v interferencii RNA.

Referencia:

1. „Úvod do MiRNA (mikroRNA).“ Sigma-Aldrich. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 24. júla 2017. 2. „Aplikácie SiRNA.“ Aplikácie - siRNA | GE Dharmacon. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 24. júla 2017. 3. „SiRNA versus miRNA as Therapeutics for Gene Silencing.“ ScienceDirect. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 24. júla 2017.

Obrázok so súhlasom:

1. „MiRNA“ od Kelvinsong-vlastná práca (CC BY 3.0) prostredníctvom Commons Wikimedia 2. „Mechanizmus SiRNA.2“ od Singh135-vlastná práca (CC BY-SA 4.0) prostredníctvom Commons Wikimedia