RNA interference Premio NOBEL 2006 Fire e Mello

Gene expression Central dogma of molecular biology

Le funzioni dell’RNA RNA a singolo filamento è un intermedio cruciale dell’espressione genica; RNA transfer e ribosomale hanno funzioni strutturali, catalitiche e di decodifica dell’informazione nella biosintesi proteica;

Nel 1998 Fire e Mello annunciano la scoperta dell’RNA interference nel verme.

RNA interference

Cosa è? Ė una forma di “silenziamento” genico (post-trascriptional gene silencing, PTGS) mediata da un doppio filamento di RNA (dsRNA). In pratica… Ė un processo in cui un doppio filamento di RNA segnala la degradazione di un RNA messaggero omologo.

Diversi tipi di RNA interference Micro interference RNA (miRNA o MIR) Sequenze presenti nel nostro genoma, nella regione non coding del DNA Small interference RNA (siRNA) RNA a doppio filamento Inseriti artificialmente

Come si formano i MIR lunghi mRNA trascritti nel nucleo Struttura ad ansa e stelo Contengono due sequenze complementari con una non complementare al centro (ansa) Si ripiegano a formare un hairpin PRE-PRO-MIR

Fasi di maturazione dei MIR Il precursore miRNA è processato dall’enzima Drosha in pre-miRNA di 70 nucleotidi; Il pre-miRNA è traslocato nel citoplasma da una proteina chiamata esportina-5; Viene ulteriormente processato dall’enzima DICER in MIR maturo di 20-22 nucleotidi

Come viene silenziato un gene? Uno dei due filamenti del MIR (quello complementare all’RNAm) è incorporato in un complesso proteico chiamato RISC (RNA-induced silencing complex). Il RISC ha il compito di proteggere e guidare il MIR sul suo bersaglio/i

Come i MIR modulano la trascrizione genica? Il mir riconosce per complementarietà NON PERFETTA la sequenza al 3’ dell’RNAm Questo causa un ingombro sterico che impedisce al ribosoma di cominciare la traduzione

Come i siRNA modulano la trascrizione genica? A differenza dei MIR, i siRNA (RNA silenziatori artificiali) riconoscono una sequenza PERFETTAMENTE COMPLEMENTARE dell’mRNA Ne inducono la degradazione attivando un enzima presente nel RISC

Utilizzo dei MIR nella ricerca

Un esempio in Drosophila Espressione di un shRNA per il gene “white” Mancanza di pigmentazione