Premio NOBEL 2006
RNA interference
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 (posttrascriptional 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
nel nucleo
• Struttura
stelo
ad
trascritti
ansa
e
• 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
dell’mRNA
COMPLEMENTARE
• 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