Forskjellen mellom miRNA og siRNA

Hovedforskjell - miRNA vs siRNA

miRNA og siRNA er to typer ikke-kodende RNA som er involvert i genreguleringen. De tjener også som en ny klasse av terapeutiske midler i behandling av kreft og infeksjoner. Både miRNA og siRNA er korte, dupleks-RNA-molekyler, som utøver gensynningseffekter ved å målrette messenger-RNA (mRNA) på posttransskripsjonsnivå. Selv om funksjonen er lik i genstansing, er virkningsmekanismer og kliniske anvendelser forskjellige fra hverandre. De hovedforskjell mellom miRNA og siRNA er det miRNA kan virke på flere mRNA-mål, men siRNA virker på bare et enkelt mRNA-mål, som er svært spesifikt for typen siRNA. Således er de terapeutiske tilnærmingene til miRNA og siRNA også forskjellige for hverandre.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er miRNA
      - Definisjon, Funksjoner, Funksjon
2. Hva er siRNA
      - Definisjon, Funksjoner, Funksjon
3. Hva er likhetene mellom miRNA og siRNA
      - Oversikt over vanlige funksjoner
4. Hva er forskjellen mellom miRNA og siRNA
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelbegreper: AGO2, Dicer, Gene Silencing, MicroRNA (miRNA), pri-miRNA, RISC, RNA interferens (RNAi), Small Interfering RNA (siRNA)

Hva er miRNA

De mikroRNA (miRNA) er et kort, enkeltstrenget RNA-molekyl, bestående av 19-25 nukleotider. Den første miRNA ble oppdaget i C. Elegans i 1993. miRNA er en klasse av liten interfererende RNA, som hemmer genuttrykket på post-transkripsjonsnivå. Transkripsjonen av miRNA-gener utføres ved RNA-polymerase for å produsere primær miRNA (pri-miRNA). De pri-miRNA er 5'-takket, polyadenylert ved sin 3'-ende, og det danner en dobbeltstrenget stammeløsningsstruktur. Disse prim-miRNA-molekylene spaltes av et mikroprosessorkompleks som danner forløper-miRNA (pre-miRNA). De tosidige molekylene av pre-miRNA omfatter 70-100 nukleotider. Exportin 5-protein transporterer pre-miRNA-molekylene inn i cytoplasma fra kjernen for videre behandling i miRNA med Dicer-proteiner. Derfor er miRNA et RNA-dupleks, bestående av 18-25 nukleotider. Dikserproteiner er en spesialisert type RNase III-lignende enzym.

Figur 1: Formasjonen og funksjonen av miRNA

Forbindelsen av miRNA med RNA-indusert silestekompleks (RISC) protein danner et kompleks kalt miRISC. Forstandsstrengen til miRNA er utgitt på miRISC-komplekset. Deretter selekteres mRNAer med komplementære sekvenser til antisense RNA-strengen i miRISC-komplekset ved delvis komplementær baseparering. Denne bindingen av miRISC-kompleks med målet mRNA kan undertrykke oversettelsen, nedbryte mRNA-molekylet eller spalte mRNA-molekylet.

Hva er siRNA

De lite forstyrrende RNA (siRNA) er den andre typen kort, tosidig RNA, som tyder på genuttrykket ved å spalte mRNA. SiRNA ble også først oppdaget i C. Elegans i en prosess som heter RNA interferens (RNAi) for effektiv geninhibering av eksogent RNA. Dobbelstrengede RNA (dsRNA) molekyler kan genereres inne i cellen ved transkripsjon av cellulære gener, infisere patogener eller kunstig introduksjon. Dette dsRNA spaltes av Dicer-proteiner i små dsRNAer kjent som siRNA. Disse siRNAene er 21-23 nukleotider lange med to nukleotider overheng i 3'-enden. SiRNA i cytoplasma er assosiert med RISC-proteiner og sansstrengen av siRNA-molekylet spaltes av en endonuklease kalt argonaute 2 (AGO2) -komponent av RISC. Det aktuelle mRNA-molekylet gjenkjennes av antisense-RNA-strengen av siRNA, som fortsatt er festet til RISC-proteinet. Spaltningen av målmRNA-molekylet utføres av AGO2-komponenten.

Figur 2: Gene silencing av siRNA

Siden siRNA kun kan målrette mot et spesifikt mRNA-molekyl, kan en spesifikk silencing av genuttrykk oppnås av siRNA. Siden siRNA er naturlig fraværende i pattedyr, kan det dessuten brukes som et spesifikt terapeutisk middel.

Likheter mellom miRNA og siRNA

Både miRNA og siRNA er korte, tosidige RNA-molekyler.
Både miRNA og siRNA er typer ikke-kodende RNA involvert i genreguleringen
Begge typer RNA utøver genavstivningseffekter ved å målrette messenger-RNA på posttransskripsjonsnivå.
Begge fungerer som en ny klasse av terapeutiske midler i behandling av kreft og infeksjoner.

Forskjellen mellom miRNA og siRNA

Definisjon

miRNA: MiRNA er et kort segment av RNA som undertrykker genuttrykket ved binding til komplementære segmenter av messenger RNA.

siRNA: SiRNA er et kort segment av RNA som opererer i RNA interferens (RNAi) -banen.

Hendelse

miRNA: MiRNA finnes i dyr og planter.

siRNA: SiRNA finnes i lavere dyr og planter, men ikke i pattedyr.

Struktur

miRNA: miRNA er et 18-25 nukleotid langt enkeltstrenget molekyl med to nukleotider overhung på 3'-enden.

siRNA: siRNA er et 21-23 nukleotid langt dupleksmolekyl med to nukleotider overheng ved 3'-enden.

Før Dicer Processing

miRNA: Før dicerbehandling, er miRNA i sin forløper-miRNA-form, som inneholder 70-100 nukleotider med spredte feilmatcher. Pre-miRNA finnes i en hårnålsløyfestruktur.

siRNA: Før dicerbehandling er siRNA et dobbeltstrenget RNA-molekyl som inneholder 30-100 nukleotider.

Complementariness

miRNA: MiRNA er delvis komplementær til mRNA. Den retter seg hovedsakelig mot de ikke-translaterte områdene av miRNA.

siRNA: SiRNA er fullt komplementært til målet mRNA.

Antall mRNA-mål

miRNA: MiRNA er i stand til å målrette over 100 mRNA-typer samtidig.

siRNA: SiRNA er i stand til å målrette mot bare en mRNA type.

Mekanisme for genregulering

miRNA: MiRNAen undertrykker oversettelsen ved nedbrytning av mRNA. Endonukleolytisk spaltning forekommer sjelden i miRNA når en høy komplementaritet er funnet i målet.

siRNA: SiRNA regulerer genuttrykk ved endonukleolytisk spaltning.

Regulering

miRNA: MiRNA regulerer de samme gener som miRNA transkriberes i, så vel som mange andre gener.

siRNA: SiRNA regulerer bare de gener som siRNA transkriberes fra.

Kliniske applikasjoner

miRNA: Den miRNA fungerer som et stoffmål, terapeutisk middel eller diagnostisk og biomarker verktøy.

siRNA: SiRNAet fungerer som et terapeutisk middel.

Konklusjon

MiRNA og siRNA er de to typer ikke-kodende RNA, som er involvert i reguleringen av genuttrykk. Både miRNA og siRNA er dobbeltstrengede RNA-molekyler. Begge typer RNA gjennomgår lignende mekanismer for gen-silencing ved en prosess kjent som RNA-interferens. Imidlertid er miRNA i stand til å målrette mot mange typer RNA siden sekvensen av miRNA er komplementær til de ikke translaterte regioner av et mRNA. På den annen side er siRNA i stand til å målrette bare en valgt type mRNA. Derfor er hovedforskjellen mellom miRNA og siRNA spesifisiteten av hver RNA-type i RNA-interferens.

Henvisning:

1. "MiRNA (microRNA) Introduksjon." Sigma-Aldrich. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 24. juli 2017.
2. "SiRNA Applications." Programmer - siRNA | GE Dharmacon. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 24. juli 2017.
3. "SiRNA Versus miRNA som terapeutikk for gensletting." ScienceDirect. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 24. juli 2017.

Bilde Courtesy:

1. "MiRNA" Av Kelvinsong - Eget arbeid (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "SiRNA mechanism.2" Av Singh135 - Eget arbeid (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Vitenskap