Belangrijkste verschil - miRNA versus siRNA

miRNA en siRNA zijn twee soorten niet-coderend RNA die betrokken zijn bij de genregulatie. Ze dienen ook als een nieuwe klasse van therapeutische middelen bij de behandeling van kankers en infecties. Zowel miRNA als siRNA zijn korte, duplex RNA-moleculen, die gen-uitschakelingseffecten uitoefenen door zich te richten op boodschapper-RNA (mRNA) op posttranscriptioneel niveau. Hoewel hun functie vergelijkbaar is bij het uitschakelen van genen, verschillen de werkingsmechanismen en klinische toepassingen van elkaar. De grootste verschil tussen miRNA en siRNA is dat: miRNA kan inwerken op meerdere mRNA-doelen, maar siRNA werkt op slechts een enkel mRNA-doelwit, dat zeer specifiek is voor het type siRNA. De therapeutische benaderingen van miRNA en siRNA zijn dus ook verschillend van elkaar.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is miRNA - Definitie, functies, functie 2. Wat is siRNA - Definitie, functies, functie 3. Wat zijn de overeenkomsten tussen miRNA en siRNA? – Overzicht van gemeenschappelijke functies 4. Wat is het verschil tussen miRNA en siRNA? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

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

Wat is miRNA

De microRNA (miRNA) is een kort, enkelstrengs RNA-molecuul, bestaande uit 19-25 nucleotiden. Het eerste miRNA werd in 1993 ontdekt in C. Elegans. miRNA is een klasse van klein interfererend RNA, dat de genexpressie op post-transcriptioneel niveau remt. De transcriptie van miRNA-genen wordt gedaan door RNA-polymerase om primair miRNA (pri-miRNA) te produceren. De pri-miRNA is 5'-capped, gepolyadenyleerd aan het 3'-uiteinde en vormt een dubbelstrengige stamlusstructuur. Deze pri-miRNA-moleculen worden gesplitst door een microprocessorcomplex, waardoor de voorloper miRNA (pre-miRNA) wordt gevormd. De duplexmoleculen van pre-miRNA omvatten 70-100 nucleotiden. Exportine 5-eiwit transporteert de pre-miRNA-moleculen naar het cytoplasma vanuit de kern voor verdere verwerking tot miRNA door Dicer-eiwitten. Daarom is miRNA een RNA-duplex, bestaande uit 18-25 nucleotiden. Dicer-eiwitten zijn een gespecialiseerd type RNase III-achtig enzym.

Figuur 1: De vorming en functie van miRNA

De associatie van miRNA met het RNA-geïnduceerde silencing complex (RISC) eiwit vormt een complex genaamd miRISC. De sense-streng van het miRNA wordt vrijgegeven bij het miRISC-complex. Vervolgens worden mRNA's met de complementaire sequenties van de antisense RNA-streng in het miRISC-complex geselecteerd door gedeeltelijke complementaire basenparing. Deze binding van miRISC-complex met het doelwit-mRNA kan de translatie onderdrukken, het mRNA-molecuul afbreken of het mRNA-molecuul splitsen.

Wat is siRNA

De klein storend RNA (siRNA) is het andere type kort, duplex-RNA, dat de genexpressie tot zwijgen brengt door het mRNA te splitsen. Het siRNA werd ook voor het eerst ontdekt in C. Elegans in een proces genaamd RNA-interferentie (RNAi) van effectieve genremming door exogeen RNA. Dubbelstrengs RNA (dsRNA)-moleculen kunnen in de cel worden gegenereerd door transcriptie van cellulaire genen, het infecteren van pathogenen of kunstmatige introductie. Dit dsRNA wordt door Dicer-eiwitten gesplitst in kleine dsRNA's die bekend staan ​​als siRNA. Deze siRNA's zijn 21-23 nucleotiden lang met twee overhangende nucleotiden aan het 3'-uiteinde. Het siRNA in het cytoplasma is geassocieerd met RISC-eiwitten en de sense-streng van het siRNA-molecuul wordt gesplitst door een endonuclease genaamd argonaute 2 (AGO2) -component van de RISC. Het betreffende mRNA-molecuul wordt herkend door de antisense-RNA-streng van het siRNA, die nog aan het RISC-eiwit is vastgehecht. De splitsing van het doelwit-mRNA-molecuul wordt gedaan door de AGO2-component.

Figuur 2: Gen-uitschakeling door siRNA

Aangezien siRNA zich alleen op een specifiek mRNA-molecuul kan richten, kan door het siRNA een specifieke silencing van genexpressie worden bereikt. Bovendien, aangezien siRNA van nature afwezig is in zoogdieren, kan het worden gebruikt als een specifiek therapeutisch middel.

Overeenkomsten tussen miRNA en siRNA

Verschil tussen miRNA en siRNA

Definitie

miRNA: Het miRNA is een kort segment van RNA dat de genexpressie onderdrukt door te binden aan de complementaire segmenten van boodschapper-RNA.

siRNA: Het siRNA is een kort segment van RNA dat opereert in de RNA-interferentie (RNAi) route.

Voorval

miRNA: Het miRNA wordt gevonden in dieren en planten.

siRNA: Het siRNA wordt gevonden in lagere dieren en planten, maar niet in zoogdieren.

Structuur

miRNA: miRNA is een 18-25 nucleotiden lang enkelstrengs molecuul met twee overhangende nucleotiden aan het 3'-uiteinde.

siRNA: siRNA is een duplexmolecuul van 21-23 nucleotiden lang met twee overhangende nucleotiden aan het 3'-uiteinde.

Voorafgaand aan Dicer-verwerking

miRNA: Voorafgaand aan de verwerking van de blokjessnijder bevindt miRNA zich in zijn voorloper-miRNA-vorm, met 70-100 nucleotiden met verspreide mismatches. Het pre-miRNA bestaat in een haarspeldlusstructuur.

siRNA: Voorafgaand aan de verwerking van de blokjes is siRNA een dubbelstrengs RNA-molecuul dat 30-100 nucleotiden bevat.

complementariteit

miRNA: Het miRNA is gedeeltelijk complementair aan het mRNA. Het richt zich voornamelijk op de niet-vertaalde regio's van het miRNA.

siRNA: Het siRNA is volledig complementair aan het doel-mRNA.

Aantal mRNA-doelen

miRNA: Het miRNA kan zich op meer dan 100 mRNA-types tegelijkertijd richten.

siRNA: Het siRNA kan zich op slechts één mRNA-type richten.

Mechanisme van genregulatie

miRNA: Het miRNA onderdrukt de translatie door afbraak van mRNA. De endonucleolytische splitsing komt zelden voor in miRNA wanneer een hoge mate van complementariteit wordt gevonden in het doelwit.

siRNA: Het siRNA reguleert genexpressie door endonucleolytische splitsing.

Regulatie

miRNA: Het miRNA reguleert dezelfde genen waarvan het miRNA wordt getranscribeerd, evenals vele andere genen.

siRNA: Het siRNA reguleert alleen de genen waarvan het siRNA wordt getranscribeerd.

Klinische toepassingen

miRNA: Het miRNA dient als een medicijndoelwit, therapeutisch middel of diagnostisch en biomarker-instrument.

siRNA: Het siRNA dient als een therapeutisch middel.

Conclusie

Het miRNA en siRNA zijn de twee soorten niet-coderend RNA, die betrokken zijn bij de regulatie van genexpressie. Zowel miRNA als siRNA zijn dubbelstrengs RNA-moleculen. Beide typen RNA ondergaan vergelijkbare mechanismen van genuitschakeling door een proces dat bekend staat als RNA-interferentie. MiRNA is echter in staat om zich op vele soorten RNA te richten, omdat de sequentie van miRNA complementair is aan de niet-vertaalde regio's van een mRNA. Aan de andere kant kan siRNA zich alleen richten op een geselecteerd type mRNA. Daarom is het belangrijkste verschil tussen miRNA en siRNA de specificiteit van elk RNA-type bij RNA-interferentie.

Verwijzing:

1. "MiRNA (microRNA) Inleiding." Sigma-Aldrich. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 24 juli 2017. 2. "SiRNA-toepassingen." Toepassingen – siRNA | GE Dharmacon. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 24 juli 2017. 3. "SiRNA versus miRNA als therapie voor genuitschakeling." WetenschapDirect. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 24 juli 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "MiRNA" door Kelvinsong - Eigen werk (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. "SiRNA-mechanisme.2" door Singh135 - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia