El ARN de interferencia pequeño ( siRNA ), a veces conocido como ARN de interferencia corto o ARN silenciador , es una clase de ARN de doble cadena en las primeras moléculas de ARN no codificantes , típicamente de 20 a 24 (normalmente 21) pares de bases de longitud, similar a miARN . y operar dentro de la vía de interferencia de ARN (ARNi). Interfiere con la expresión de genes específicos con secuencias de nucleótidos complementarias al degradar el ARNm después de la transcripción, impidiendo la traducción . [1] [2]
Los siRNA naturales tienen una estructura bien definida que es un ARN bicatenario (dsRNA) corto (normalmente de 20 a 24 pb ) con extremos 5' fosforilados y extremos 3' hidroxilados con dos nucleótidos colgantes. La enzima Dicer cataliza la producción de siRNAs a partir de dsRNAs largos y pequeños RNAs de horquilla . [3] Los siRNA también se pueden introducir en las células mediante transfección . Dado que, en principio, cualquier gen puede ser derribado por un siRNA sintético con una secuencia complementaria, los siRNA son una herramienta importante para validar la función génica y la orientación de fármacos en la era posgenómica.
En 1998, Andrew Fire en la Carnegie Institution for Science en Washington DC y Craig Mello en la Universidad de Massachusetts en Worcester descubrieron el mecanismo de ARNi mientras trabajaban en la expresión génica en el nematodo Caenorhabditis elegans . [4] Ganaron el premio Nobel por su investigación con RNAi en 2006. El grupo de David Baulcombe en el Laboratorio Sainsbury en Norwich , Inglaterra , descubrió los siRNA y su papel en el silenciamiento génico postranscripcional (PTGS) en plantas .y se informó en Science en 1999. [5] Thomas Tuschl y sus colegas pronto informaron en Nature que los ARNsi sintéticos podrían inducir ARNi en células de mamíferos. [6] En 2001, la expresión de un gen específico se silenció con éxito mediante la introducción de siRNA sintetizado químicamente en células de mamíferos (Tuschl et al.). Estos descubrimientos generaron un aumento en el interés por aprovechar el RNAi para la investigación biomédica y el desarrollo de fármacos . Se han realizado avances significativos en las terapias de ARNip con nanopartículas orgánicas (basadas en carbono) e inorgánicas (no basadas en carbono) , que han tenido éxito en la administración de fármacos al cerebro ., que ofrece métodos prometedores para administrar tratamientos en sujetos humanos. Sin embargo, las aplicaciones humanas de siRNA han tenido limitaciones significativas para su éxito. Uno de estos está fuera de la orientación. [2] También existe la posibilidad de que estas terapias puedan desencadenar la inmunidad innata . [4] Los modelos animales no han logrado representar con precisión el alcance de esta respuesta en humanos. Por lo tanto, estudiar los efectos de las terapias con ARNip ha sido un desafío.
En los últimos años, se han aprobado terapias con ARNip y se han establecido nuevos métodos para superar estos desafíos. Hay terapias aprobadas disponibles para uso comercial y varias actualmente en trámite esperando obtener aprobación. [ cita requerida ] [7]
El mecanismo por el cual el siRNA natural provoca el silenciamiento génico a través de la represión de la traducción es el siguiente:
El siARN también es similar al miARN , sin embargo, los miARN se derivan de productos de ARN de bucle de tallo más cortos, por lo general silencian los genes mediante la represión de la traducción y tienen una especificidad de acción más amplia, mientras que los siARN generalmente funcionan escindiendo el ARNm antes de la traducción y tienen un 100 % de complementariedad. por lo tanto, una especificidad de diana muy estrecha. [8] [9]