RNA interferencePremio 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).

Ė un processo in cui un doppio filamento di RNA segnala la degradazione di un

RNA messaggero omologo.

In pratica…

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

• 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

Come si formano i 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

Fasi di maturazione dei MIR

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

• 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

Come i siRNA modulano la trascrizione genica?

Utilizzo dei MIR nella ricerca

Un esempio in DrosophilaEspressione di un shRNA per il gene

“white”

Mancanza di pigmentazione