Bộ máy can thiệp RNAi Can thiệp RNA

Các thành phần tham gia vào quá trình can thiệp RNAi gồm siRNA và miRNA.

  • siRNA
  • dsRNA (double strand RNA – RNA sợi đôi) là những đoạn RNA dài mạch kép có trình tự bổ sung với gene đích (target RNA) có 2 đầu thò là 3’OH.
  • Dicer: Là một loại enzyme endonuclease (Ribonuclease III) chịu trách nhiệm hoàn thiện sợi dsRNA.
  • Phức hệ RISC (RNA – incluced silencing complex): Phức hệ tắt gene kích ứng bởi RNA. Phức hệ này có chứa enzyme helicase và một số protein trong đó quan trọng nhất là protein thuộc họ Agronaut (liên kết RNA) hoạt động như một endonuclea và cắt mRNA.
  • siRNA (small interfeing RNA): là RNA can thiệp kích thước nhỏ được tạo ra từ dsRNA.
  • miRNA là những đoạn RNA ngắn khoảng từ 19 –24 nucleotide, không tham gia vào quá trình tổng hợp protein. Bộ máy miRNA bao gồm:
  • Pri- mRNA (primary- mRNA) là chuỗi mRNA nguyên thuỷ, dài hàng nghìn nucleotide và mang đầu 5’CAP, đuôi poly A. Pri- mRNA chứa ít nhất một hay nhiều vòng kẹp tóc (hairpin) mỗi vòng dài khoảng 70 nucleotide.
  • Phức hệ RISC (RNA – incluced silencing complex): Phức hệ tắt gen kích ứng bởi RNA. Phức hệ này có chứa enzyme helicase và một số protein trong đó quan trọng nhất là protein thuộc họ Agronaut (liên kết RNA) hoạt động như một endonuclea và cắt mRNA.
  • Hai enzyme cắt là Drosha ở trong nhân tế bào và Dicer ở ngoài tế bào chất

Con đường hình thành siRNA

Quá trình hình thành siRNA diễn ra ở tế bào chất (cytoplasma). RNAi được kích hoạt bởi dsRNA có đầy đủ các cặp base và có ít nhất 21 -23 cặp base. Còn những phân tử dsRNA dài sẽ được là cắt thành những mảnh có độ dài khoảng 21-23 bp bởi một enzyme ngoài tế bào chất được gọi là "Dicer".

Những mảnh RNA được gọi tắt là siRNA (short interfering RNA - RNA ngắn can thiệp) và liên kết bởi protein của RNA- phức hệ gây nên sự im lặng (RISC). Những phức hệ RISC nhận ra và làm suy biến RNA sợi đơn tương ứng trong trình tự siRNA. dsRNA (double strand RNA) là đoạn RNA dài mạch kép mang trình tự bắt cặp bổ sung được với gene mục tiêu.

Khi dsRNA vào tế bào, nó bị Dicer (một loại enzyme cắt RNA mạch kép) cắt thành những đọan ngắn gọi là siRNA (small interfering RNA). Một mạch đơn của siRNA gắn với RISC (RNA - induced silencing complex) tạo phức hợp. Phức hợp này tương tác với mRNA của gene mục tiêu và cắt nhỏ mRNA này.

Trong 2 mạch đơn này, chỉ mạch nào có đầu 5’ có hoạt lực với Agronauttrong phức hệ RISC mới gắn được với phức hệ RISC => tạo phức hợp siRNA-RISC. Mạch còn lại đầu 5’ không có hoạt lực với Agronaut => không liên kết với RISC được. Sự xuất hiện của mạch đơn siRNA sẽ hoạt hoá RISC thành trạng thái hoạt động (RISC*).

Con đường hình thành miRNA

Quá trình hình thành miRNA diễn ra ở nhân tế bào (nuclear) và trong tế bào chất (cytoplasma)

Ở trong nhân, các phân tử miRNA được tạo ra thông qua quá trình phiên mã từ các gene gọi là các phân tử miRNA nguyên thuỷ (pri- miRNA), các phân tử này có chứa các cấu trúc kẹp tóc (hairpin). Các phân tử pri-miRNA được cắt bởi enzyme Drosha để tạo thành những sợi Pre-miRNA (phân tử tiền microRNA)=> gọi là quá trình chế biến pri- miRNA. Các phân tử Pre- miRNA sẽ được di chuyển ra ngoài tế bào chất.

Ngoài tế bào chất, Pre- miRNA sau khi được di chuyển ra ngoài tế bào chất sẽ được enzyme Dicer cắt thành những đoạn RNA nhỏ (khoảng 19 – 21 nu). Các đoạn miRNA được tách đôi, tạo ra các sợi miRNA đơn. Trong đó sợi có đầu 5’ có hoạt lực với Agronaut trong phức hợp RISC => sẽ kết hợp với phức hợp RISC tạo thành phức hệ miRNA-RISC.

Sự khác nhau giữa siRNA và miRNA

Về mặt nguồn gốc, RNA mạch kép (dsRNA) có cấu trúc là chuỗi xoắn kép. Tiền miRNA(Pre-miRNA) có cấu trúc dạng thân vòng (steen-loop) hay dạng kẹp tóc (hairpin).

Xét về vị trí hình thành, chúng xảy ra ở ngoài tế bào chất. Trong nhân và ngoài tế bào chất.