RNAi

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

יש לך הודעות חדשות (השווה לגרסה הקודמת).

RNAi (ראשי תיבות של RNA interference, באנגלית: "הפרעה ל-RNA") הינה תופעה גנטית המאופיינת בהקטנה משמעותית בביטוי גן ספציפי והחלבון אליו הוא מקודד, כתוצאה מנוכחותו של RNA דו-גדילי המכיל את הגדיל המשלים לגן. לתופעה תפקיד חשוב בוויסות מחזור התא וכן בויסות תגובה למצבי עקה שונים, בכללם מחסור בחומרי מזון והתקפה ויראלית.

RNAi היא תופעה שאופיינה לראשונה ב 1998 כאשר RNA דו-גדילי ארוך שהוכנס לתאים של התולעת השטוחה Caenorhabditis elegans הפריע לביטוי של גנים בעלי רצף ספציפי. מאז אופיינה התופעה כמעט בכל היצורים האאוקריוטים, ומכאן שהיא שמורה מבחינה אבולוציונית. מנגנון ה-RNAi אופיין לראשונה על ידי אנדרו פייר (Andrew Fire) וקרייג מלו (Craig Mello) בשנת 1998. תגלית זאת זיכתה את המדענים בפרס נובל לפיזיולוגיה ורפואה לשנת 2006, זאת למרות שעד כה אין לתהליך ישומים רפואיים, אלא מדעיים בלבד.

[עריכה] סקירה

בתהליך ה-RNAi מפורקים מקטעי mRNA, ובכך נמנע תרגומם וביטוי הגן שקודד להם.

נראה ש-RNAi התפתח כדי להגן על התא מפני רטרו-וירוסים (דוגמה לרטרו-וירוס: HIV, הנגיף הגורם למחלת האיידס), כנגד טרנספוזונים שמקורם בגנום המארח, וכנגד התבטאות עודפת של גנים שעלולה לגרום למחלות. כיום נתגלתה התופעה ברוב היצורים החיים בעלי הגרעין (איקריוטים).

[עריכה] מנגנון הפעולה

המנגנון ידוע רק בחלקו, והוא תלוי במידת ההתאמה לרצף המטרה ובמקור ה-RNA.

siRNA נוצרים על ידי חיתוך של גדילי RNA כפולים וארוכים (dsRNA), שמקורם הוא בדרך כלל מחוץ לתא ושהם בעלי התאמה מלאה לרצף המטרה. siRNA יחבור לחלבון ויגרום לשבירת הגדיל. miRNA בעל התאמה חלקית (ושמקורם פנימי) יתלבשו על הגדיל וימנעו בכך את תרגומו לחלבון בריבוזום.

כאשר RNA דו-גדילי ארוך נכנס לתא הוא מזוהה ועובר ביקוע על ידי האנזים Dicer, סוג של רנ"אז. חיתוך על ידי ה-Dicer יוצר RNA דו-גדיליים קצרים שמאופיינים בקצוות דביקים. אלה הם הsiRNA.

ה-siRNA יוצר קומפלקס עם החלבון RISC. בשלב זה הקומפלקס משחרר את הגדיל הלא-משלים ונשאר קשור לגדיל המשלים. בשלב הבא, מזהה הקומפלקס גדיל RNA דו-גדילי נוסף בעל רצף משלים. הקומפלקס נקשר למולקולה זו ומבקע אותה. הוא אף חוזר על התהליך מספר פעמים עם מספר מולקולות שונות. את שברי ה-RNA מפרקים אנזימי רנ"אז, ובכך נגרמת השתקה של הגן.

נראה שתהליך זה מוגבר בתוך התא. הרנ"א הפגום עשוי לשמש כעותק לייצור RNA חדש באמצעות RNA פולימראז תלוי רנ"א. תהליך זה מסתמך על סינתזת RNA ללא תחל (פריימר) שבה ה-RNA הפגום משמש כתבנית. ה-RNA הדו-גדילי שנוצר הוא הסובסטרט ל-Dicer שמייצר עוד siRNA.

בפטריות, צמחים, תולעים ויונקים ישנו צעד הגברה נוסף: siRNA חד-גדיליים שאינם קשורים ב-RISC נקשרים ל-RNA; המטרה שלהם בדרך כלשהיא ספציפית לרצף. הם מהווים תחל ל-RNA פולימראז שמתחיל מהם את האנטיסנס של גדיל ה-RNA. הדו-גדיל שנוצר מהווה סובסטרט ל-Dicer שחותך אותו ל-siRNA .siRNA אלה בתורם יכולים לחבור ל-RISC לביקוע או להוות תחלים של פולימריזציית RNA מתווכת RNA.

מנגנון זה אף אחראי בדרך לא ידועה להתפשטות RNAi ברקמה.

miRNA הם קטעי RNA קטנים שלא מתורגמים לחלבונים. הם מקודדים על ידי הגנום של האורגניזם, ונוצרים על ידי עיבוד של RNA קצרים בצורת סיכות ראש (RNA hairpins). תפקידם לעכב את תרגום ה-mRNA באמצעות התאמה חלקית לרצף המטרה.

[עריכה] RNAi ברפואה ובמחקר

באופן פוטנציאלי לשיטה אפליקציות רפואיות: על ידי דיכוי ביטויים של גנים פגועים או כאלה שמקורם בנגיפים, ניתן לעקב את התפרצותם של מחלות: ריפוי גני, החשיבות הרבה המיוחסת לריפוי גנטי נובע מין העובדה שלמחלות גנטיות רבות כמו מחלת הנטינגטון אין תרופה. ישנם מספר שיטות לריפוי גנטי בעזרת RNAi: כדי להשיג אפקט טיפולי מתמשך יש להחדיר פלסמיד או וירוס מהונדס המקודד ל RNAi שיטה זאת הוכיחה את עצמה במספר מודלים של מחלות וירליות וגנטיות בבעלי חיים, בכללם בצהבת B. שיטה שנייה לריפוי גנטי היא החדרה ישירה של RNAi לגוף על ידי הזרקה מקומית, הזרקה לוריד או החדרה לראות בשאיפה, ה RNA חודר לתאי הגוף בזכות פולימרים המאפשרים את חדירתו דרך ממברנת התא. שיטה זאת הוכחה בבעלי חיים בהשתקת הגן apoB המעורב ביצירת כולסטרול.

עד כה לא הגיעה אף אחת מן הטכנולוגיות של ריפוי גנטי לאישור סופי של הראשות המזון והתרופות האמריקנית לשימוש בבני אדם, זאת בגלל היעילות הנמוכה של השיטות, ההפעלה הלא מבוקרת של התגובה החיסונית והסכנה שחדירת פלסמיד לDNA הגנום.

נכון לזמן זה RNAi משמש רק ככלי מחקר בסיסי בביולוגיה מולקולרית כאמצעי להשתקת התבטאותם של גנים (Knockdown) במחקרים שמטרתם לבחון את התפקיד שממלאים גנים אלו.