2) связывание молекул коротких интерферирующих РНК с рибосомой, для предотвращения трансляции вирусных мРНК
3) блокировка трансляции молекул мРНК молекулами антисмысловой РНК
4) расщепление двунитевых молекул РНК-нуклеазой в молекулы коротких интерферирующих РНК (+)
РНК-интерференция — это посттранскрипционный механизм регуляции экспрессии генов, при котором двуцепочечная РНК распознаётся эндорибонуклеазой Dicer и расщепляется на короткие интерферирующие РНК (siRNA) длиной примерно 21–23 нуклеотида. Поэтому верным является вариант, указывающий на образование siRNA из двуцепочечной РНК под действием РНК-нуклеазы. Расщепление происходит с формированием коротких фрагментов, имеющих характерные двухнуклеотидные выступающие 3′-концы.
После образования siRNA одна из её цепей включается в РНК-индуцируемый комплекс подавления экспрессии генов — RISC. Направляющая цепь siRNA обеспечивает комплементарное связывание комплекса с молекулой-мишенью мРНК, а белок семейства Argonaute осуществляет её эндонуклеолитическое расщепление. Деградация мРНК предотвращает синтез соответствующего белка; связывание siRNA непосредственно с рибосомой для этого механизма не требуется.
РНК-интерференция отличается от простого действия антисмысловой РНК наличием ферментативного каскада, включающего Dicer, RISC и Argonaute. Хотя итогом обоих процессов может быть подавление трансляции, при siRNA-интерференции ключевым событием обычно становится специфическое разрушение комплементарной мРНК. Механизм участвует в противовирусной защите, подавлении активности мобильных генетических элементов и экспериментальном выключении генов.
| Компонент или этап | Функция | Отличительный признак |
|---|---|---|
| Двуцепочечная РНК | Служит исходным субстратом для запуска интерференции | Распознаётся как предшественник малых регуляторных РНК |
| Dicer | Расщепляет двуцепочечную РНК на короткие фрагменты | Относится к эндорибонуклеазам семейства RNase III |
| siRNA | Определяет последовательность мРНК-мишени | Обладает высокой степенью комплементарности к мРНК |
| RISC | Обеспечивает распознавание и подавление мРНК | Содержит направляющую цепь малой РНК |
| Argonaute | Катализирует расщепление комплементарной мРНК | Является основным эффекторным белком комплекса RISC |
| Рибосома | Осуществляет синтез белка по матрице мРНК | Не является первичной мишенью siRNA |
| Антисмысловая РНК | Может препятствовать трансляции или изменять стабильность РНК | Не обязательно требует образования siRNA и участия Dicer |
Сходный по общему принципу путь с участием микроРНК чаще вызывает торможение трансляции и постепенную дестабилизацию мРНК при неполной комплементарности. Для siRNA характерно почти полное соответствие последовательности мишени, что способствует точному расщеплению транскрипта. Специфичность этого механизма используется в молекулярной диагностике, функциональной геномике и разработке препаратов, направленных на подавление синтеза патологических белков. Эффективность терапевтических siRNA зависит не только от выбора мишени, но и от доставки молекулы в нужные клетки и защиты её от внеклеточных нуклеаз.