Skillnad mellan miRNA och siRNA

Huvudskillnad - miRNA vs siRNA

miRNA och siRNA är två typer av icke-kodande RNA som är involverade i genreglering. De tjänar också som en ny klass av terapeutiska medel vid behandling av cancer och infektioner. Både miRNA och siRNA är korta, duplexa RNA-molekyler, som utövar genavstängningseffekter genom att rikta budbärar-RNA (mRNA) på posttranskriptionsnivå. Trots att deras funktion är liknande vid genavstängning, är åtgärdsmekanismer och kliniska tillämpningar olika från varandra. De huvudskillnad mellan miRNA och siRNA är det miRNA kan agera på flera mRNA-mål, men siRNA verkar på endast ett enda mRNA-mål, vilket är mycket specifikt för typen siRNA. Således skiljer sig de terapeutiska metoderna för miRNA och siRNA också till varandra. 

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är miRNA
      - Definition, Funktioner, Funktion
2. Vad är siRNA
      - Definition, Funktioner, Funktion
3. Vad är likheterna mellan miRNA och siRNA
      - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan miRNA och siRNA
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Key Terms: AGO2, Dicer, Gene Silencing, MicroRNA (miRNA), pri-miRNA, RISC, RNA-interferens (RNAi), Small Interfering RNA (siRNA)

Vad är miRNA

De mikroRNA (miRNA) är en kort, enkelsträngad RNA-molekyl innefattande 19-25 nukleotider. Den första miRNA upptäcktes i C. Elegans 1993. miRNA är en klass av små interfererande RNA, som hämmar genuttrycket på post-transkriptionell nivå. Transkriptionen av miRNA-gener görs genom RNA-polymeras för att producera primär miRNA (pri-miRNA). De pri-miRNA är 5'-kappad, polyadenylerad vid sin 3'-ände, och den bildar en dubbelsträngad stammelösningsstruktur. Dessa prim-miRNA-molekyler klyvs av ett mikroprocessorkomplex, vilket bildar precursor-miRNA (pre-miRNA). De duplexmolekylerna av pre-miRNA innefattar 70-100 nukleotider. Exportin 5-protein transporterar pre-miRNA-molekylerna i cytoplasman från kärnan för vidare behandling i miRNA med Dicer-proteiner. Följaktligen är miRNA en RNA-duplex innefattande 18-25 nukleotider. Dicerproteiner är en specialiserad typ av RNase III-liknande enzym.

Figur 1: Formationen och funktionen av miRNA

Föreningen av miRNA med det RNA-inducerade sileringskomplexet (RISC) -proteinet bildar ett komplex kallat miRISC. Förnimmelsesträngen av miRNA frisätts vid miRISC-komplexet. Därefter väljes mRNA med komplementära sekvenser till antisense RNA-strängen i miRISC-komplexet genom partiell komplementär basparning. Denna bindning av miRISC-komplex med målmRNA kan undertrycka translationen, bryta ned mRNA-molekylen eller klyva mRNA-molekylen.  

Vad är siRNA

De liten interfererande RNA (siRNA) är den andra typen av kort duplex RNA, som tystnar genuttrycket genom att klyva mRNA. SiRNA upptäcktes också först i C. Elegans i en process som heter RNA-interferens (RNAi) för effektiv geninhibering av exogent RNA. Dubbelsträngade RNA-molekyler (dsRNA) kan genereras inuti cellen genom transkription av cellulära gener, infekterande patogener eller artificiell introduktion. Detta dsRNA klyvs av Dicer-proteiner i små dsRNA kända som siRNA. Dessa siRNA är 21-23 nukleotider långa med två nukleotider överhäng vid 3'-änden. SiRNA i cytoplasman är associerad med RISC-proteiner och känslighetssträngen i siRNA-molekylen klyvs av en endonukleas som kallas argonaute 2 (AGO2) -komponent av RISC. Den relevanta mRNA-molekylen känns igen av antisense RNA-strängen i siRNA, vilken fortfarande är bunden till RISC-proteinet. Klyvningen av målmRNA-molekylen utförs av AGO2-komponenten.

Figur 2: Gensläckning av siRNA

Eftersom siRNA endast kan rikta sig mot en specifik mRNA-molekyl kan en specifik silencing av genuttryck uppnås genom siRNA. Eftersom siRNA naturligt saknas i däggdjur kan det dessutom användas som ett specifikt terapeutiskt medel.  

Likheter mellan miRNA och siRNA

• Både miRNA och siRNA är korta, duplexa RNA-molekyler.
• Både miRNA och siRNA är typer av icke-kodande RNA som är involverade i genreglering
• Båda typerna av RNA utövar genavstängningseffekter genom att rikta budbärar-RNA på posttransskriptionsnivå.
• Båda tjänar som en ny klass av terapeutiska medel vid behandling av cancer och infektioner.

Skillnad mellan miRNA och siRNA

Definition

miRNA: MiRNA är ett kort segment av RNA som undertrycker genuttrycket genom att binda till de komplementära segmenten av messenger RNA.

siRNA: SiRNA är ett kort segment av RNA som arbetar i RNA-interferens (RNAi) -vägen.

Förekomst

miRNA: MiRNA finns i djur och växter.

siRNA: SiRNA finns i lägre djur och växter, men inte hos däggdjur.

Strukturera

miRNA: miRNA är en 18-25 nukleotid lång enkelsträngad molekyl med två nukleotider överhung vid 3'-änden.

siRNA: siRNA är en 21-23 nukleotid lång duplexmolekyl med två nukleotider överhang vid 3'-änden.

Före Dicer Processing

miRNA: Före dicerbearbetningen är miRNA i sin prekursor-miRNA-form, innehållande 70-100 nukleotider med spridda missförhållanden. Pre-miRNA existerar i en hårnålslingstruktur.

siRNA: Före dicerbehandling är siRNA en dubbelsträngad RNA-molekyl innehållande 30-100 nukleotider.

komplementariteten

miRNA: MiRNA är delvis komplementär till mRNA. Det riktar sig huvudsakligen till de icke-translaterade regionerna av miRNA.

siRNA: SiRNA är fullständigt komplementärt till målmRNA.

Antal mRNA-mål

miRNA: MiRNA kan rikta in över 100 mRNA-typer samtidigt.

siRNA: SiRNA kan endast rikta en mRNA-typ.

Genregleringens mekanism

miRNA: MiRNAen undertrycker översättningen genom nedbrytning av mRNA. Den endonukleolytiska klyvningen uppträder sällan i miRNA när en hög komplementaritetsnivå finns i målet.

siRNA: SiRNA reglerar genuttryck genom endonukleolytisk klyvning.

förordning

miRNA: MiRNA reglerar samma gener från vilka miRNA transkriberas liksom många andra gener. 

siRNA: SiRNA reglerar endast generna från vilka siRNA transkriberas.

Kliniska tillämpningar

miRNA: MiRNA fungerar som ett läkemedelsmål, terapeutiskt medel eller diagnostiskt och biomarknadsverktyg.

siRNA: SiRNA tjänar som ett terapeutiskt medel.

Slutsats

MiRNA och siRNA är de två typerna av icke-kodande RNA, vilka är involverade i reglering av genuttryck. Både miRNA och siRNA är dubbelsträngade RNA-molekyler. Båda typerna av RNA genomgår liknande mekanismer för gensläckning genom en process som kallas RNA-interferens. Emellertid kan miRNA inriktas på många typer av RNA, eftersom sekvensen av miRNA är komplementär till de otranslaterade regionerna av ett mRNA. Å andra sidan är siRNA i stånd att rikta in endast en vald typ av mRNA. Därför är huvudskillnaden mellan miRNA och siRNA specificiteten hos varje RNA-typ i RNA-interferens. 

Referens:

1. "MiRNA (microRNA) Inledning." Sigma-Aldrich. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 24 juli 2017. 
2. "SiRNA Applications." Program - siRNA | GE Dharmacon. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 24 juli 2017. 
3. "SiRNA Versus miRNA som terapeutiska medel för gensläckning." ScienceDirect. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 24 juli 2017.

Image Courtesy:

1. "MiRNA" Av Kelvinsong - Egent arbete (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
2. "SiRNA mechanism.2" Av Singh135 - Egent arbete (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia