RNA interference: differenze tra le versioni
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La '''''RNA interference''''' (dall'inglese ''interferenza dell'RNA'', abbreviata comunemente come '''RNAi''') è un meccanismo mediante il quale alcuni frammenti di [[RNA]]
La RNAi
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Prima che la RNAi fosse ben caratterizzata, i diversi fenomeni di silenziamento genico legati all'RNA erano indicati con vari nomi, come ''silenziamento genico post-trascrizionale'', ''silenziamento genico indotto da virus'', ''co-soppressione dell'espressione genica'' o '''silenziamento transgenico'''. In seguito alla caratterizzazione completa del processo, è stato chiaro che questi due fenomeni fossero in realtà espressione dello stesso meccanismo.
L'uso dell'RNA per ridurre l'espressione genica nelle piante è stata una procedura comunemente usata per molti anni. RNA antisenso a singolo filamento venivano introdotti nelle cellule vegetali che si appaiavano con l'RNA messaggero a singolo filamento ad esso complementare. Mentre gli scienziati credevano inizialmente che il doppio filamento di RNA risultante dall'appaiamento non potesse venir tradotto in una proteina, è ora chiaro che l'RNA a doppio filamento avvia invece il meccanismo dell'interferenza. L'uso di RNA a doppio filamento è diventato più diffuso dopo la scoperta del meccanismo molecolare dell'RNAi, inizialmente in [[petunia]], più tardi in [[Caenorhabditis elegans]].
Nel 1990 Jorgensen
==Il processo molecolare==
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La RNAi è un processo specifico e potente portato avanti dalla cellula. Sebbene non tutti i dettagli del processo stesso siano ancora chiari, sembra che il cosiddetto ''macchinario dell'RNAi'', una volta individuata una molecola di RNA a doppio filamento (dsRNA), sia in grado di avviare il meccanismo della RNAi.
# Attraverso un enzima (chiamato ''[[Dicer]]''), la sequenza di dsRNA è tagliata in frammenti di lunghezza minore (19-21 paia di basi).
# Il breve frammento di dsRNA (chiamato ''short interfering RNA'', o [[siRNA]]) si associa ad un complesso enzimatico denominato RISC (dall'inglese ''RNA
# L'RNA a doppio filamento viene ''aperto'', probabilmente da una [[elicasi]]: solo il filamento di RNA antisenso rimane associato a RISC, mentre il filamento ''senso'' viene degradato.
# La RISC è ora attiva: è in grado di
# Se l'appaiamento tra siRNA e mRNA è perfetto (o quasi perfetto), una componente della RISC (detta ''argonaute protein'' o ''Argo'') è in grado di operare un taglio sull'mRNA. I due frammenti di mRNA risultanti, privo di cappuccio al 5' uno e di coda di poliA al 3' l'altro, vengono così rapidamente degradati dalle [[RNAsi]] della cellula stessa. Se l'appaiamento, invece, non è perfetto, si pensa che la RISC sia comunque in grado di inibire la [[traduzione (biologia)|traduzione]] del [[gene]]. Sebbene il meccanismo di questo secondo evento non sia chiaro, sembra che possa essere molto diffuso negli animali.
==Funzione e significato evolutivo==
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Il meccanismo della RNAi è ampiamente utilizzato nel silenziamento dell'[[espressione genica]]: è stato osservato che certe regioni genomiche codificano per alcune brevi molecole di RNA (dette genericamente [[microRNA]]), in grado di ripiegarsi a formare una forcina (si parla in questo caso di ''short hairpin RNA'', o [[shRNA]]). Quando gli enzimi della RNAi individuano tali molecole, le processano come precedentemente detto, quindi sono in grado di portare alla degradazione tutti gli [[RNA messaggero|mRNA]] [[complementarietà|complementari]] presenti nel [[citosol]]. La riduzione della presenza degli mRNA ha come ovvia conseguenza il calo di sintesi della proteina da essi codificata. Questo meccanismo è stato inizialmente individuato come ''JAW microRNA'' in ''[[Arabidopsis thaliana]]'': questo RNA è coinvolto nella regolazione di alcuni geni che controllano la forma della pianta. In seguito, sono stati individuati numerosi altri microRNA dal meccanismo simile in numerosi organismi [[eukarya|eucarioti]] (più di 300).
Un altro possibile significato della RNAi può essere legato al fatto che il ciclo vitale e replicativo di molti [[Vira|virus]] comprende un passaggio durante il quale il [[genoma]] virale è costituito di dsRNA. Ciò induce a pensare che il sistema della RNAi si sia evoluto anche per rispondere alle infezioni virali.
La RNAi è stata anche legata a numerosi processi cellulari, come la formazione della struttura del [[centromero]]<ref>{{en}} [
== La scoperta ==
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La rivoluzionaria scoperta della RNAi avvenne per caso in seguito ad esperimenti in corso su organismi vegetali negli [[Stati Uniti d'America|USA]] e nei [[Paesi Bassi]] a cavallo tra gli [[anni 1980|anni ottanta]] e gli [[anni 1990|anni novanta]]<ref>{{en}} [http://www.pubmedcentral.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=12354959 Napoli C., Lemieux C., and Jorgensen R. (1990) "Introduction of a chalcone synthase gene into Petunia results in reversible co-suppression of homologous genes in trans". Plant Cell 2: 279-289] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060508235645/http://www.pubmedcentral.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed |data=8 maggio 2006 }}</ref>. In particolare, i ricercatori stavano lavorando sulla produzione di fiori di [[Petunia]] con colorazione più vivace. Per raggiungere questo scopo, introdussero nelle piantine alcune copie aggiuntive di un [[gene]] noto per codificare un [[enzima]] chiave nella colorazione dei [[petalo|petali]]. Sorprendentemente, molte piantine così trattate non presentavano gli attesi colori intensi ma erano
Alcuni anni più tardi, alcuni [[virologia|virologi]] vegetali fecero un'osservazione simile. Le loro ricerche erano indirizzate all'individuazione dei meccanismi di resistenza delle piante contro i [[Vira|virus]]. In quel periodo si era dimostrato che le piante erano in grado di produrre [[proteine]] specifiche virali. Queste proteine erano in grado di rendere le piante ''tolleranti'' o ''resistenti'' alle infezioni virali. In ogni caso, essi osservarono che, sorprendentemente, anche le piante aventi solo brevi frammenti degli RNA codificanti per quelle proteine erano in grado di resistere alle infezioni virali.
Essi conclusero che tali molecole di RNA fossero in grado di ''attaccare'' i virus, inibendone la replicazione e la diffusione attraverso la pianta. Agendo in senso inverso, provarono in seguito ad introdurre brevi sequenze geniche all'interno dei virus che infettano piante. Allo stesso modo, in seguito all'infezione con questi virus, le piante non erano più in grado di produrre proteine dai quegli specifici geni. I ricercatori chiamarono questo fenomeno ''silenziamento genico indotto da virus'' (o ''VIGS'', dall'inglese ''virus-induced gene silencing''). I fenomeni individuati fino a questo punto furono denominati ''silenziamento genico post-trascrizionale''<ref>{{en}} [http://www.pubmedcentral.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=8202523 Dehio C. and Schell J. (1994). "Identification of plant genetic loci involved in a post transcriptional mechanism for meiotically reversible transgene silencing". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 91 (12): 5538-5542] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20060508235645/http://www.pubmedcentral.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed |data=8 maggio 2006 }}</ref>.
In seguito a queste osservazioni iniziali, molti laboratori iniziarono a ricercare il processo molecolare alla base di queste manifestazioni. Nel 1998 gli
Nel [[2006]] Fire e Mello hanno vinto il [[
▲In seguito a queste osservazioni iniziali, molti laboratori iniziarono a ricercare il processo molecolare alla base di queste manifestazioni. Nel 1998 gli americani [[Andrew Fire]] e [[Craig C. Mello]] iniettarono RNAds all'interno di [[Caenorhabditis elegans]], un [[nematoda|verme nematode]], individuando un potente effetto di silenziamento. Il termine ''RNA interference'' fu coniato in questa occasione<ref>{{en}} [http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v391/n6669/full/391806a0_r.html Fire A., Xu S., Montgomery M.K., Kostas S.A., Driver S.E., Mello C.C. (1998). "Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans". Nature 391: 806-11]</ref>.
▲Nel [[2006]] Fire e Mello hanno vinto il [[premio Nobel]] per la medicina e fisiologia per i loro lavori nel campo della RNA interference.
==Silenziamento genico==
La RNAi sta avendo un numero crescente di applicazioni nel campo dell'[[ingegneria genetica]]. In particolare, la RNAi viene utilizzata per silenziare selettivamente l'[[espressione genica]] al limite di qualunque gene. Questi studi, chiamati di ''[[Ingegneria genetica#Il ruolo dell'ingegneria genetica nella post-genomica|loss of function]]'', permettono di identificare il ruolo di un determinato gene attraverso il suo ''spegnimento''. Il meccanismo della RNAi, da questo punto di vista, risulta molto ben adattabile a questo tipo di finalità. La RNAi, oltretutto, permette di svolgere studi di ''loss of function'' senza eliminare fisicamente un gene (un processo definito ''[[knock-out]]''): lo ''spegnimento'' mediato da RNAi, infatti, è genericamente definito ''[[knock-down]]''. I vantaggi di questa modalità consistono tra l'altro nella possibilità di ripristinare l'attività del gene silenziato (attraverso l'utilizzo di sistemi di transgenesi condizionale)<ref>{{en}} [http://ajp.amjpathol.org/cgi/content/full/165/5/1535 Chang HS ''et al'', ''Using siRNA technique to generate transgenic animals with spatiotemporal and conditional gene knockdown'' Am J Pathol. 2004 Nov;165(5):1535-41] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20051205101914/http://ajp.amjpathol.org/cgi/content/full/165/5/1535 |data=5 dicembre 2005 }}</ref>.
La maggior parte delle applicazioni della RNAi sono state portate avanti su [[organismo modello|organismi modello]] come ''[[Caenorhabditis elegans]]'' ed il moscerino della frutta ''[[Drosophila melanogaster]]''
''C. elegans'' è particolarmente utile negli studi su e con RNAi, dal momento che gli effetti del silenziamento genico su questo organismo sono generalmente ereditabili e perché l'inserimento dall'esterno di RNAds è particolarmente semplice. Attraverso un meccanismo i cui dettagli non sono ancora ben noti, infatti, è possibile servirsi di batteri come ''[[Escherichia coli]]'' per trasferire RNA nell'organismo. ''C.elegans'' viene nutrito con questi batteri, che così trasferiscono RNA al verme direttamente nel tratto intestinale dell'animale. Questo processo è molto efficiente e veloce, nonché molto meno oneroso dei metodi tradizionali, come l'inserimento dell'animale in una soluzione contenente l'RNA da trasferire o l'iniezione dello stesso RNA nelle [[gonade|gonadi]] dell'animale
==Applicazioni in medicina==
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<references/>
==Altri progetti==
{{interprogetto}}
==Collegamenti esterni==
* {{en}} [
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20040405043242/http://www.plosbiology.org/plosonline/?request=get-document
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20080819200634/http://opengenomics.org/CSB2005_RNAiTutorial/3-CSB2005-B
* {{en}} [https://web.archive.org/web/20051024024051/http://www.hhmi.org/biointeractive/rna/rnai/index.html ''Discovery of RNA Interference''] presentazione della RNAi (richiede [[Macromedia Flash|Flash]])
* {{
* {{
* {{en}} [http://www.iht.com/articles/2005/06/22/news/snturn.php ''Navigating journey of genome to medicine''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20050629233601/http://www.iht.com/articles/2005/06/22/news/snturn.php |date=29 giugno 2005 }}, articolo sull'
* {{en}} [http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3210/02.html Video di 15 minuti che spiega i principi alla base della RNAi], della rete pubblica statunitense [[Public Broadcasting Service|PBS]]
* {{en}} {{collegamento interrotto|1=[http://nematoda.bio.nyu.edu/cgi-bin/rnai/index.cgi ''RNA interference Database''] |data=aprile 2018 |bot=InternetArchiveBot }}, contenente dati fenotipici ottenuti dagli studi sulla RNAi in C. elegans
{{Biologia molecolare}}
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[[Categoria:RNA]]
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