Short interfering RNA: differenze tra le versioni

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[[Immagine:SiRNA and RNAI english.png|thumb|350px|Una molecola di siRNA (A) ed il processo molecolare della [[RNA interference]] che la molecola è in grado di avviare]]

Uno '''small interfering RNA''' (o '''short interfering RNA''', traducibile come ''RNA interferente breve''), comunemente conosciuto come '''siRNA''', è una molecola di [[RNA]] lunga tra i 20 ed i 25 [[nucleotide|nucleotidi]] in grado di svolgere numerosi ruoli biologici.

Più precisamente, gli siRNA sono coinvolti anzitutto nel ''pathway'' della [[RNA interference]], che conduce alla inibizione dell'[[espressione genica|espressione]] di singoli [[gene|geni]]. Hanno un ruolo importante anche in altri processi legati alla RNAi, come alcuni meccanismi antivirali o nel modellamento della struttura della [[cromatina]].

Il meccanismo esatto di tutti questi processi sta avendo solo in questi ultimi anni una caratterizzazione completa ed esaustiva. Gli siRNA furono inizialmente individuati dal gruppo di ricerca di David Baulcombe a [[Norwich]], come attori principali nel cosiddetto ''silenziamento genico post-trascrizionale'' nelle piante <ref> {{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=10542148&query_hl=1&itool=pubmed_DocSum Hamilton AJ, Baulcombe DC, A species of small antisense RNA in posttranscriptional gene silencing in plants, Science. 1999 Oct 29;286(5441):950-2]</ref>. Successivamente, nel [[2001]], siRNA sintetici sono stati utilizzati per indurre RNAi in cellule di mammifero da parte del gruppo di ricerca di Thomas Tuschl<ref> {{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=11373684&query_hl=3&itool=pubmed_docsum Elbashir SM ''et al'', Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian cells, Nature. 2001 May 24;411(6836):494-8]</ref>. Queste scoperte hanno portato ad un interesse crescente per la RNAi e le sue possibili applicazioni in ricerca ed in clinica.

==Struttura==

[[Immagine:SiRNA english.png|thumb|370px|In una tipica molecola di siRNA i 19 nucleotidi centrali sono appaiati, mentre i due posti all'estremità sono sporgenti]]

Gli siRNA hanno una struttura ben definita, che consiste in un breve RNA a doppio filamento (RNAds), composto solitamente di 21 [[nucleotide|nucleotidi]], con due nucleotidi sporgenti ad ognuna delle due estremità 3'. Questa struttura è il risultato del processamento dell'[[enzima]] [[Dicer]], che converte lunghe molecole di RNAds o [[shRNA]] (molecole di RNA che formano una forcina) in siRNA <ref> {{en}} [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=11201747&query_hl=6&itool=pubmed_docsum Emily Bernstein ''et al'', Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference, Nature 409, 363-366 (18 January 2001)]</ref>. Gli siRNA possono essere introdotti artificialmente dall'esterno attraverso specifici metodi di trasfezione, per indurre il [[Silenziamento genico|silenziamento]] di geni specifici. In linea teorica, qualsiasi gene la cui sequenza sia nota può essere scelta come bersaglio di un siRNA. Questo ha reso gli siRNA uno strumento importante per studi sulla funzione genica e sullo sviluppo di nuovi farmaci.

==Induzione di RNAi attraverso siRNA o suoi precursori==

[[Immagine:DICER.jpg|thumb|280px|L'enzima Dicer]]

La trasfezione di un siRNA esogeno può essere problematico, dal momento che il silenziamento genico è solo transiente, soprattutto in cellule a rapida crescita. Una modalità per superare questo problema consiste nell'introduzione nella cellula bersaglio di un [[vettore (biologia)|vettore]] (come un [[plasmide]]) in grado di esprimere la molecola di siRNA desiderata. Ciò è possibile attraverso il ''design'' di vettori in grado di produrre molecole di RNAds contenenti una forcina (chiamati shRNA, ''small hairpin RNA''): tali molecole hanno il vantaggio di essere [[trascrizione (biologia)|trascritte]] esattamente come ogni altro RNA. Questi vettori sono infatti in grado di trascrivere gli shRNA attraverso [[promotore|promotori]] [[eucariote|eucariotici]] specifici per la [[RNA polimerasi III]] (come il promotore del gene umano H1, che codifica per un RNA catalitico, o il promotore dello [[snoRNA]] U6), che solitamente inducono la trascrizione dei piccoli RNA nucleari (o snRNA, dall'inglese ''small nuclear RNA'') coinvolti nello [[splicing]]. Gli shRNA risultanti dalla trascrizione vengono processate a siRNA dalla [[RNAsi]] [[Dicer]], anche se il reale coinvolgimento di [[Dicer]] in questo passaggio non è ancora confermato dall'intera comunità scientifica<ref>{{en}} [http://www.nature.com/nbt/journal/v23/n2/abs/nbt1051.html Kim DH ''et al'' Synthetic dsRNA Dicer substrates enhance RNAi potency and efficacy. Nature Biotechnology 23, 222 - 226 (2004)]</ref>.

==Specificità degli siRNA==

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===Immunità innata===

L'introduzione di troppo siRNA può generare diverse risposte cellulari aspecifiche in grado di attivare una risposta immunitaria innata. La maggior parte dei lavori scientifici sembra indicare che ciò sia dovuto alla presenza di PKR <ref>{{en}} [http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/112161228/ABSTRACT?CRETRY=1&SRETRY=0 Zhang Z ''et al'' siRNA binding proteins of microglial cells: PKR is an unanticipated ligand. J Cell Biochem. 2006 Apr 15;97(6):1217-29]</ref>, un ''sensore'' cellulare per gli RNAds, e sembra probabile il coinvolgimento anche del gene RIG-I (acronimo di ''retinoic acid inducible Gene I''). Un metodo promettente per ridurre l'effetto aspecifico consiste nell'adattare gli siRNA fino a far assumer loro la struttura di un microRNA. Dal momento che la presenza citosolica dei microRNA è assolutamente ''naturale'' e comporta uno dei più potenti meccanismi di silenziamento cellulare, tale approccio promette di essere molto efficace, permettendo di incorporare minori concentrazioni di siRNA per avere un silenziamento molto più efficiente e selettivo.

===Bersagli errati===

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==Prospettive future==

La possibilità di silenziare in teoria qualsiasi gene attraverso la RNAi indotta da siRNAs sta suscitando un grande interesse nella comunità scientifica così come dell'industria farmaceutica e biotecnologica.

===siRNA nella ricerca di base===

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===siRNA nella ricerca farmaceutica===

Viste le potenzialità dell'intervento farmacologico sui mRNA, hanno avuto inizio numerosi ''screening'' sul trascrittoma, così come numerosi test di funzionalità di numerosi siRNA. Dal momento che i processi [[patologia|patologici]] dipendono solitamente dall'espressione sregolata di diversi geni, infatti, ci si attende che la somministrazione di siRNA sia in grado di ''spegnere'' tale espressione (attraverso la RNAi); ciò potrebbe comportare un sensibile miglioramento delle terapie ''[[palliativo|palliative]]'' attualmente utilizzate. La ''fase I'' dei ''trial clinici'' di due ''farmaci a RNA'' (in particolare per il trattamento per la [[degenerazione maculare]]) sta in effetti dimostrando che i siRNA sono ben tollerati e mostrano una buona efficacia. I siRNA e la relativa induzione di RNAi, dunque, promettono di dar vita ad una nuova importante classe di farmaci.

== Altri progetti ==

{{Commonscatinterprogetto|commons=Category:Small interfering RNA}}

==Voci correlate==

{{Commonscat|Small interfering RNA}}

*[[RNA interference]]

*[[miRNA]]