RNA Interference (RNAi) – Definisi, Mekanisme, Aplikasi

Read Also

Definisi Interferensi RNA

• Interferensi RNA adalah proses di mana molekul RNA menekan ekspresi gen dengan menetralkan molekul RNA pembawa pesan yang ditargetkan.

• Interferensi RNA adalah mekanisme yang dilestarikan secara evolusioner yang dipicu oleh RNA untai ganda dan menggunakan urutan DNA gen sendiri untuk membungkamnya. Ini disebut sebagai pembungkaman gen.

• Ini adalah sistem regulasi gen yang membatasi tingkat transkrip dalam dua cara.

• Membatasi transkripsi (silencing gen transkripsional) dan menurunkan produksi RNA (silencing gen pasca-transkripsi)

• Andrew Z. Fire dan Craig C. Mello, dua ilmuwan Amerika, menemukan mekanisme dalam sel C.elegans. Mereka memblokir ekspresi gen spesifik dengan memasukkan RNA untai ganda pendek ke dalam sel C. elegans.

Mekanisme Interferensi RNA

• Mekanisme interferensi RNA dapat dijelaskan dalam langkah-langkah berikut:

• Dengan bantuan enzim yang disebut Dicer, RNA untai ganda panjang dipotong menjadi potongan-potongan kecil. Bit-bit ini dikenal sebagai RNA pengganggu kecil atau siRNA.

• Melalui kompleks pembungkaman yang diinduksi RNA, siRNA lewat. Duplex terlepas, mengaktifkan RNA. Kompleks ini menghambat translasi dan meningkatkan pemecahan RNA.

• SiRNA mengikat protein Argonaut dan menghilangkan salah satu untai ganda. Untai yang tersisa mengikat urutan target mRNA. Entah protein Argonaut memotong mRNA atau merekrut komponen lain untuk mengontrol urutan target.

Mengapa RNAi sebagai alat genetik?

• DsRNA sintetis yang melengkapi mRNA target kami dirancang dan disuntikkan ke dalam garis sel menggunakan vektor ekspresi, seperti siRNA.

• Setelah dimasukkan dengan benar ke dalam sel, langkah selanjutnya dilakukan oleh sistem interferensi RNA sel.

• Pemain dadu mengidentifikasi dsRNA eksternal dan memotongnya menjadi fragmen dsRNA 21 hingga 23nt.

• Ini diproses oleh Dicer dan ditransfer ke RISC sitoplasma, di mana protein Ago2 berikatan dengan fragmen siRNA.

• Untai penumpang fragmen siRNA, yang identik dengan mRNA, dihilangkan, meninggalkan untai terarah di kompleks.

• RISC kemudian memindahkan mRNA ke mRNA komplementernya, menempel padanya, dan menghancurkannya.

• Ketidakmampuan mRNA untuk diterjemahkan ke dalam protein mengurangi ekspresi gen.

• SiRNA adalah komponen penting dari penelitian RNAi in vitro; panjangnya biasanya 21 nukleotida dan disebut sebagai 21mer.

• SiRNA 21mer lebih spesifik dan berkinerja sangat baik dalam eksperimen; namun, studi terbaru menyiratkan bahwa 27mer siRNA lebih efisien.

• 27mer dibelah dengan benar oleh pemain dadu, menghasilkan 2 nukleotida yang menggantung di ujung 3′nya.

• SiRNA ini menyerupai microRNA endogen lebih dekat. Konsultasikan artikel kami tentang siRNA: Small Interfering RNA (siRNA): Struktur Dan Fungsi

• Dalam investigasi interferensi RNA in vitro, molekul lain yang dikenal sebagai short hairpin RNA (shRNA) juga digunakan.

• Modifikasi kimia dapat meningkatkan efikasi dan spesifisitas siRNA dalam proses interferensi RNA (RNAi) dengan meningkatkan spesifisitas urutan dan selanjutnya mengurangi kapasitas untuk hibridisasi silang.

• Beberapa fitur harus ada dalam asam nukleat sintetik yang dipilih (siRNA atau shRNA) agar RNAi dapat merespons dengan lebih benar.

Aplikasi Interferensi RNA

• Penggunaan molekul dsRNA sintetis memicu respons interferensi RNA sel dan mengatur ekspresi gen.

• Dengan demikian, interferensi RNA yang diinduksi secara artifisial memiliki berbagai aplikasi di bidang klinis, obat-obatan, dan sektor penelitian lainnya.

• Sekarang umum digunakan dalam penelitian knockout gen.

• Selain itu, ini digunakan dalam penelitian dan investigasi genomik. Saat ini digunakan terapi terhadap infeksi virus, kanker, dan penyakit saraf, dengan peneliti berniat untuk menggunakannya sebagai pengobatan yang lebih aman untuk menyembuhkan penyakit.

• Terapi RNAi juga dapat digunakan dalam pengobatan pribadi dan terapi gen dengan target tertentu.

• Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi RNAi telah menjadi semakin lazim dalam penelitian tanaman dan peningkatan tanaman.

• Para ilmuwan saat ini memanfaatkan interferensi RNA dan RNA antisense dalam pengembangan tanaman. Dengan menggunakan teknologi saat ini, karakteristik tanaman baru dan spesies tanaman tahan penyakit sedang dikembangkan.

• Selain itu, digunakan untuk pengendalian hama dan peningkatan tanaman. Tomat Flvr Savr, kopi tanpa kafein, dan tembakau bebas nikotin adalah beberapa contoh spesies tanaman yang paling terkenal yang dibuat melalui teknologi RNAi.

• RNAi juga digunakan untuk resistensi penyakit dan patogen, pengembangan kemandulan jantan, dan penelitian genomik fungsional pada tanaman. Dengan menggunakan interferensi RNA (RNAi), dihasilkan spesies tanaman yang tahan virus terhadap Banana Bract Mosaic Virus, Rice Tungro Bacilliform Virus, Tobacco Mosaic Virus, dan Cucumber Mosaic Virus.

• DsRNA yang dirancang secara artifisial yang melengkapi RNA virus dimasukkan ke dalam genom tanaman, meniru si/miRNA alami dan menghancurkan dsRNA virus setiap kali menyerang.

References

Xu W, Jiang X, Huang L. RNA Interference Technology. Comprehensive Biotechnology. 2019:560–75. doi: 10.1016/B978-0-444-64046-8.00282-2. Epub 2019 Jul 31. PMCID: PMC7152241.

Kim, D. H., & Rossi, J. J. (2008). RNAi mechanisms and applications. BioTechniques, 44(5), 613–616. doi:10.2144/000112792

Agrawal, N., Dasaradhi, P. V. N., Mohmmed, A., Malhotra, P., Bhatnagar, R. K., & Mukherjee, S. K. (2003). RNA Interference: Biology, Mechanism, and Applications. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 67(4), 657–685. doi:10.1128/mmbr.67.4.657-685.2003