siRNA与shRNA的干扰机制有什么不同?

RNA干扰是一种能特异性、选择性破坏靶基因表达的过程。介导RNA干扰效应的方法包括化学合成的双链小干扰RNA(siRNA)、基于载体的短发夹RNA(shRNA)等。虽然siRNA和shRNA可以实现相似的功能结果,但本质上是不同的分子。

siRNA

siRNA是一种小的双链RNA分子(~21-25 nt),由Dicer酶(RNAaseⅢ家族中对双链RNA具有特异性的酶)加工而成。siRNA是RISC的主要成员,激发与之互补的目标mRNA的沉默。

具有如下特点∶1.生成需要Argonaute家族蛋白存在。2.siRNA一般是人工体外合成的,通过转染进入人体内,是RNA干涉的中间产物;植物体内也存在内源的siRNA。3. 结构上,siRNA是双链RNA。4.在作用位置上,siRNA可作用于mRNA的任何部位,并与mRNA完全互补。5.在作用方式上,siRNA只能导致靶标基因的降解,即为转录水平后调控。

siRNA介导的RNA干扰通路

在哺乳动物中,Dicer酶与双链Tat - RNA结合蛋白(TRBP)或PACT (PKR激活蛋白)相互作用,介导RNA干扰和miRNA处理。TRBP和PACT在结构上相关,但对RNA依赖性蛋白激酶(PKR)发挥相反的调节作用。

siRNA进入细胞质后,或是直接装载到RISC上,或是进入Dicer酶介导的干扰过程。激活的RISC通过碱基配对定位到同源mRNA转录本上,并在距离siRNA 3’端12 nt的位置切割mRNA。

化学合成的siRNA具有操作简便、转染效率高、对细胞或组织的毒副作用小、可大规模制备等优点,特别适用于基因靶位点不确定情况下,进行siRNA有效片段的筛选。

shRNA

shRNA是可以克隆至表达载体并表达双链siRNA的RNA分子,包括两个短反向重复序列,中间由一茎环序列分隔,形成发夹结构,由polⅢ启动子控制。相对于siRNA,shRNA在细胞核中合成,进一步加工并运输到细胞质中,然后进入RISC发挥活性。miRNA的合成与成熟研究为shRNA的合成,特别是基于miR-30的shRNA的合成提供了基础。

shRNA介导的RNA干扰通路

shRNA表达载体进入细胞质后,需要转运到细胞核中进行转录。初级转录本(Pri-shRNA)由Drosha/DGCR8复合物处理形成pre-shRNA。Pre-shRNA被运输到细胞质中,装载到Dicer/TRBP/PACT复合物上,随后被进一步加工成成熟的shRNA。成熟shRNA与含有RISC的Argonaute蛋白相关,介导mRNA的切割和降解或处理小体(P-bodies)的翻译抑制,行使RNA干扰功能。

shRNA 表达载体:

①shRNA质粒表达载体,转染细胞后转录生成shRNA,利用细胞内的Dicer酶,生成相应的siRNA,发挥RNAi作用。

②shRNA病毒表达载体,常用的病毒载体有腺病毒载体、腺相关病毒载体、慢病毒载体等,机制与质粒载体相似,但转染细胞的效率比较高。

siRNA和shRNA的区别

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作者:Mr李
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来源:TechFM
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