RNA-Interferenzen: Ablauf, Mechanismen und Resultate

Studienarbeit aus dem Jahr 2006 im Fachbereich Biologie - Genetik / Gentechnologie, Note: 1,0, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (Abteilung Biochemie des Instituts für Tierwissenschaften), Sprache: Deutsch, Abstract: RNAi ist ein althergebrachter, natürlicher Mechanismus zur sequenzspezifischen Verteidigung gegen (virale) Gen-Modifikationen.

Die Stilllegung bestimmter Gene erfolgt im Allgemeinen durch Schneiden und Abbau der Ziel-mRNA. Sie kann aber auch aus einer Translations-Blockade der intakten mRNA resultieren oder aus einem direkten Angriff auf die DNA, also einer Transkriptions-Blockade. Welcher der Mechanismen gewählt wird, hängt von der Beschaffenheit der verschiedenen sRNAs ab. Hauptsächlich zählen hierzu die siRNA mit ihren Untergruppen sowie die miRNA. SiRNA oder ihre Vorstufen müssen in die Zelle geschleust werden und werden dort von der endogenen miRNA-Maschinerie übernommen. Die siRNA-Vorstufen (dsRNA) werden von dem Enzym Dicer zu ca. 20 nt langen siRNAs geschnitten. Dicer übergibt die siRNA an den Proteinkomplex RISC, der den sense-Strang der siRNA abspaltet, so aktiviert und zur Ziel-mRNA rekrutiert wird. Hier bindet die siRNA an die komplementäre Sequenz der mRNA und das Enzym Ago des RISC spaltet die mRNA, die dann im Weiteren entweder von der Zelle lysiert wird oder je nach Organismus als Vorlage für primed oder unprimed Synthese von neuer dsRNA durch RDRP dient.

Alternativ zur siRNA gibt es die miRNA, eine genompräsente sRNA-Form, die funktionell nicht von der siRNA zu unterscheiden ist. Sie wird jedoch aus Haarnadel-Vorstufen aus der DNA transkribiert und stellt so einen endogenen Genregulations-Mechanismus dar. Werden Haarnadel-RNAs von außen in die Zelle und ihr Genom gebracht, werden sie shRNA genannt. In jedem Falle entspricht ihre Prozessierung nach ihrem Export ins Cytoplasma der der siRNA.

Nach Art der RNA und Beschaffenheit der Zielzellen richtet sich auch die Wahl der Injektions-Methode der sRNA. Als Hauptprobleme hierbei gestalten sich das ortgenaue, organismusfreundliche Einbringen und die Stabilität der RNAi-Wirkung.

RNAi-Systeme konnten in vielen Fällen klinisch genutzt werden um die Genrepression als eine therapeutische Strategie für Krankheiten mit erhöhter Genfunktion zu gebrauchen. Hierzu zählen vor allem entzündliche und Virus-Erkrankungen, sowie Krebs. Neben hauptsächlich erfolgreichem Einsatz bei Nagern, gibt es bereits ebenfalls Erfolge in der Human-Therapie zu berichten.