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RNAi放大效应机制

2020.9.07

由于在一些生物中RNAi的影响格外显著,有人提出在RNAi 途径中可能存在某个(信号)扩增的步骤。这种扩增可能是复制外源注入的dsRNA从而产生更多的siRNA ,也可能是直接扩增siRNA本身。这种扩增可能在RNA诱导沉默复合物(RISC)形成过程进行,作为RISC形成的补充,或者独立于RISC 。

在线虫中,较少数量的dsRNA却能使大量的靶mRNA沉默,这种现象的产生至少包含三种扩增放大机制:

1) 长的dsRNA被Dicer酶裂解成的每个 siRNA (又叫初级siRNA),都具有结合一个同源mRNA的能力,故放大水平取决于dsRNA的长度。此步放大效应约10-20倍。

2)在细胞内还存在有一种RNA依赖的RNA聚合酶(RNA-directed RNA polymerase,RdRP)。在RISC复合物中,以siRNA的单链作为引物,以mRNA为模板,在RdRP酶的作用下,合成出mRNA的互补链,发生了类似于PCR的反应,结果mRNA也形成了dsRNA。随后dsRNA再被Dicer酶裂解成新的siRNA(又叫次级siRNA)。通过这种聚合酶链式反应,细胞内的siRNA数量大大增加,显著增强了对基因表达的抑制作用。

3)以上生成的siRNA可多次重复应用,进一步提高了其放大作用。

从21-23个核苷酸的siRNA到几百核苷酸的双链RNA都能诱发RNAi,显然,长的双链RNA阻断基因的效果要明显强于短的双链RNA即 siRNA。

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