shRNA versus siRNA
Tijdens het proces van RNA-interferentie (RNAi) wordt de expressie van een doelgen met hoge specificiteit en selectiviteit afgebroken. RNAi is een natuurlijk proces en het omvat klein interfererend RNA (siRNA) en kort haarspeld-RNA (shRNA) en bifunctioneel shRNA. Momenteel wordt RNAi veel gebruikt als hulpmiddel voor gepersonaliseerde kankertherapie. De toepassingen van RNAi worden in principe gedaan met de chemisch gesynthetiseerde dubbelstrengs siRNA en vectorgebaseerde shRNA-moleculen. Hoewel deze twee moleculen vergelijkbare functionele resultaten hebben, verschillen ze in hun structuur; dus de moleculaire werkingsmechanismen, de RNA-routes en off-target effecten van deze twee moleculen verschillen ook.
shRNA
shRNA is een sequentie van kleine RNA-moleculen die een strakke haarspeldbocht maakt die kan worden gebruikt om een doelgenexpressie tijdens RNAi tot zwijgen te brengen. Expressie van shRNA wordt bereikt door een vector, die ofwel een virus of een bacterie kan zijn, of door afgifte van plasmiden. Ze worden gesynthetiseerd in de celkern en naar het cytoplasma getransporteerd voor verdere processen. Deze moleculen hebben vergelijkbare rijpingsroutes van miRNA; dus de synthese van miRNA heeft de basis gelegd voor het begrijpen van shRNA-synthese. Ofwel RNA-polymerase II of III kan shRNA transcriberen via RNA-polymerase II- of III-promotors. Het voordeel van het gebruik van shRNA's is dat ze een relatief lage afbraak- en omzetsnelheid hebben. Het nadeel is dat het een expressievector nodig heeft, wat veiligheidsproblemen kan veroorzaken.
siRNA
siRNA's zijn dubbelstrengs RNA-moleculen die zijn samengesteld uit een lengte van 20-25 basenparen. Deze worden gebruikt voor genonderdrukking door elk gen met complementaire nucleotidesequentie in de RNAi-route tot zwijgen te brengen. Gene knockdown door transfectie van siRNA is vaak niet succesvol vanwege het tijdelijke effect; vooral in snel delende cellen en de onderdrukking duurt niet langer. Om dit probleem op te lossen, wordt het siRNA gemodificeerd door een korte haarspeldstructuur te introduceren. Dit gemodificeerde molecuul stond toen bekend als shRNA. shRNA moet door een Dicer worden omgezet in siRNA om zijn normale functie voort te zetten.
Wat is het verschil tussen shRNA en siRNA?
• In tegenstelling tot het siRNA heeft shRNA een extra haarspeldstructuur. shRNA is een aangepaste versie van siRNA.
• shRNA vereist een expressievector, terwijl siRNA dat niet doet.
• shRNA kan worden gebruikt voor lange termijn knockdown, terwijl siRNA alleen kan worden gebruikt voor korte termijn knockdown van genen.
• In tegenstelling tot de genonderdrukking van siRNA, is de onderdrukking van shRNA langdurig en als het via een geschikte virale vector wordt ingebracht, kan het permanente genuitschakelingseffecten veroorzaken.
• Dicer is nodig om het shRNA terug naar siRNA-molecuul om te zetten om zijn normale functies uit te voeren.
