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 bi-functioneel 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 verschillen de moleculaire werkingsmechanismen, de RNA-routes en off-target effecten van deze twee moleculen ook.
shRNA
shRNA is een sequentie van een klein RNA-molecuul dat een strakke haarspeldbocht maakt die kan worden gebruikt om de expressie van een doelwitgen tijdens RNAi tot zwijgen te brengen. Expressie van shRNA wordt bereikt door een vector, die een virus of een bacterie kan zijn, of door afgifte van plasmiden. Ze worden in de celkern gesynthetiseerd en voor verdere processen naar het cytoplasma getransporteerd. 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-promoters. Het voordeel van het gebruik van shRNA's is dat ze een relatief lage snelheid van afbraak en omzet hebben. Het nadeel is dat het een expressievector nodig heeft, wat enkele 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 nucleotidensequentie 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 knockdown op lange termijn, terwijl siRNA alleen kan worden gebruikt voor knockdown op korte termijn van genen.
• In tegenstelling tot de genonderdrukking van siRNA, is de onderdrukking van shRNA langdurig, en als het wordt ingebracht via een geschikte virale vector, kan het permanente genuitschakelingseffecten veroorzaken.
• Dicer is nodig om het shRNA terug te converteren naar het siRNA-molecuul om zijn normale functies uit te voeren.
