Este documento trata sobre RNA interferencia (RNAi), un mecanismo celular en el que moléculas de ARN de doble cadena inhiben la expresión génica de forma específica. Explica que el RNA de doble cadena es digerido por la enzima Dicer en pequeños fragmentos de ARN de interferencia de doble cadena (siRNA), los cuales son incorporados en el complejo RISC para degradar el ARN mensajero complementario y silenciar la expresión del gen. También describe algunas aplicaciones potenciales de la terapia génica mediante

1. RNA de
interferència
RNAi
Sample & Assay Technologies
-1-

2. Seminari RNAi
Definició RNAi: RNA interferència
Mol·lècules de RNA de doble cadena són capaces de
inhibir la expressió gènica, de forma específica.
Dogma: DNA – RNA – Prot
Quin paper té a les cèl·lules?
Implicacions, noves teràpies
Sample & Assay Technologies
-2-

3. Definició de RNA interferència
Mol·lècules de RNA de doble cadena són capaces de
inhibir la expressió gènica, de forma específica
mRNA
Sample & Assay Technologies
-3-

4. Dogma DNA-RNA-Proteïnes
Sample & Assay Technologies
-4-

5. Dogma DNA-RNA-Proteïnes
Regulació de la expressió:
Pre-transcripcional
Post-transcripcional
Pre-trancripcional:
Enrrollament de la cromatina
Controladors en les zones
promotores dels gens
Post-trancripcional:
Capping
Splicing
Poliadenilació
Sample & Assay Technologies
-5-

6. Nobelprice
2006
Fire&Mello
2004
2001
Genome
siRNA in
1998 wide screens
1990 mammalian
ds RNA in
Observed in plant 1998 Cells (Thuscl)
C. Elegans 2005
and fungi RNAi used
2002
Fire&Mello First clinical
(cosuppression) in
in vivo trials
Drosophila
gene silencing
Sample & Assay Technologies
-6-

7. Reconeixement 2 Octubre de 2006
Concedeixen el Premi Nobel de Fisiologia i Medicina a
Andrew Z. Fire i Craig C. Mello
Pel seu descubriment:
quot;RNA interference: gene silencing by double-stranded
RNA“
“Interferència del RNA: silenciament gènic per RNA de
doble cadena”
Sample & Assay Technologies
-7-

8. Mecanisme del RNAi
ds RNA
1. RNAdc és introduit
a dins de la cèl·lula
DICER
siRNA 2. Dicer digereix dsRNA en
3’OH
5`P
Sense strand dsRNA de 21 pb (siRNA)
Antisense strand 3`OH 5’P
3. siRNA s’integra en
Helicase el complexe RISC
4. Separació de les hebres siRNA,
RISC
la hebra antisentit s’uneix
Complexe inductor del
a la diana complementària: mRNA
silenciament del RNA
3`OH 5’P
5. Degradació del mRNA diana
AAAAA
3`OH 5`P
Silenciament
AAAAA
Post-transcripcional
Sample & Assay Technologies
-8-

9. Mecanisme absent en mamifers
ds RNA
AT
Dicer
ds RNA cleavage
P
ADP+Pi
5`P 3`OH
siRNA- short interfering RNA
21-23 nt double stranded RNA
3`OH 5`P
Sample & Assay Technologies
-9-

10. Mecanisme del RNAi cel. mamífer
ds RNA
1. RNAdc és introduit
a dins de la cèl·lula
DICER
siRNA 2. Dicer digereix dsRNA en
3’OH
5`P
Sense strand Silenciament dsRNA de 21 pb (siRNA)
Antisense strand gènic en cèl·lules
3`OH 5’P
de mamifers 3. siRNA s’integra en
Helicase el complexe RISC
4. Separació de les hebres siRNA,
RISC
la hebra antisentit s’uneix
Complexe inductor del
a la diana complementària: mRNA
silenciament del RNA
3`OH 5’P
5. Degradació del mRNA diana
AAAAA
3`OH 5`P
Silenciament
AAAAA
Post-transcripcional
Sample & Assay Technologies
- 10 -

11. The 2nd Mechanisms of RNAi
pri-miRNA
or MMD degradation*∗
X
∗ THE JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY Vol. 278,
protein No. 45, Issue of November 7, pp. 44312–44319, 2003
Sample & Assay Technologies
- 11 -

12. Definició de RNAi
RNAi: RNA interferència
Mol·lècules de RNA de doble cadena son capaces de
inhibir la expressió gènica, de forma específica.
Dogma: DNA – RNA – Prot
Quin paper té en les cèl·lules?:
Defensa contra virus,
Protecció contra gens saltarins (transposons)
Mecanisme de regulació de la expressió
Implicacions, noves teràpies
Sample & Assay Technologies
- 12 -

13. Efectes Off-target relacionats amb el miRNA
Ruta siRNA ruta miRNA
siRNAs poden entrar en la ruta miRNA
AAAAA AAAAA
CDS 3`UTR CDS 3`UTR lugar
complementari
Degradació del mRNA Repressió traduccional del mRNA
& siRNA off-targeting
en gens NO diana
Sample & Assay Technologies
- 13 -

14. miRNA
miRNAs bloqueja la traducció del mRNA diana
5`P
3`OH
RISC like complex
mRNA
3`
AAAAA 3´
5`
5`P
3`OH
RIBOSOME 7 2
3`UTR
Seed Region
Sample & Assay Technologies
- 14 -

15. RNAi
Definició RNAi: RNA interferència
Mol·lècules de RNA de doble cadena són capaces de
inhibir la expressió gènica, de forma específica.
Dogma: DNA – RNA – Prot
Quin paper té a les cèl·lules?
Implicacions, noves teràpies
Sample & Assay Technologies
- 15 -

16. RNAi – The Cure?
Degeneración macular relacionada con la edad:
Mayor causa de ceguera
Exceso de proteína VEGF protein lleva a un
crecimiento excesivo de los vasos sanguíneos
Terapia: silenciamiento de VEGF por inyección de siRNA
Primer ensayo clínico en 2005
Gene Therapy (2006) 13, 225–234
Cancer:
Terapias RNAi como soporte a la
quimioterapiaRNAi
Resistencia a fármacos mediada por P-glicoproteína
Terapia: Silenciamiento P-glicoproteína en células
leucémicas resistentes a fármacos, esto conduce a la
recuperación de la sensibilidad a los fármacos.
Sample & Assay Technologies
- 16 -

17. Preguntes?
Sample & Assay Technologies
- 17 -

18. Kinetics of RNAi in cell culture
Transient silencing
[%] Transfection of siRNA
re-transfect
siRNA
target mRNA
protein
threshold
time
Theoretical model (Current Medicinal Chemistry, 2003, 10(3) 245-256)
Sample & Assay Technologies
- 18 -