1631210421-891ddcdbaeed3d72448339ed7dc8790d (558192), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Этооткрывает путь к созданию противовирусных препаратов. Во-вторых. Их можно использовать для подавления экспрессии онкогенов.Возникновение злокачественных опухолей в значительной мере связано с появлением в отдельных нормальных клетках измененныхгенов, ответственных за регуляцию роста клеток и потерявших способность осуществлять эту регуляцию в результате некоторой мутации.Потеря способности к этой регуляции приводит к неконтролируемому размножению клеток, т.е. к возникновению опухоли.Соответствующие нормальные гены называют протоонкогенами, а мутировавшие гены, способствующие возникновениюзлокачественных опухолей, – онкогенами.
Создание на основе антисенс олигонуклеотидов противоопухолевых препаратов открываетвозможность подавления экспрессии онкогенов.Олигонуклеотиды – агенты избирательного действияна первопричину болезниОлигонуклеотид3´ T5´G C A 5´C C A C G T C C 3´Универсальность использованияолигонуклеотидов обусловлена возможностьюпрямой реализации принципа:«есть мишень – есть направленный агент»ПризнаниеприоритетаАНТИСМЫСЛОВЫЕ НУКЛЕИНОВЫЕКИСЛОТЫ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫС точки зрения практического использования антисмысловых олигонуклеотидовособенно существенны две главные особенности таких препаратов:1)любые олигонуклеотиды могут быть получены по единой технологии, т.е.
вслучае реализации этого принципа фактически можно организоватьпроизводство, пригодное для создания любых противовирусных ипротивоопухолевых препаратов.2)В случае приспособления вируса или опухоли путем мутаций к воздействиюопределенного антисмыслового олигонуклеотида достаточно установитьприроду этой мутации и синтезировать антисмысловой олигонуклеотид кмутировавшему вирусу.Первой работой, в которой был продемонстрирован антисмысловой эффектолигонуклеотидов на биологический объект, была опубликованная в 1978 г.
статьяамериканских ученых Замечника и Стефенсона, которым удалось подавить спомощью антисмысловых олигонуклеотидов развитие в культуре клеток РНКсодержащего вируса саркомы Рауса. И вскоре после этого стали возникать,первоначально в России, США и Франции, группы исследователей, посвятившиесвою деятельность антисмысловой технологии.Серьезным осложнением является деградация олигонуклеотидов под воздействиемвнутриклеточных, а в случае многоклеточных организмов – и внеклеточных нуклеаз(например, в плазме крови). Для преодоления этой трудности биоорганикамипредложен ряд подходов, среди которых широко используемым являетсяприменение фосфоротиоатных аналогов олигонуклеотидов, устойчивость которых кгидролизу межнуклеотидной связи существенно выше, чем в случае классическихфосфодиэфиров.Один из таких аналогов олигонуклеотидов Fomivirsen (Фомивирсен) являетсяантисмысловым противовирусным препаратом, который используется при лечениицитомегаловирусного ретинита у пациентов с ослабленным иммунитетом, включаябольных СПИДом.
Его вводят с помощью внутриглазной инъекции.О синтезе аналогов олигонуклетидов мы будем говорить позднее.АНТИСМЫСЛОВЫЕ НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫПри воздействии на заведомо однонитиевыеинформационные РНК исследователи столкнулись с тем,что часто РНК имеет достаточно сложнуюпространственную структуру и далеко не всегда склонна кобразованию дуплексов с комплементарнымиолигонуклеотидами. Определенные надежды возлагаютсяна использование методов молекулярной селекции,позволяющих отобрать такие конструкции, которые будутобладать сродством не просто к определеннойпоследовательности, но и к определеннойпространственной структуре.ОБЗОР RNAi-ПУТИК антисмысловым воздействиям можно отнести и открытое в самом концепрошлого века явление РНК-интерференции «RNAi» (процесс подавленияэкспрессии гена при помощи молекул малых интерферирующх РНК«siRNA»).Термин РНК-интерференция «RNAi» в широком плане обозначаетсайленсинг генов, включаемый dsRNA (дцРНК – двуцепочечная РНК),которая может быть эндогенной или экзогенной, как, например, вируснаяРНК.Ниже представлены источники dsRNA, являющихся субстратом дляобразования siRNAs рибонуклеазой Dicer и триггером РНК-сайленсинга.dsRNA могут образовываться в результате двунаправленной транскрипцииповторяющихся элементов ДНК (а) или транскрипции молекул РНК,способных к спариванию оснований внутри себя с образованием сегментовdsRNA (б).
Например, транскрипция с участков инвертированных повторовдает молекулы РНК, складывающиеся сами на себя с образованиемшпилечных структур (б). Транскрипция аберрантных РНК, которые могут неиметь соответствующих сигналов процессинга, может включать синтезdsRNA с помощью РНК-направляемой РНК-полимеразы (RdRPs – RNAdirected RNA polymerase).РНК-интерференция (RNAi).RISC- и RITS-опосредованные пути RNAidsRNA расщепляются ферментом Dicer – рибонуклеазойкласса RNase III, которая генерирует siRNAs. siRNAs –это комплементарные дуплексы величиной 21-27нуклеотидов, обладающих характерным «свисающимконцом» длиной 2 нуклеотида на каждом 3’-концедуплекса.
Эти дуплексы раскручиваются в однонитиевыеsiRNAs, которые действуют как «проводники»,взаимодействуя на основе спаривания оснований скомплементарными последовательностями-мишенями.Они являются, следовательно, факторами специфичностии играют центральную роль во всех механизмахсайленсинга, опосредованных RNAi.В комплексе RISC (RNA-Induced Silencing Complex)siRNAs распознают и RNAs-»мишени» и инициируют ихдеградацию путем эндонуклеолитического расщепленияв пределах участка mRNA, спаренного с siRNA.В ядерном комплексе RITS (RNA-Induced TranscriptionalSilencing), сходном с RISC, siRNAs «нацеливают» этоткомплекс на хромоcомные участки для модификациихроматина.ОСНОВНЫЕ ТИПЫ САЙЛЕНСИНГАЭтапы RNAi включают: образование dsRNA; процессинг dsRNA в siRNA; «нацеливание» siRNA молекул либо наmRNA (PTGS), либо на участкихроматина (TGS).Пересечение РНК-интерференции (RNAi) иформирование гетерохроматина свело вместедве области регуляции генов, которые, каксчиталось прежде, используют разные,возможно даже неродственные механизмы.Гетерохроматин действует непосредственнона уровне хроматина, вызывая репрессиютранскрипции с помощью механизма,называемого транскрипционнымсайленсингом генов (TGS – transcriptionalgene silencing).ТРАНСКРИПЦИОННЫЙ САЙЛЕНСИНГ ГЕНОВ (TGS – transcriptional gene silencing)Предположения, что гены могут регулироваться молекуламималых РНК, было высказаноболее 50 лет тому назад.
Открытиемолекул малых РНК как агентв специфичности в разнообразныхмеханизмах РНК-сайленсинга четко устанавливает теперь рольРНК как сиквенс-специфичного регулятора генов и их РНКпродуктов.Гетерохроматин действует непосредственно на уровне хроматина,вызывая репрессию транскрипции с помощью механизма,называемого транскрипционным сайленсингом генов (TGS –transcriptional gene silencing).Ранние исследователи, изучавшие взаимоотношение междуструктурой хромосом и экспрессией генов, заметили, чтонекоторые хромосомные перестройки приводят краспространению гетерохроматина на соседние гены, которыезатем становятся «молчащими».Гетерохроматин и связанные с ним механизмы играют ключевуюроль в поддержании стабильности генома, регулируя активностьповторяющихся последовательностей.
Повторяющиесяпоследовательности ДНК и перемещающиеся элементысоставляют большую долю (в некоторых случаях более половины)генома многих эукариотных клеток. Молекулы siRNA,являющиеся сигнатурами RNAi и других механизмов сайленсингана основе dsRNA, собираются в комплекс индуцируемого РНКтранскрипционного сайленсинга (RITS) и «направляют»эпигенетические модификации хроматина и формированиегетерохроматина в комплементарных участках хромосом. RITSиспользует зависимое от siRNA спаривание оснований для того,чтобы направлять ассоциацию либо с ДНК, либо споследовательностями вновь синтезируемой РНК в локусемишени, который должен быть сайленсирован, - ассоциацию,которая стабилизируется непосредственным связыванием сметилированным гистоном Н3.МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ЧАСЫГеном постоянно накапливает изменения.
И если парудесятков лет назад представления об этих измененияхнавевали мысли об эволюционных масштабах времени, тосейчас мы всё больше узнаем о том, как наш генетическийматериал меняется прямо на глазах. Молекулярные часы —методика оценки времени эволюционного расхождения видовпо анализу замен в ДНК, — уже стали привычной темой длянаучно-популярной литературы и журналистики, а вот оценкавозраста отдельных клеток и тканей организма привлеклавнимание совсем недавно.
И выясняется, что поискмолекулярных маркеров, позволяющих сказать, сколько летвам и вашим клеткам, не заглядывая в паспорт, может бытьинтересен с очень многих точек зрения: от диагностикиболезней до поиска преступников и изучения самого процессастарения..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
