silenziamento

silenziamento

Processo di regolazione negativa dell’espressione genica che avviene a livello trascrizionale, attraverso modificazioni del DNA o post-trascrizionale, mediante un sistema di degradazione sequenza-specifico dell’RNA messaggero.

Silenziamento trascrizionale

È un meccanismo che permette di inibire la trascrizione di specifici geni attraverso la modificazione della struttura della cromatina o la metilazione del DNA. Nel primo caso, la cromatina trascrizionalmente inattiva è caratterizzata da una configurazione molto condensata (eterocromatina) che rende il DNA non accessibile all’apparato trascrizionale. Tale configurazione è legata essenzialmente a specifiche modificazioni delle proteine associate al DNA (istoni). Nel secondo caso, il reclutamento di specifici enzimi sul DNA capaci di aggiungere gruppi metili alle basi azotate (metilasi) può indurre modificazioni della regione promotore di un gene tali da reprimere la trascrizione di quel gene. Le sequenze metilate possono anche legare specifiche proteine che, a loro volta, reclutando altri modificatori, provocano la formazione di eterocromatina.

Silenziamento post-trascrizionale

Il s. post-trascrizionale è noto con nomi diversi nei diversi regni del vivente: PTGS (Post-Trascriptional Gene Silencing) nelle piante, RNAi (RNA interference) negli animali e quelling nei funghi. Il s. post-trascrizionale è stato scoperto nel 1998 nel verme Caenorhabditis elegans, a seguito dell’osservazione che l’iniezione di RNA a doppio filamento (dsRNA) nel verme, inibiva l’espressione dei geni complementari a quell’RNA. Si è poi scoperto che all’interno di una cellula, le molecole di dsRNA vengono tagliate in piccoli frammenti chiamati siRNA (small interfering RNA) i quali sono in grado di riconoscere l’RNA messaggero complementare alla loro sequenza e di indurne la degradazione attraverso un complesso proteico, chiamato RISC. Successivamente, il s. mediato da RNAi è stato riconosciuto come un processo naturale. Si è infatti scoperto che nelle cellule si trovano sia dsRNA sia piccoli frammenti tradotti da promotori specifici chiamati miRNA (microRNA), coinvolti nella regolazione di numerosi fenomeni cellulari.

Utilizzazione

L’utilizzo di siRNA sintetici, prodotti chimicamente in laboratorio, è attualmente una metodologia molto utilizzata nell’ambito della ricerca scientifica. L’introduzione di questi RNA all’interno delle cellule permette infatti di silenziare specificamente singoli geni, contribuendo a definirne la funzione. La tecnica di s. genico mediante siRNA è anche oggetto di intensi studi volti a indagarne le potenzialità terapeutiche nell’eliminazione di proteine coinvolte nello sviluppo di malattie. A tal scopo sono allo studio farmaci a base di RNA.