Grandes alcances de los RNAs pequeños RNA de interferencia y microRNA / Great potential of small RNas: RNA interference and microRNA

ABSTRACT

Double-stranded RNA (dsRNA) induces a sequence-specific silencing in eukaryotic cells. This silencing process beggins when long dsRNA is cleaved to 21 to 26 long small RNA by means of the RNAse III-type enzyme Dicer. These small dsRNA are included into silencing effector complexes, that are targeted to complementary sequences. Small RNA dependent gene silencing can be achieved by distinct mechanisms based depending mainly on the nature of target sequences and on the proteins present in the effector complex. The route of interference RNA (RNAi) begins when Dicer yields small interference RNA (siR-NA) that bind to complementary mRNA for its degradation, forming the RISC complex. siRNA are naturally formed from transposons and dsRNA viruses during its replication, as well as from other bidirectional transcribed repetitive sequences. Some of the enzymes thar are part of the RNAi machinery, including Dicer, are encoded by multigene families in many species, that also play a role in other mechanisms of RND-dependent gene silencing. MicroRNA's (miRNA) are other small RNA's that can induce gene silencing at the mRNA level. These are formed in a general manner when Dicer process hairpin structures resulting from the transcription of non-coding sequences from plant and animal genomes. miRNA's are integrated into a RISC-like complex, after which, depending on their degree of complementarity with target mRNA, can either repress translation or induce mRNA degradation. miRNA-dependent silencing is essential for the development of multicellular organisms. Artificial RNAi induction by means of siRNA or miRNA is being used as a tool to inactivate gene expression in culture cells and in living organisms. This review focuses on the progress in the understanding of the mechanisms involved in gene regulation by RNA in animals and details some current efforts to apply theses phenomena as a tool in research and in the therapeutic of human diseases.

RESUMEN

El RNA de doble cadena puede inducir un silenciamiento secuencia-específico en eucarionte. Este proceso de silenciamiento se inicia cuando el RNAdc largo es procesado a RNA pequeño de 21 a 26 nucleótidos mediante la enzima RNAsa III Dicer. Estos RNA pequeños se incorporan a complejos efectores de silenciamiento, que son guiados a secuencias complementarias blanco. Existen diferentes tipos de silenciamiento, cuyas diferencias se basan principalmente en la naturaleza de la secuencia blanco y en la composición proteica de los complejos efectores. La ruta del RNA de interferencia (RNAi) se inicia cuando Dicer genera pequeños RNA de interferencia (siRNA) que se unen por complementariedad al mRNA para su degradación, utilizando el complejo RISC. De manera natural, los siRNA se originan de transposones y virus que producen RNAdc durante su replicación, así como también de otras secuencias repetidas transcritas bidireccionalmente. Algunas de las enzimas que conforman la maquinaria del RNAi como Dicer, entre otras, son codificadas por familias multigénicas en varias especies y también participan en otros mecanismos de silenciamiento mediado por RNA. Los microRNA son otros RNA pequeños que pueden inducir silenciamiento al unirse al mRNA. Éstos se generan de manera general cuando Dicer procesa estructuras de horquilla compuestas de regiones no codificantes, en genomas de plantas y animales. Los miRNA se incorporan a un complejo similar a RISC y, dependiendo de su grado de complementariedad con el mRNA blanco, pueden tener represión traduccional o bien digerir el mRNA. El silenciamiento mediado por miRNA es esencial para el desarrollo de plantas y animales. La inducción artificial del RNAi mediante siRNA o miRNA ha sido adoptada como una herramienta para inactivar la expresión génica, tanto en células en cultivo como en organismos vivos. En esta revisión se muestra el gran progreso en el entendimiento de los mecanismos que participan en la regulación génica mediada por RNA en animales y detalla algunos esfuerzos actuales para encauzar a estos mecanismos como una herramienta en la investigación y como posible terapia en enfermedades.