RNA干扰(RNAi)是一种由双链RNA分子诱导的基因沉默现象,它可以通过特定序列识别并降解互补的mRNA,从而抑制目标基因的表达。RNAi机制主要涉及以下几个步骤:
1. 双链RNA(dsRNA)被引入细胞内或在细胞内产生:这可以是通过外源性途径如转染合成的siRNA(小干扰RNA),或者是由病毒、转座子等产生的内源性双链RNA。
2. Dicer酶处理:长的双链RNA分子会被Dicer酶切割成约21-23个核苷酸长度的小片段,即siRNA。每个siRNA包含两个互补的单链,其中一条与目标mRNA序列完全匹配。
3. RISC复合物组装:其中一个siRNA的指导链(guide strand)会结合到一个称为RISC(RNA诱导沉默复合物)的蛋白质复合体上。另一条乘客链(passenger strand)则被丢弃或降解。
4. 目标mRNA识别与切割:当RISC复合物中的指导链找到与其互补的目标mRNA时,它会引导RISC定位到该位置,并通过其中的一个Argonaute蛋白来切割目标mRNA。这会导致mRNA的降解,阻止其翻译成蛋白质,从而降低目标基因的表达水平。
5. 表观遗传修饰:此外,在某些情况下,RNAi还可以引起染色质结构的变化,如DNA甲基化和组蛋白去乙酰化等表观遗传学改变,这些变化可以长期抑制特定基因的转录活动。
通过上述过程,RNA干扰能够精确地调控细胞内的基因表达模式,对于研究基因功能、疾病治疗等方面具有重要意义。