RNA INTERFERENCE (RNAi)

-
Pendahuluan
RNA interference merupakan suatu mekanisme yang terjadi secara alami dan normal di dalam tubuh yang berhubungan terhadap suatu proses  proteksi secara genomik dengan menghambat sintesis suatu protein. Mekanisme ini dikenal dengan post-transcriptional gene silencing dan dikembangkan menjadi suatu metode terapi gene yang potensial, selain itu juga digunakan untuk mempelajari fungsi dan regulasi gene (David et al., 2010).

RNAi pathway
Jalur RNAi berlokasi di sitoplasma sel dan dapat dibagi menjadi 2 tahap yaitu: tahap inisiasi (pembentukan molekul efektor) dan tahap subsequence efektor (mekanisme RNAi yang sebenarnya). Molekul efektor pada RNAi terbagi menjadi 2 grup yaitu small interfering RNA (siRNA) yang terdiri dari 21-23 segmen nukleotida dsRNA dengan 3 nukleotida yang overhang, dan micro RNA (miRNA) yang terdiri dari 22 segmen nukleotida dsRNA (Bartel, 2004; Meister dan Tuschl, 2004; Tang, 2005; Aiger, 2007; Lu dan Woodle, 2008)
           
Pembentukan siRNA dimulai disitoplasma yang membelah menjadi dsRNA yang panjang oleh Dicer (multidomain enzim dari family RNase III). Sedangkan pembentukan miRNA dimulai di nucleus dimana secara endogenous dikode primer transkripsi awal miRNA (pre-miRNA) yang kemudian ditransport ke sitoplasma dan dipecah oleh Dicer. Pada tahap efektor, siRNA atau miRNA akan dirakit menjadi RNA-inducing silencing complexes (RICS). Aktivasi RICS mengandung satu single-standed (antisense) siRNA atau miRNA, yang memacu RISC ke mRNA target yang komplemen dengannya dan menginduksi pembelahan pada sisi spesifik pada mRNA. Sedangkan miRNA tidak menyebabkan degradasi pada gene komplemennya namun menyebabkan translation repression. Namun baik siRNA mauapun miRNA menghambat sintesis protein (Bartel, 2004; Meister dan Tuschl, 2004; Tang, 2005; Aiger, 2007; Lu dan Woodle, 2008)


Tabel 1. Perbedaan antara siRNA dan miRNA (Love et al., 2008).


Gambar 1. Biosynthetic pathway short hairpinRNA dan microRNA. Dalam proses ini dibantu oleh enzim seperti Drosha (RNAseIII family), Exportin 5–Ran-GTP, dan Dicer (RNAseIII family). miRNA dan shRNA ditrankripsi di nucleus. miRNA diproduksi dari pri-pre-miRNA dan diproses oleh RNaseIII Drosha menjadi pre-miRNA. Kemudian pre-miRNA mapun shRNA akan diekpor ke luar menuju sitoplasma melalui pori nucleus melalui kompleks exportin 5-Ran-GTP. Setelah bebas ke sitoplasma, akan diproses lagi oleh RNase III lain yaitu Dicer. Dicer menyebabkan terbaginya bentukan double stranded menjadi single dalam bentuk miRNA atau siRNA. Kemudian miRNA atau siRNA yang berikatan dengan sequencenya sebagai RNA-inducing silencing complexes (RICS) (Pekarik, 2005).


Gambar 2. Endogenous dan exogenous RNAi. Endogeous diperankan oleh pri- miRNA yang disintesis genome pol II yang akhirnya menjadi miRNA, sedangkan eksogenous oleh shRNAmiR atau shRNA yang diintesis pol II arau pol III, yang mimic dengan pri-miRNA dan pre-miRNA yang akhirnya menjadi siRNA. Keduanya bersifat silencing (Lee dan Kumar, 2009).



Gambar 3. Cara kerja RNAi sebagai silencing. (A) siRNA yang awalnya double stranded (ds) akan menjadi single stranded (ss) dan menempel pada komplemennya dan menyebabkan mRNA yang ditembelin terpecah sehingga sinteisis protein tidak terjadi. siRNA memiliki kemampuan endonucleolytic cleavage. (B) miRNA juga bersifat silencing dengan berikatan pada mRNA yang komplemen sehingga tidak dapat ditranslasi dan tidak terjadi sintesis protein (Love et al., 2008).


Strategi untuk aplikasi RNAi
Terdapat beberapa cara untuk  aplikasi RNAi yaitu (1) tranfeksi RNAi ke sel,  dan RNAi yang ditranfeksi diharapkan akan menjadi RISC yang dapat mendegradasi mRNA target, (2)  melalui vektor plasmid,  pada nukleus diharapkan terjadi trankripsi shRNA atau pre-miRNA dan akan diproses dan diekpor ke sitoplasma menjadi RISC, (3) dengan vektor viral  DNA (Davidson dan Paulson, 2004). 


Gambar 4. Strategi aplikasi RNAi melalui tranfeksi ke sel, vektor plamid, dan vektor viral  (Davidson dan Paulson, 2004).

Dalam sistem aplikasi RNAi baik melalui siRNA maupun miRNA terdapat faktor-faktor yang harus diperhatikan yaitu dari ukuran RNAi, ukuran vektor, vektor yang digunakan, cara aplikasi, sistem proteksi agar siRNA yang dibawa tidak di degradasi, eliminasi, distribusi yang tidak spesifik, serta internalisasi (David et al., 2010).


Gambar 5. Gambaran umum aplikasi RNAi melalui vektor virus yang dimasukkan secara intra parentral melalui darah menuju ke organ target, virus mengalami internalisasi, ditrankripsi siRNA di inti, ditranfer ke sitoplama, kemudian menjdai RISC yang komplemen dengan mRNA targetnya, sehingga terjadi silencing (David et al., 2010).

Daftar pustaka

Aigner A. 2007. Applications Of Rna Interference: Current State And Prospects For Sirna-Based Strategies In Vivo. Appl Microbiol Biotechnol, 76:9–21.

Bartel, D.P., 2004.Micrornas: Genomics, Biogenesis, Mechanism, And Function. Cell. 116:281–97.

Davidson, B.L., dan Paulson, H.L., 2004.  Molecular Medicine For The Brain: Silencing Of Disease Genes With Rna Interference. Lancet Neurol , 3: 145–149

David, S.,  Pitard, B.,  Benoît, J-P.,  Passirani, C.,  2010. Non-Viral Nanosystems For Systemic Sirna Delivery. Pharmacological Research. 62: 100–114

Lee, S-K., Dan Kumar, P., 2009. Conditional Rnai: Towards A Silent Gene Therapy.  Advanced Drug Delivery Reviews.  61:650–664

Love, T.M., Moffett, H.F., Dan Novine, C.D., 2008. Not Mir-Ly Small Rnas: Big Potential For Micrornas In Therapy.  J Allergy Clin Immunol. 121( 2 ): 309-319

Lu, PY., dan  Woodle, MC., 2008. Delivering Small Interfering Rna For Novel Therapeutics. Methods Mol Biol. 437:93–107.

Meister, G., dan Tuschl T., 2004.  Mechanisms Of Gene Silencing By Double-Stranded Rna. Nature. 431:343–9.

Pekarik, V, 2005. Design Of Shrnas For Rnai—A Lesson From Pre-Mirna Processing: Possible Clinical Applications. Brain Research Bulletin 68:115–120

Tang G. Sirna dan  Mirna, 2005, An Insight Into RICSs. Trends Biochem Sci. 30:106–14.



Postingan populer dari blog ini

PROSEDUR HISTOLOGI: PEMBUATAN BLOK PARAFFIN DAN PEMOTONGAN

-
Gambar
Pembuatan blok paraffin merupakan prosedur histologi lanjutan setelah melakukan  koleksi sampel . Koleksi sampel dapat dilakukan secara perfusi. Berikut adalah contoh pembuatan blok paraffin pada otak tikus beserta pemotongan preparat secara serial menggunakan mikrotome Pembuatan blok parafin preparat otak Irisan otak dimasukkan ke dalam kain kasa, didehidrasi dengan direndam  dalam larutan etanol bertingkat yaitu 70%, 80%, 90%, 100%, 100% dan 100%  masing-masing selama 60 menit pada suhu kamar. Proses selanjutnya dilakukan penjernihan ( clearing ) menggunakan  xylol  selama 15 menit pada suhu kamar sebanyak tiga kali. Setelah proses  clearing , dilakukan proses infiltrasi dengan parafin cair sebanyak 3 kali pemindahan masing-masing 60 menit dalam inkubator suhu 60 ºC. Jaringan kemudian dibenamkan atau ditanam di dalam parafin cair dan didinginkan pada suhu kamar sehingga menjadi blok parafin.  Gambar 1. Otak yang dikoleksi kemudian dipr...
Baca selengkapnya

Metabolisme Zinc Pada Manusia Dan Hewan (Anjing & Kucing)

-
Gambar
Dietary Zinc Pada Manusia, Zinc tidak disimpan di dalam tubuh sehingga dietary intake zinc secara konstan adalah hak yang essential.  Tabel 1. Kebutuhan zinc pada manusia Pada anjing dan kucing, zinc tersedia dan disimpan di jaringan tubuh Tabel 2. Kebutuhan zinc pada anjing Tabel 3.   J umlah kandungan zink dalam makanan Zinc secara normal didapat dari daging merah dan protein hewani lainnya, namun kandungan zink yang ditemui tidak dalam jumlah yang tinggi. Zinc yang terikat dengan ligan akan memfasilitasi untuk absorpsi. Pada kebanyakan tumbuhan seperti jagung dan beras tidak berfungsi sebagai sumber zinc. Pada tumbuhan terdapat pytate yang dapat menhambat absorosi zinc karena terjadinya chelated zinc. Tingginya insidensi defisiensi zink\c dapat terjadi akibat diet protein hewan yang rendah, mengkonsumsi banyak pytate, serta rendahnya kandungan zinc di tanah. Keseimbangan Zinc (Zn) Homeostatis zinc dipengaruhi oleh absorpsi eksogen...
Baca selengkapnya

Ultrasonography (Usg) dan Aplikasinya Pada Pemeriksaan Organ Reproduksi Serta Diagnosa Kebuntingan & Foetal Sexing Pada Ternak

-
Gambar
Ultrasonography (USG) digunakan sebagai alat diagnose pada sistem reproduksi betina dan memiliki nilai ekonomis untuk menentukan kebuntingan awal pada ternak (DesCôteaux et al., 2006a). Pada artikel ini dibahas tentang prinsip dasar USG, tipe USG, komponen USG, gambaran USG dari organ reproduksi serta diagnose kebuntingan & foetal sexing pada ternak. PRINSIP DASAR USG Gambaran USG terbentuk dari intensitas gelombang suara yang dipantulkan kembali oleh jaringan kepada probe (transducer). Berdasarkan kekuatan intensitas tersebut dapat dievaluasi bentuk, kontur, ukuran serta posisi dari struktur yang dipelajari. Struktur echogenic terbentuk dari pantulan gelombang suara yang tervisualisasi sebagai warna putih hingga abu-abu pada monitor, sedangkan struktur yang tidak bersifat echoes ( anechogenic ) seperti cairan folikel akan mentransmisikan gelombang sehingga tervisualisasikan sebagai warna hitam (DesCôteaux et al., 2006a). Gambar 1. Terminologi echotexture. Jarin...
Baca selengkapnya