RNA干擾的作用機(jī)制
病毒基因、人工轉(zhuǎn)入基因、轉(zhuǎn)座子等外源性基因隨機(jī)整合到宿主細(xì)胞基因組內(nèi)，并利用宿主細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)錄時(shí)，常產(chǎn)生一些dsRNA。宿主細(xì)胞對這些dsRNA迅即產(chǎn)生反應(yīng)，其胞質(zhì)中的核酸內(nèi)切酶Dicer將dsRNA切割成多個(gè)具有特定長度和結(jié)構(gòu)的小片段RNA（大約21～23 bp），即siRNA。siRNA在細(xì)胞內(nèi)RNA解旋酶的作用下解鏈成正義鏈和反義鏈，繼之由反義siRNA再與體內(nèi)一些酶（包括內(nèi)切酶、外切酶、解旋酶等）結(jié)合形成RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合物（RNA-induced silencing complex，RISC）。RISC與外源性基因表達(dá)的mRNA的同源區(qū)進(jìn)行特異性結(jié)合，RISC具有核酸酶的功能，在結(jié)合部位切割mRNA，切割位點(diǎn)即是與siRNA中反義鏈互補(bǔ)結(jié)合的兩端。被切割后的斷裂mRNA隨即降解，從而誘發(fā)宿主細(xì)胞針對這些mRNA的降解反應(yīng)。siRNA不僅能引導(dǎo)RISC切割同源單鏈mRNA，而且可作為引物與靶RNA結(jié)合并在RNA聚合酶（RNA-dependent RNA polymerase，RdRP）作用下合成更多新的dsRNA，新合成的dsRNA再由Dicer切割產(chǎn)生大量的次級siRNA，從而使RNAi的作用進(jìn)一步放大，最終將靶mRNA完全降解。
RNAi發(fā)生于除原核生物以外的所有真核生物細(xì)胞內(nèi)。需要說明的是，由于dsRNA抑制基因表達(dá)具有潛在高效性，任何導(dǎo)致正常機(jī)體dsRNA形成的情況都會(huì)引起不需要的相應(yīng)基因沉寂。所以正常機(jī)體內(nèi)各種基因有效表達(dá)有一套嚴(yán)密防止dsRNA形成的機(jī)制。
懷特黑德生物醫(yī)學(xué)研究所的本杰明·劉易斯等研究人員發(fā)現(xiàn)小RNA能通過阻斷蛋白質(zhì)合成的方式調(diào)控基因表達(dá)。他們借助一個(gè)計(jì)算模型來確定小RNA和對應(yīng)的基因，發(fā)現(xiàn)了miRNA控制很大一部分生命功能的證據(jù)。
研究人員比較了人類和狗、雞、鼠的基因組，對這幾個(gè)物種共有的蛋白質(zhì)合成基因與miRNA尋求對應(yīng)關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管這幾個(gè)物種在3.1億年前就開始“分家”各自進(jìn)化，但它們基因組中受miRNA調(diào)控的基因都占三分之一左右，而且這些基因在進(jìn)化過程中都得以保存而未發(fā)生變化。劉易斯說，隨著更多的基因組數(shù)據(jù)發(fā)布以及實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，還可能發(fā)現(xiàn)更多的基因是由小RNA調(diào)控的。
RNAi具有的特征
①RNAi是轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默機(jī)制；
②RNAi具有很高的特異性，只降解與之序列相應(yīng)的單個(gè)內(nèi)源基因的mRNA；
③RNAi抑制基因表達(dá)具有很高的效率，表型可以達(dá)到缺失突變體表型的程度，而且相對很少量的dsRNA分子（數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于內(nèi)源mRNA的數(shù)量）就能完全抑制相應(yīng)基因的表達(dá)，是以催化放大的方式進(jìn)行的；
④RNAi抑制基因表達(dá)的效應(yīng)可以穿過細(xì)胞界限，在不同細(xì)胞間長距離傳遞和維持信號甚至傳播至整個(gè)有機(jī)體以及可遺傳等特點(diǎn)；
⑤dsRNA不得短于21個(gè)堿基，并且長鏈dsRNA也在細(xì)胞內(nèi)被Dicer酶切割為21 bp左右的siRNA，并由siRNA來介導(dǎo)mRNA切割。而且大于30 bp的dsRNA不能在哺乳動(dòng)物中誘導(dǎo)特異的RNA干擾，而是細(xì)胞非特異性和全面的基因表達(dá)受抑和凋亡；
⑥ATP依賴性：在去除ATP的樣品中RNA干擾現(xiàn)象降低或消失顯示RNA干擾是一個(gè)ATP依賴的過程。可能是Dicer和RISC的酶切反應(yīng)必須由ATP提供能量。
