Différence principale - miARN vs siARN

Les miARN et les siARN sont deux types d'ARN non codants impliqués dans la régulation des gènes. Ils constituent également une nouvelle classe d'agents thérapeutiques dans le traitement des cancers et des infections. Le miARN et l'ARNsi sont de courtes molécules d'ARN duplex, exerçant des effets de silençage génique en ciblant l'ARN messager (ARNm) au niveau post-transcriptionnel. Bien que leur fonction soit similaire dans le silençage génique, les mécanismes d'action et les applications cliniques sont différents les uns des autres. Les différence principale entre miARN et siARN est que Les miARN peuvent agir sur plusieurs cibles d'ARNm, mais les siARN n'agissent que sur une seule cible d'ARNm, ce qui est très spécifique au type de siARN. Ainsi, les approches thérapeutiques du miARN et du siARN sont également différentes les unes des autres.

Domaines clés couverts

1. Qu'est-ce que le miARN - Définition, caractéristiques, fonction 2. Qu'est-ce que l'ARNsi - Définition, caractéristiques, fonction 3. Quelles sont les similitudes entre miARN et siARN – Aperçu des caractéristiques communes 4. Quelle est la différence entre miARN et siARN – Comparaison des principales différences

Termes clés: AGO2, Dicer, silençage génique, microARN (miARN), pri-miARN, RISC, interférence ARN (ARNi), petit ARN interférent (siARN)

Qu'est-ce que le miARN

Les microARN (miARN) est une courte molécule d'ARN simple brin, comprenant de 19 à 25 nucléotides. Le premier miARN a été découvert chez C. Elegans en 1993. Le miARN est une classe de petits ARN interférents, qui inhibe l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. La transcription des gènes des miARN est effectuée par l'ARN polymérase pour produire des miARN primaires (pri-miARN). Les pri-miARN est coiffé en 5', polyadénylé à son extrémité 3', et il forme une structure tige-boucle à double brin. Ces molécules de pri-miARN sont clivées par un complexe de microprocesseurs, formant le précurseur miARN (pré-miARN). Les molécules duplex de pré-miARN comprennent 70-100 nucléotides. La protéine Exportin 5 transporte les molécules de pré-miARN dans le cytoplasme depuis le noyau pour un traitement ultérieur en miARN par les protéines Dicer. Par conséquent, le miARN est un duplex d'ARN, composé de 18 à 25 nucléotides. Les protéines Dicer sont un type spécialisé d'enzyme de type RNase III.

Figure 1: La formation et la fonction des miARN

L'association de miARN avec la protéine du complexe de silençage induit par l'ARN (RISC) forme un complexe appelé miRISC. Le brin sens du miARN est libéré au niveau du complexe miRISC. Ensuite, les ARNm avec les séquences complémentaires du brin d'ARN antisens dans le complexe miRISC sont sélectionnés par appariement partiel de bases complémentaires. Cette liaison du complexe miRISC avec l'ARNm cible peut réprimer la traduction, dégrader la molécule d'ARNm ou cliver la molécule d'ARNm.

Qu'est-ce que l'ARNsi

Les petit ARN interférent (ARNsi) est l'autre type d'ARN duplex court, qui fait taire l'expression du gène en clivant l'ARNm. L'ARNsi a également été découvert pour la première fois chez C. Elegans dans un processus appelé ARN interférence (ARNi) d'inhibition efficace des gènes par l'ARN exogène. Les molécules d'ARN double brin (ARNdb) peuvent être générées à l'intérieur de la cellule par transcription de gènes cellulaires, par des agents pathogènes infectieux ou par introduction artificielle. Cet ARNdb est clivé par les protéines Dicer en petits ARNdb connus sous le nom d'ARNsi. Ces siARN ont une longueur de 21 à 23 nucléotides avec deux surplombs de nucléotides à l'extrémité 3'. L'ARNsi dans le cytoplasme est associé aux protéines RISC et le brin sens de la molécule d'ARNsi est clivé par une endonucléase appelée composant argonaute 2 (AGO2) du RISC. La molécule d'ARNm pertinente est reconnue par le brin d'ARN antisens du siARN, qui est toujours attaché à la protéine RISC. Le clivage de la molécule d'ARNm cible est effectué par le composant AGO2.

Figure 2: Silençage génique par siRNA

Étant donné que l'ARNsi ne peut cibler qu'une molécule d'ARNm spécifique, un silençage spécifique de l'expression génique peut être obtenu par l'ARNsi. De plus, l'ARNsi étant naturellement absent chez les mammifères, il peut être utilisé comme agent thérapeutique spécifique.

Similitudes entre miARN et siARN

Différence entre miARN et siARN

Définition

miARN: Le miARN est un court segment d'ARN qui supprime l'expression du gène en se liant aux segments complémentaires de l'ARN messager.

ARNsi: L'ARNsi est un court segment d'ARN qui opère dans la voie d'interférence ARN (ARNi).

Occurrence

miARN: Le miARN se trouve dans les animaux et les plantes.

ARNsi: L'ARNsi se trouve chez les animaux inférieurs et les plantes, mais pas chez les mammifères.

Structure

miARN: Le miARN est une molécule monocaténaire longue de 18 à 25 nucléotides avec deux nucléotides en surplomb à l'extrémité 3'.

ARNsi: L'ARNsi est une molécule duplex longue de 21 à 23 nucléotides avec deux nucléotides en surplomb à l'extrémité 3'.

Avant le traitement de Dicer

miARN: Avant le traitement en dés, le miARN est sous sa forme précurseur de miARN, contenant 70 à 100 nucléotides avec des mésappariements dispersés. Le pré-miARN existe dans une structure en boucle en épingle à cheveux.

ARNsi: Avant le traitement en dés, le siRNA est une molécule d'ARN double brin, contenant 30 à 100 nucléotides.

Complémentarité

miARN: Le miARN est partiellement complémentaire de l'ARNm. Il cible principalement les régions non traduites du miARN.

ARNsi: L'ARNsi est totalement complémentaire de l'ARNm cible.

Nombre de cibles d'ARNm

miARN: Le miARN est capable de cibler plus de 100 types d'ARNm en même temps.

ARNsi: Le siRNA est capable de cibler un seul type d'ARNm.

Mécanisme de régulation des gènes

miARN: Les miARN répriment la traduction par dégradation de l'ARNm. Le clivage endonucléolytique se produit rarement dans les miARN lorsqu'un taux élevé de complémentarité est trouvé dans la cible.

ARNsi: L'ARNsi régule l'expression des gènes par clivage endonucléolytique.

Régulation

miARN: Le miARN régule les mêmes gènes à partir desquels le miARN est transcrit ainsi que de nombreux autres gènes.

siARN: Le siRNA régule uniquement les gènes à partir desquels le siRNA est transcrit.

Applications cliniques

miARN: Le miARN sert de cible médicamenteuse, d'agent thérapeutique ou d'outil de diagnostic et de biomarqueur.

ARNsi: Le siRNA sert d'agent thérapeutique.

Conclusion

Le miARN et le siRNA sont les deux types d'ARN non codants, qui sont impliqués dans la régulation de l'expression des gènes. Les miARN et les siARN sont des molécules d'ARN double brin. Les deux types d'ARN subissent des mécanismes similaires de silençage génique par un processus connu sous le nom d'interférence ARN. Cependant, le miARN est capable de cibler de nombreux types d'ARN puisque la séquence de miARN est complémentaire des régions non traduites d'un ARNm. D'autre part, le siRNA est capable de cibler uniquement un type sélectionné d'ARNm. Par conséquent, la principale différence entre miARN et siARN réside dans la spécificité de chaque type d'ARN dans l'interférence ARN.

Référence:

1. "Introduction aux miARN (microARN)". Sigma-Aldrich. N.p., s.d. La toile. Disponible ici. 24 juillet 2017. 2. « Applications SiRNA ». Applications – siARN | GE Dharmacon. N.p., s.d. La toile. Disponible ici. 24 juillet 2017. 3. «SiRNA versus miRNA comme thérapeutique pour le silencing génique.» ScienceDirect. N.p., s.d. La toile. Disponible ici. 24 juillet 2017.

Image de courtoisie:

1. "MiRNA" de Kelvinsong - Travail personnel (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia 2. "SiRNA Mechanism.2" de Singh135 - Travail personnel (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia