Wat is Antisense RNA?
RNA, of ribonucleïnezuur, is een molecule die een integraal onderdeel is van alle vormen van leven. Organismen met DNA-genomen maken kopieën van hun genen in een RNA-formaat. Het organisme leest deze nauwkeurige kopieën, die "logisch" zijn, en vormt de juiste eiwitten. Antisense RNA is een sequentie die het tegenovergestelde is van het "sense" RNA en door vast te houden aan het "sense" RNA, kan het de juiste vorming van eiwitten blokkeren. Hoewel niet veel voorkomend in de natuur, heeft antisense RNA toepassingen op gebieden van wetenschap zoals geneeskunde en genetisch gemodificeerde organismen.
Het reguliere proces van eiwitproductie begint met het DNA van een bepaald gen dat wordt gekopieerd naar messenger RNA (mRNA). Alle mRNA is enkelstrengig. Ribosomen en transfer RNA's (tRNA) lezen vervolgens het mRNA en bouwen het eiwit op waarvoor het gen codeert.
De sequentie van het mRNA is essentieel voor de productie van het juiste eiwit. Bovendien lezen tRNA en ribosomen alleen enkele strengen, geen dubbele strengen. Antisense RNA is zelf een enkele streng maar heeft een reeks basen die complementair is aan de reeks basen in een specifiek mRNA.
Uracil (U), adenine (A), cytosine (C) en guanine (G) vormen de verschillende basen van RNA. Uracil bindt aan adenine en cytosine bindt aan guanine. Een deel van een mRNA dat CAU codeert, heeft bijvoorbeeld een complementaire antisense-sequentie van GUA. De antisense-sequentie bindt aan het mRNA om een dubbelstrengs complex te vormen.
Genetische ingenieurs hebben dit concept nuttig gevonden bij het creëren van gemodificeerde organismen. Een voorbeeld hiervan is dat van de tomaat die bekend staat als een Flavr-Savr. Tomaten produceren een enzym genaamd polygalacturonase (PG) dat het fruit tijdens het rijpen verzacht. PG wordt gecodeerd door het tomatengenoom. Boeren van gewone tomaten moeten ze plukken voordat ze volledig rijp zijn, zodat de PG het fruit niet zacht maakt voordat het in het schap van de supermarkt komt.
Flavr-Savr-tomaten hebben daar een extra gen geplaatst door de genetische ingenieurs, die een antisense-versie van het PG-mRNA produceert. Deze antisense streng plakt aan het grootste deel van het PG-mRNA dat de tomaat produceert en blokkeert daardoor de productie van het PG-enzym. Dit zorgt ervoor dat de tomaten niet zacht worden tijdens het rijpen, zodat boeren tomaten kunnen telen die smaken en er rijp uitzien, maar niet zacht zijn.
Antisense RNA kan ook toepassingen in de geneeskunde hebben. Sommige ziekten, zoals de ziekte van Huntington, worden veroorzaakt door de genen die defecte of ongewenste eiwitten produceren. Mensen kunnen niet worden gefokt om een veranderd genoom zoals tomaten te hebben, maar wetenschappers kunnen op de een of andere manier antisense RNA, of een gen voor codering voor antisense RNA, in de cellen brengen die een ongewenst eiwit produceren.
Het gebruik van een virus als drager van het antisense-gen of het rechtstreeks in het gebied injecteren van RNA is mogelijk. Een probleem met de wetenschap is echter dat het optimaliseren van de leveringsmethoden complex is. Een ander nadeel is dat het RNA mogelijk niet specifiek genoeg is om alleen het ongewenste mRNA te richten, een situatie die gevaarlijk kan zijn voor de patiënt. Voorbeelden van antisense RNA in de natuur zijn ongewoon. Een dergelijke gebeurtenis gebeurt bij mensen en bij muizen, waar het gen voor insuline-achtige groeifactor twee-receptor, geërfd van moederszijde, wordt geblokkeerd door antisense RNA geproduceerd uit de vaderversie van het gen.