siRNA(小干扰RNA)和shRNA(短发夹RNA)是基因沉默领域常用的两种分子工具,它们主要通过RNA干扰(RNAi)途径来实现对特定基因表达的抑制。尽管它们的终极目的相同,即降低目标基因的mRNA水平和蛋白表达,但在结构和作用方式上存在一些差异。
结构差异:
siRNA是一种双链RNA分子,通常由20-25个核苷酸组成。它不编码蛋白质,直接参与到RNAi途径中,与Argonaute蛋白复合,形成RNA诱导沉默复合体(RISC),导致与其互补的mRNA分解。
shRNA具有发夹结构的单链RNA,它在细胞核内被转录,然后折叠成类似siRNA的双链结构,并通过内切酶Dicer切割形成成熟的siRNA分子。这些siRNA随后通过相似的途径导致目标mRNA的降解。
表达方式和来源:
siRNA往往是在体外合成后直接转染到细胞中,或者通过病毒载体传递进入细胞,直接参与RNAi途径。
shRNA是通过DNA载体(如质粒或病毒载体)表达的,载体被转入细胞后,shRNA由细胞机器转录,并最终处理成siRNA进行功能。
动态表达差异:
siRNA在细胞中的效果往往是瞬态的,其抑制效果随着siRNA分解和稀释通常几天内就会减少。
shRNA由于是通过DNA载体转入细胞,并在细胞内转录和表达,因此可以建立较持久的基因沉默效果,特别是当使用整合性病毒载体时,shRNA表达构建可以整合进宿主细胞基因组,实现长期稳定表达。
应用选择:
siRNA常用于短期的基因沉默实验,适合于快速验证基因功能。
shRNA则适用于需要长时间基因沉默的实验,例如慢病毒或逆转录病毒介导的基因治疗模型中。
虽然siRNA和shRNA可用于类似的实验目的,但根据实验设计的不同阶段和需求,研究人员可能会选择其中的一种或两者结合使用。理解它们之间的差别有助于更合理地规划和进行基因功能研究。