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"Petit ARN interférant" - "commutateurs" du gène et moyen d'inhiber la prolifération des cellules cancéreuses

Dans la cellule de chaque type d'organisme, le même ensemble de gènes. Mais seuls certains d'entre eux fonctionnent. De plus, dans un type - un, et dans un autre type de cellule - d'autres gènes. Nous ne savons pas encore quels gènes de la cellule de types différents sont inclus et lesquels ne le sont pas.

L'inclusion ou l'expression d'un gène est la synthèse d'une copie de sa chaîne codante - l'ARNm, et parallèlement, comme sur une matrice, la synthèse d'une protéine dans le ribosome d'une cellule.

Ce processus se déroule dans une cellule comme celle-ci:

- deux chaînes d'ADN au bon endroit sont séparées, ouvrant le gène, c'est-à-dire chaîne de codage de la parcelle;

- les nucléotides sont fixés à ses nucléotides selon le principe de complémentarité des bases, formant ainsi un ARN messager simple brin (ARNm). Contrairement à l’ADN, la base T (thymine) est remplacée par une base.

- U (uracile).

Ce processus de transfert d'informations d'un gène à un ARN pour former un ARNm est appelé transcription génique. Selon ce principe, le transport (ARNt) et l'ARN ribosomal (rib-ARN) sont également formés sur différents gènes dans la cellule.

L'ARNm contient toutes les informations du gène, à l'exception des introns du gène,

- il est retiré lorsque l'ARNm arrive à maturité. L'ARNm transmet des informations aux ribARN dans le ribosome de la cellule. L'ARNt fournit des parties pour les protéines - acides aminés au ribosome conformément aux instructions de l'ARNm. Ainsi, une chaîne polypeptidique est construite sur le ribosome, mais généralement des chaînes qui forment des molécules de protéines.

Comprendre les causes moléculaires des gènes «on» et «off» nous permettra de contrôler et de garder le contrôle de ce processus, par exemple pour empêcher l’émergence d’une cellule cancéreuse à partir d’une cellule normale.

Dans la cellule, les gènes codant pour les protéines représentent 2% et l’extra-gène, c’est-à-dire le reste de l'ADN qui ne code pas pour les protéines représente 98% du génome cellulaire. Par conséquent, il a été appelé - "indésirable" ADN, ce qui signifie "indésirable, ferraille". Mais «n’encode pas» ne signifie pas que «n’est pas utilisé».

Il s'est avéré que dans la partie "extra-gène", de nombreux gènes sont "dispersés" à l'intérieur de gènes ordinaires et entre gènes. Mais leur produit n'est pas une protéine, mais de "petits" ARN. La classe des "petites" molécules d'ARN comprend les molécules contenant une courte longueur de la chaîne nucléotidique.

Différences de "petit" ARN de trois ARN cellulaires:

- ils proviennent de deux chaînes de nucléotides qui se lient l'une à l'autre selon le principe de complémentarité, comme dans l'ADN des chromosomes;

- aux 3 extrémités de chacune des chaînes, il y a toujours deux nucléotides non appariés.

Dans la cellule, les "petits" ARN sont occupés par autre chose: ils régulent le travail des gènes ordinaires. Ils activent ou désactivent leur expression lorsque cela est nécessaire dans la cellule.

L'histoire des "petites cellules à ARN" a commencé au début des années 90 du vingtième siècle. des expériences des scientifiques sur la fleur "pétunias", puis sur le ver C.elegans. Sur les deux êtres vivants, les scientifiques ont essayé de renforcer l'expression d'un trait particulier. Pour ce faire, ils ont introduit des copies du gène dans leurs cellules, c'est-à-dire ARNm de ce trait. Mais au lieu d’améliorer l’expression, c’est-à-dire l'expression génique, c'était "arrêter". En biologie, cela est désigné par le terme "silencing" de l'anglais. "Faire taire"

- silence, muet. La raison de ce phénomène était un petit ARN interférant (siRNA) découvert en 1998 par les scientifiques américains Andrew Fire (Andrew Z. Fire) et Craig C. Mellow (Craig C. Mello). Ces ARN ont la capacité de "désactiver" les gènes en détruisant leur ARNm. L'effet "d'extinction" de l'expression des gènes par les "petits ARN" est appelé interférence ARN, et les molécules courtes qui le provoquent sont appelées siARN (ARN interférents courts, petits ARN interférents). Ce sont les molécules les plus courtes chez les mammifères de seulement 21 à 23 nucléotides.

Au début, on ne savait pas comment les ARNsi apparaissaient dans une cellule après l'introduction d'une copie d'un gène. Les auteurs de la découverte ont découvert que la cellule possède un mécanisme moléculaire pour la synthèse de cette molécule et son accumulation. Le mécanisme d'interférence de l'ARN dans la cellule est déclenché par l'ARN double brin (ARNdb) et s'effectue en plusieurs étapes.

1ère étape. La protéine Dyser coupe l'ARNdb en fragments contenant 21 fragments d'ARN courts en 21 nucléotides. Ceci est siARN.

2ème étape. Ces fragments sont capturés par un complexe de protéines - RISC (complexe de silençage induit par l'ARN).

3ème étape. Dans le complexe, le duplex d'ARN court n'est pas tordu et il ne reste qu'une chaîne de siARN. C'est un fragment de la chaîne antisens d'un gène.

4ème étape. Le complexe RISC, qui utilise le brin antisens siRNA, analyse les molécules d’ARN de la cellule.
Le guide siARN trouve la séquence nucléotidique qui lui est complémentaire dans le sens correspondant de l'ARNm, c'est-à-dire des copies du gène et le coupe. Maintenant, la cellule n'a plus d'ARNm et, par conséquent, il n'y a pas de synthèse de la protéine du gène.

Aucun des bloqueurs de gènes connus à ce jour n'a cette spécificité pour le gène cible. La fonction principale de siARN est de protéger le génome de la cellule. Ces molécules protègent le génome des mutations, des gènes extérieurs - des virus ainsi que des transposons.

Ainsi, les scientifiques ont prouvé que siRNA dans une cellule bloque le gène dont la chaîne de matrice est complémentaire à la chaîne antisens à l'intérieur de siARN. La cible de la molécule n'est pas le gène lui-même, mais son ARNm. C'est-à-dire que le gène est «désactivé» en détruisant sa copie - l'ARNm, après avoir quitté le noyau et pénétrer dans le cytoplasme de la cellule. Chaque siARN reconnaît et détruit uniquement son ARNm spécifique et ne provoque aucun effet secondaire. Le remplacement d'un seul nucléotide à l'intérieur d'un siARN réduit considérablement l'effet d'interférence.

La découverte de siRNA en 2002 a été reconnue comme la découverte la plus importante de l’année dans la liste des dix découvertes. L'introduction d'ARNsi dans la cellule est une nouvelle méthode pour «désactiver» le gène (Fig. 1).

Fig. 1

Étapes de "l'interférence ARN" dans la cellule

(Fig. Et cit. De: T. Barkhatova, 2005).

Contrairement aux ARN antisens, les siARN sont un «outil réutilisable». Ils lient toutes les molécules nouvelles et nouvelles d'un ARNm spécifique, en les mettant à chaque fois dans le désordre.

La divulgation du génome humain en 2000 est la découverte de la carte nucléotidique de l'ADN humain. Cependant, cette carte décrit uniquement la séquence de nucléotides dans chaque gène, et non la fonction du gène. Corr. L. Kiselev (2006) estime qu'il est maintenant possible de passer à la création d'une carte des fonctions des gènes. Selon L. Kiselyov, ce travail peut être achevé en un à deux ans.

La méthode de «désactivation» d'un gène est très nécessaire non seulement pour élucider les fonctions de chaque gène dans une cellule, mais également pour «désactiver» un gène-cause provoquant une maladie ou une autre, y compris l'apparition d'une cellule cancéreuse à partir d'un tissu normal. En découvrant les gènes responsables des cellules cancéreuses, vous pouvez les "noyer", ce qui signifie que vous pouvez prévenir l'apparition d'un cancer.

Pour identifier les fonctions d'un gène, il est nécessaire d'avoir des cellules en culture et, en utilisant la méthode Fire and Mellow, il est possible d'éteindre le gène après le gène et de voir quelles fonctions les cellules perdent ou apparaissent. Ainsi, les gens sauront pour la première fois quelle est la fonction ou les fonctions de chaque gène d'une cellule (L. Kiselev, 2006).

Pour la découverte de "l'interférence ARN" - la suppression des gènes de l'ARN double brin, les scientifiques américains Andrew Fire et Craig Mellow ont reçu le prix Nobel 2006 de médecine et de physiologie.

Le succès de l’utilisation de la préparation d’ARNsi dépend de son administration aux cellules cibles et de sa protection contre les effets des enzymes cellulaires. Les siRNA doivent rester dans la cellule assez longtemps pour remplir leur rôle de recherche des ARNm spécifiques et de leur mise en contact. La préparation est un ARN double brin synthétisé in vitro d'une longueur de 21 paires de nucléotides. Pour que la molécule de médicament pénètre plus facilement dans la cellule et ne se décompose pas, un groupe lipophile est lié à la molécule (G. Styx, 2005). Il est suggéré qu'avec le temps, un ARN double brin court puisse être introduit dans la circulation sanguine du patient et traiter des maladies systémiques. Un cancer dont la taille des nodules est de 2 mm devient également une maladie systémique.

John Marganore (JM Marfganore, 2006) des États-Unis écrit qu'une seule dose de siRNA chez un animal reste active dans le corps pendant 22 jours.

«Si ce qui peut être fait avec des cellules de mammifère dans la culture peut être répété au niveau de l'organisme entier, nous aurons une méthode unique pour créer des médicaments. Un rêve chéri deviendra réalité, il sera possible de désactiver avec précision les gènes nécessaires ».

Avec la découverte de «l'interférence ARN», il est devenu possible de supprimer la synthèse excessive ou insuffisante de certaines protéines dans une cellule normale, ce qui peut la transformer en cellule cancéreuse. Les scientifiques suggèrent que cette méthode devrait être exempte des effets secondaires qui accompagnent d'autres traitements du cancer. Cependant, vous devez d'abord effectuer les tâches appropriées.

études sur les animaux, puis sur les patients.
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"Petit ARN interférant" - "commutateurs" du gène et moyen d'inhiber la prolifération des cellules cancéreuses

  1. Angiogenèse et lymphangiogenèse et leur inhibition pour inhiber la prolifération des cellules cancéreuses du cancer primitif et des métastases
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  9. L'apoptose et ses utilisations pour tuer les cellules cancéreuses
    Ce phénomène inhabituel a été remarqué pour la première fois par l’ancien médecin K. Galen (131-203gg. AD). Il observa la chute des feuilles des arbres en automne: les feuilles tombaient d'une branche vivante et, si elles étaient brisées, celles-ci cesseraient. K. Galen en conclut: 1) la chute des feuilles est un suicide délibéré; 2) les feuilles se tuent, car si elles sont présentes en hiver, la neige cassera les branches. Il a appelé ce phénomène le terme apoptose.
  10. Puce protéique pour le diagnostic des cellules cancéreuses de la tumeur primitive et des micrométastases sériques
    Le deuxième moyen de diagnostiquer précocement les cellules cancéreuses au moyen de protéines à la surface des cellules cancéreuses. Une cellule cancéreuse diffère d'une cellule normale du même type par la composition des protéines qu'elle synthétise. Ces protéines sont le produit de «pannes» dans le matériel génétique d’une cellule normale, qui l’a transformée en une cellule cancéreuse. Leur présence est un signe que le ou les gènes responsables de la dégénérescence d'une cellule normale ont commencé
  11. La participation des cellules de la moelle osseuse hématopoïétique au processus de métastase: nouvelles cibles pour le diagnostic des métastases des cellules cancéreuses et leur destruction
    Les raisons pour lesquelles les cellules cancéreuses peuvent quitter le foyer du cancer et migrer vers d'autres parties du corps ne sont pas entièrement comprises. De nombreuses vies peuvent être sauvées s'il est possible d'arrêter ce processus. Jusqu'à présent, on croyait que le site de la métastase était déterminé par l'organe ou les organes entraînés par le flux de sang dans la ou les cellules cancéreuses se concentrant dans le foyer principal du cancer. En raison de la division
  12. Biopuce ou puce à ADN - un appareil pour le diagnostic précoce des cellules cancéreuses, le suivi du traitement du cancer et la surveillance de la guérison
    Une biopuce est un placement organisé de molécules d'ADN ou de protéines sur un support spécial - la «plateforme». La plate-forme est une assiette d'une superficie de 1 cm2 ou un peu plus. Il est en verre ou en plastique, ou en silicium. Sur elle, dans un ordre strictement défini, peuvent être placées de nombreuses molécules d’ADN ou de protéines. D'où la présence du mot «micro» dans le terme. Sur une biopuce, vous pouvez
  13. Induction du retour des cellules cancéreuses à la normale - un moyen de les éliminer
    Le terme "réversion" (de lat. Reversio - retour). Ce terme signifie: - rétablir les propriétés d'une cellule cancéreuse ou à une cellule normale; - perte de tumeur maligne des cellules cancéreuses; - maturation d'une cellule cancéreuse en une cellule normalement différenciée et plus (I.N.Schweberger, 1976, 1980). Jusqu'à présent, on pensait que la cause de la cancérogenèse était des modifications de la structure des gènes et des aberrations.
  14. Métastases cancéreuses: causes moléculaires et prévention
    Une autre conséquence encore plus dangereuse de l'invasion des cellules souches cancéreuses est leur formation de métastases dans divers organes du patient. La métastase est un foyer secondaire du cancer résultant de la métastase de cellules cancéreuses sur des organes distants. Métastases (du métastase grecque - mouvement) - processus de transfert de cellules cancéreuses par les vaisseaux sanguins et lymphatiques
  15. Les vaccins sont le principal moyen de détecter et de tuer les cellules cancéreuses.
    Le cancer n’est pas un, mais les descendants d’une cellule cancéreuse qui se propage dans tout le corps du patient avec la formation de métastases. C’est la raison pour laquelle une option de traitement immunitaire est nécessaire pour détruire les cellules cancéreuses, c.-à-d. exposition systémique. Une cellule cancéreuse porte sur sa membrane externe des antigènes permettant au système immunitaire de le reconnaître et de le détruire. Le principal moyen d'immunité
  16. Vaccin xénovirus - une méthode de prévention des cellules cancéreuses et de leur destruction
    Le terme xenovaccine (du grec. Xenos - étranger + vaccin - du latin. Vaccinus - vache) désigne un médicament utilisé pour la prévention et le traitement, dans ce cas le cancer. Pour soigner tout type de cancer, la destruction de toutes les cellules cancéreuses du corps du patient est nécessaire. Mais pour y parvenir avec les méthodes de traitement traditionnelles - chirurgie, radiothérapie et chimiothérapie - n'est pas possible, car ces méthodes sont inadéquates
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