shRNA(short hairpin RNA,短髮夾RNA)的原理涉及以下幾個方面:
設計與結構。shRNA由兩個短反向重複序列組成,這兩個序列被一個莖環(loop)序列分隔開,形成一個髮夾結構。這種結構由RNA聚合酶III(Pol III)啟動子控制,並在其後附加5到6個胸腺嘧啶(T)作為轉錄終止信號。
細胞內作用機制。當shRNA被轉錄出來後,它在細胞內形成一個雙鏈RNA(dsRNA)。這個dsRNA被細胞內的核酸內切酶Dicer識別並切割成小片段的siRNA(小干擾RNA)。這些siRNA進一步與mRNA解旋酶結合,使反義鏈與內切酶、外切酶和解旋酶等結合,形成RNA誘導的沉默複合體(RISC)。RISC與靶基因mRNA的同源區特異性結合,對靶基因mRNA進行切割,從而阻斷目的基因的表達。
與siRNA的關係。shRNA和siRNA都是通過RNAi(RNA干擾)途徑介導基因沉默。不過,shRNA通常被構建在表達載體中,利用質粒或病毒媒介進入細胞,在細胞內經過一系列酶處理後發揮作用。而siRNA可以直接在體外合成後進入細胞,或者從dsRNA前體轉錄後進入細胞,然後與RISC結合發揮作用。
總的來說,shRNA通過其獨特的髮夾結構和細胞內的酶處理過程,有效地在RNAi途徑中發揮作用,實現特定基因的表達沉默。