siRNA 、shRNA 和sgRNA，你搞「清楚」了？

在基因表达调控的广阔领域中，siRNA、shRNA和sgRNA扮演着至关重要的角色。尽管它们的目标相似，即通过抑制特定基因的表达来调控细胞功能，但它们在结构、作用机制和应用场景上却各有特色。但是提到siRNA、shRNA和sgRNA这三个名词，还是会有人头疼，傻傻分不清，今天就具体介绍siRNA、shRNA和sgRNA这三种RNA吧！

siRNA、shRNA和sgRNA概念介绍

(1) siRNA(Small interfering RNA)，又称为短干扰RNA或沉默RNA，是一种双链RNA分子，长度约为21-25个核苷酸。siRNA通过与靶基因的mRNA结合，导致mRNA降解，从而抑制特定基因的表达。siRNA通常由Dicer酶切割长双链RNA产生，然后与RISC结合，形成活化的RISC复合物，进而识别并降解靶mRNA。

siRNA的主要特点在于其直接性和高效性。siRNA通常是在体外合成后，通过转染或病毒载体直接引入细胞，快速发挥作用。然而，siRNA在细胞内的效果往往是瞬态的，其抑制效果随着siRNA的分解和稀释通常在几天内就会减弱。因此，siRNA更适用于短期的基因沉默实验，如快速验证基因功能等。

(2) shRNA(short hairpin RNA)，即短发夹RNA，shRNA被设计成能够形成发夹结构，当进入细胞后，shRNA被Dicer酶切割成siRNA，然后与RISC结合，进一步识别并降解靶mRNA，从而抑制特定基因的表达。shRNA通常用于构建稳定的基因敲除细胞系或转基因动物模型。

shRNA的主要优势在于其持久性和稳定性。由于shRNA通过DNA载体表达，可以整合进宿主细胞基因组，实现长期稳定表达，特别是当使用整合性病毒载体时，这种效果尤为显著。因此，shRNA更适用于需要长时间基因沉默的实验，如基因治疗模型等。

然而，值得注意的是，一些研究表明，shRNA在活体表达时可能具有毒性，这可能与内即源导向microRNARNA，竞争是ExportCRISinPR--5Cas结合有关。因此，在开发基于shRNA的疗法时，需要仔细评估其安全性。。

(3) sgRNA(single guide RNA)，即单向导RNA，是一种单链RNA分子，长度约为100-200个核苷酸。sgRNA是CRISPR-Cas9基因编辑系统中的关键组分，它能够引导Cas9蛋白识别并切割特定的DNA序列。sgRNA通过与Cas9蛋白结合，形成Cas9-sgRNA复合物，然后识别并结合到靶DNA序列上，导致DNA双链断裂，从而实现基因编辑。

sgRNA的优势在于其精准性和高效性。通过设计特定的sgRNA序列，可以实现对目标基因的精确切割或调控。此外，sgRNA文库的应用使得科研人员能够高通量地敲除人类全基因、通路基因和特定的基因家族，快速筛选出与疾病表型及性状相关的基因，对基因功能研究、疾病诊断、分子治疗及药物研发等领域具有重要意义。

siRNA、shRNA和sgRNA作用机制

(1) siRNA的作用机制: siRNA通过与靶基因的mRNA结合，导致mRNA降解，从而抑制特定基因的表达。siRNA与靶mRNA结合后，RISC复合物识别并结合到mRNA上，导致mRNA降解。

(2) shRNA的作用机制: shRNA被设计成能够形成发夹结构，当进入细胞后，shRNA被Dicer酶切割成siRNA，然后与RISC结合，进一步识别并降解靶mRNA，从而抑制特定基因的表达。shRNA的发夹结构使其能够有效地与RISC结合，从而提高siRNA的稳定性和生物利用度。

(3) sgRNA的作用机制: sgRNA是CRISPR-Cas9基因编辑系统中的关键组分，它能够引导Cas9蛋白识别并切割特定的DNA序列。sgRNA通过与Cas9蛋白结合，形成Cas9-sgRNA复合物，然后识别并结合到靶DNA序列上，导致DNA双链断裂。断裂的DNA分子可以通过非同源末端连接或同源重组进行修复，从而实现基因编辑。

总结

siRNA和shRNA是敲低基因表达，而sgRNA是敲除基因表达，这是三者的本质区别。此外，siRNA主要是通过合成后直接转染到细胞内；shRNA主要通过转染质粒或病毒载体导入到细胞内，而作用时间shRNA更长且效果更加稳定。

siRNA、shRNA和sgRNA作为基因表达调控中的三大RNA分子，各有其独特的优势和应用场景。siRNA以其直接性和高效性适用于短期基因沉默实验；shRNA则以其持久性和稳定性在需要长时间基因沉默的实验中占据优势；而sgRNA则以其精准性和高效性在基因编辑和基因功能研究中发挥着重要作用。所以，了解并合理利用这些工具，将有利于实验的顺利进行。

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