RNA lub kwas rybonukleinowy to cząsteczka, która jest integralną częścią wszystkich form życia. Organizmy z genomami DNA tworzą kopie swoich genów w formacie RNA. Organizm czyta te dokładne kopie, które mają „sens” i tworzy prawidłowe białka. Antysensowne RNA to sekwencja będąca przeciwieństwem „sensownego” RNA, a przylegając do „sensownego” RNA, może blokować prawidłowe tworzenie białek. Chociaż nie występuje powszechnie w przyrodzie, antysensowne RNA ma zastosowanie w dziedzinach nauki, takich jak medycyna i organizmy modyfikowane genetycznie.
Regularny proces produkcji białka rozpoczyna się od skopiowania DNA określonego genu do informacyjnego RNA (mRNA). Całe mRNA jest jednoniciowe. Rybosomy i przenoszące RNA (tRNA) następnie odczytują mRNA i budują białko kodowane przez gen.
Sekwencja mRNA jest niezbędna do produkcji odpowiedniego białka. Ponadto tRNA i rybosomy odczytują tylko pojedyncze nici, a nie podwójne nici. Antysensowne RNA jest samo w sobie pojedynczą nić, ale ma sekwencję zasad, która jest komplementarna do sekwencji zasad w określonym mRNA.
Uracyl (U), adenina (A), cytozyna (C) i guanina (G) tworzą różne zasady RNA. Uracyl wiąże się z adeniną, a cytozyna wiąże się z guaniną. Na przykład część mRNA, która koduje CAU, ma komplementarną sekwencję antysensowną GUA. Sekwencja antysensowna wiąże się z mRNA, tworząc dwuniciowy kompleks.
Inżynierowie genetyczni uznali tę koncepcję za przydatną w tworzeniu zmodyfikowanych organizmów. Jednym z takich przykładów jest pomidor znany jako Flavr-Savr. Pomidory wytwarzają enzym zwany poligalakturonazą (PG), który zmiękcza owoce podczas dojrzewania. PG jest kodowana przez genom pomidora. Rolnicy zwykłych pomidorów muszą je zbierać, zanim będą w pełni dojrzałe, aby PG nie zmiękły owoców, zanim trafią na półkę w supermarkecie.
Pomidory Flavr-Savr mają dodatkowy gen umieszczony tam przez inżynierów genetycznych, który wytwarza antysensowną wersję mRNA PG. Ta nić antysensowna przykleja się do większości mRNA PG wytwarzanych przez pomidora i w ten sposób blokuje produkcję enzymu PG. Dzięki temu pomidory nie stają się miękkie podczas dojrzewania, dzięki czemu rolnicy mogą hodować pomidory, które smakują i wyglądają na dojrzałe, ale nie są miękkie.
Antysensowne RNA może mieć również zastosowanie w medycynie. Niektóre choroby, takie jak choroba Huntingtona, są powodowane przez geny wytwarzające wadliwe lub niepożądane białka. Ludzi nie da się wyhodować tak, aby miały zmieniony genom, jak pomidory, ale naukowcy mogą w jakiś sposób dostarczyć antysensowne RNA lub gen kodujący antysensowne RNA do komórek, które produkują niepożądane białko.
Możliwymi metodami dostarczania są wykorzystanie wirusa jako nośnika genu antysensownego lub wstrzyknięcie RNA bezpośrednio w obszar. Jeden problem z nauką polega jednak na tym, że optymalizacja metod dostarczania jest złożona. Inną wadą jest to, że RNA może nie być wystarczająco specyficzne, aby celować tylko w niechciane mRNA, co może być niebezpieczne dla pacjenta. Przykłady antysensownego RNA w naturze są rzadkie. Jedno z takich przypadków ma miejsce u ludzi i myszy, gdzie gen receptora insulinopodobnego czynnika wzrostu dwa, odziedziczony po stronie matki, jest blokowany przez antysensowne RNA wytwarzane z wersji tego genu przez ojca.