Il silenziamento genico è il processo di “spegnimento” di un gene, impedendogli così di esprimersi sotto forma di produzione di proteine o altre forme di espressione. Questo processo avviene naturalmente in molti casi allo scopo di regolare l’espressione dei geni e prevenire potenziali danni da virus. Anche il silenziamento genico è un’importante tecnica di laboratorio, poiché disabilitare un gene è un modo molto efficace per determinare lo scopo di quel gene. Un gene può essere messo a tacere in una varietà di modi diversi e attraverso uno dei tanti meccanismi diversi: non esiste un solo modo per prevenire l’espressione genica. Va notato che il silenziamento non si verifica a causa di modifiche o danni al gene stesso: il gene rimane intatto e i meccanismi esterni ne impediscono l’espressione.
L’espressione genica si verifica quando l’acido desossiribonucleico (DNA) viene convertito in acido ribonucleico (RNA) attraverso un processo chiamato trascrizione. L’RNA viene quindi convertito in proteine, le unità funzionali primarie nelle cellule che sono coinvolte in quasi tutti i processi cellulari, attraverso un processo chiamato traduzione. Questo processo può avvenire a livello trascrizionale o post-trascrizionale, il che significa che può interferire con il processo di trascrizione o con qualche processo successivo che porta all’espressione genica. Il gene stesso non è interessato, ma i vari passaggi che portano all’espressione non possono essere completati.
Ci sono molti diversi processi trascrizionali e post-trascrizionali che possono portare al silenziamento genico. Un processo di silenziamento genico trascrizionale è indicato come metilazione del DNA. La metilazione comporta l’attaccamento di un gruppo metilico a determinati punti su un filamento di acido nucleico e può, in base alle circostanze, avere una varietà di effetti diversi, alcuni dei quali impediscono la trascrizione. L’interferenza dell’RNA, o RNAi, è un metodo comune di silenziamento genico post-trascrizionale. Nell’RNAi, piccole molecole di RNA entrano in un complesso proteico che scinde specifici filamenti di RNA, impedendo loro di essere tradotti in proteine, impedendo così l’espressione genica.
L’RNAi e altri metodi sono comunemente usati nei laboratori di biologia per indurre il processo allo scopo di studiare gli effetti di vari geni. Disabilitare un gene e osservare i cambiamenti è un modo prezioso per determinare lo scopo esatto di un dato gene. Se, per esempio, silenziare un gene produce organismi senza pigmentazione oculare, si può essere ragionevolmente sicuri che quel gene abbia qualcosa a che fare con la pigmentazione oculare. In molti casi, tuttavia, il silenziamento genico di laboratorio uccide l’organismo di interesse o non provoca alcun effetto evidente, rendendo necessarie ulteriori ricerche.