Nicht-kodierende RNA

Die große und vielfältige Gruppe von RNAs, die nicht in Proteine übersetzt werden, sondern stattdessen die molekularen Prozesse der Zelle steuern, gerüstbildend wirken und regulieren.

Definition

Nicht-kodierende RNAs sind funktionelle RNA-Moleküle, die nicht in Proteine übersetzt werden, von kleinen RNAs, die Modifikationen oder Stilllegungen steuern, bis hin zu langen nicht-kodierenden RNAs, die Transkription und Chromatin regulieren, indem sie durch Basenpaarung und Proteininteraktionen wirken.

Scope

Dieses Thema behandelt RNAs, die ohne Proteinkodierung funktionieren: Haushalts-nicht-kodierende RNAs wie kleine nukleäre und kleine nukleoläre RNAs, kleine regulatorische RNAs einschließlich microRNAs und lange nicht-kodierende RNAs. Es wird untersucht, wie diese Moleküle wirken – durch Basenpaarung, als Gerüste und durch die Steuerung von Modifikationen – und welche Rolle sie bei der Regulation und Genomorganisation spielen. Die Mechanismen der RNA-basierten Stilllegung werden in einem Begleitthema detailliert beschrieben.

Core questions

• Welche Kategorien von nicht-kodierender RNA gibt es und was tun sie?
• Wie unterstützen kleine nukleäre und nukleoläre RNAs die RNA-Prozessierung und -Modifikation?
• Wie regulieren microRNAs und lange nicht-kodierende RNAs die Genexpression?
• Warum wird so viel des Genoms in nicht-kodierende RNA transkribiert?

Key theories

Regulatorische microRNAs

Kleine nicht-kodierende RNAs wie das Gründungsbeispiel lin-4 regulieren Zielgene durch Basenpaarung mit ihren Botschaften und etablieren so eine weit verbreitete Ebene der Genkontrolle durch kleine RNAs.

RNA als Leitfaden und Gerüst

Viele nicht-kodierende RNAs wirken, indem sie sich mit Zielen paaren, um Enzyme zu spezifischen Stellen zu leiten, oder indem sie als strukturelle Gerüste fungieren, die Proteinkomplexe assemblieren, wodurch die zelluläre Maschinerie Sequenzspezifität erhält.

Mechanisms

Kleine nukleäre RNAs bilden den katalytischen und Erkennungskern des Spleißosoms, und kleine nukleoläre RNAs steuern die chemische Modifikation ribosomaler RNA durch Basenpaarung mit Zielstellen. MicroRNAs, die aus Haarnadel-Vorläufern prozessiert werden, werden in Stilllegungskomplexe geladen und paaren sich mit Boten-RNAs, um diese zu unterdrücken. Lange nicht-kodierende RNAs wirken durch verschiedene Mechanismen – Rekrutierung von Chromatin-Modifikatoren, Sequestrierung von Proteinen oder microRNAs oder Organisation nukleärer Strukturen – oft unter Verwendung von Basenpaarung und gefalteten Domänen, um Spezifität zu erreichen und Komplexe zu assemblieren.

Clinical relevance

Veränderte Expression von microRNAs und langen nicht-kodierenden RNAs ist mit Krebs und anderen Krankheiten assoziiert, und nicht-kodierende RNAs werden als Biomarker und therapeutische Ziele untersucht; dies wird als Bedeutung, nicht als klinische Leitlinie angeboten.

History

Die Entdeckung der kleinen RNA lin-4 im Jahr 1993 offenbarte die Genregulation durch nicht-kodierende RNA, und nachfolgende genomweite Studien entdeckten reichlich microRNAs und lange nicht-kodierende RNAs, was die Sicht auf das Genom von einer proteinkodierenden Vorlage zu einer Quelle allgegenwärtiger funktioneller RNA veränderte.

Key figures

• Victor Ambros
• Gary Ruvkun

Seminal works

• lee1993
• alberts2014

Frequently asked questions

Was ist eine nicht-kodierende RNA?

Eine RNA, die eine Funktion erfüllt, ohne in Protein übersetzt zu werden, wie z.B. die Steuerung der RNA-Modifikation, die Genregulation oder die Gerüstbildung molekularer Komplexe.

Sind nicht-kodierende RNAs wichtig, wenn sie kein Protein herstellen?

Ja. Sie umfassen wesentliche Komponenten der Spleiß- und Translationsmaschinerie sowie viele Regulatoren der Genexpression und sind daher für die Zellfunktion von zentraler Bedeutung.