Некодирующие РНК

Большой и разнообразный набор РНК, которые не транслируются в белок, а вместо этого направляют, служат каркасом и регулируют молекулярные процессы клетки.

Definition

Некодирующие РНК — это функциональные молекулы РНК, которые не транслируются в белок, варьирующиеся от малых РНК, которые направляют модификацию или сайленсинг, до длинных некодирующих РНК, которые регулируют транскрипцию и хроматин, действуя через спаривание оснований и белковые взаимодействия.

Scope

Эта тема охватывает РНК, которые функционируют без кодирования белка: хозяйственные некодирующие РНК, такие как малые ядерные и малые ядрышковые РНК, малые регуляторные РНК, включая микроРНК, и длинные некодирующие РНК. В ней рассматривается, как эти молекулы действуют — путем спаривания оснований, служа в качестве каркасов и направляя модификацию — и их роль в регуляции и организации генома. Механизмы РНК-опосредованного сайленсинга подробно описаны в сопутствующей теме.

Core questions

• Какие категории некодирующих РНК существуют и что они делают?
• Как малые ядерные и ядрышковые РНК поддерживают процессинг и модификацию РНК?
• Как микроРНК и длинные некодирующие РНК регулируют экспрессию генов?
• Почему так много генома транскрибируется в некодирующие РНК?

Key theories

Регуляторные микроРНК

Малые некодирующие РНК, такие как основополагающий пример lin-4, регулируют гены-мишени путем спаривания оснований с их мРНК, создавая широко распространенный уровень контроля генов малыми РНК.

РНК как направляющая и каркас

Многие некодирующие РНК работают путем спаривания оснований с мишенями для направления ферментов к специфическим участкам или выступая в качестве структурных каркасов, которые собирают белковые комплексы, придавая последовательную специфичность клеточному аппарату.

Mechanisms

Малые ядерные РНК образуют каталитическое и распознающее ядро сплайсосомы, а малые ядрышковые РНК направляют химическую модификацию рибосомной РНК путем спаривания оснований с целевыми участками. МикроРНК, образующиеся из шпилечных предшественников, загружаются в сайленсирующие комплексы и спариваются с матричными РНК для их репрессии. Длинные некодирующие РНК действуют посредством различных механизмов — рекрутирования модификаторов хроматина, секвестрации белков или микроРНК, или организации ядерных структур — часто используя спаривание оснований и свернутые домены для достижения специфичности и сборки комплексов.

Clinical relevance

Измененная экспрессия микроРНК и длинных некодирующих РНК связана с онкологическими и другими заболеваниями, и некодирующие РНК изучаются как биомаркеры и терапевтические мишени; предлагается как значимость, а не клиническое руководство.

History

Открытие малой РНК lin-4 в 1993 году выявило регуляцию генов некодирующей РНК, а последующие полногеномные исследования обнаружили многочисленные микроРНК и длинные некодирующие РНК, что изменило представление о геноме с белок-кодирующего шаблона на источник повсеместно функциональной РНК.

Key figures

• Victor Ambros
• Gary Ruvkun

Seminal works

• lee1993
• alberts2014

Frequently asked questions

Что такое некодирующая РНК?

РНК, которая выполняет функцию, не транслируясь в белок, например, направляет модификацию РНК, регулирует гены или служит каркасом для молекулярных комплексов.

Важны ли некодирующие РНК, если они не производят белок?

Да. Они включают в себя существенные компоненты аппарата сплайсинга и трансляции, а также множество регуляторов экспрессии генов, поэтому они играют центральную роль в функционировании клетки.