Регуляция на основе РНК

РНК является не только посредником между геном и белком, но и самостоятельным регулятором: малые и длинные некодирующие РНК подавляют гены, тонко настраивают экспрессию и направляют механизмы, формирующие выход генома.

Definition

Регуляция на основе РНК — это контроль экспрессии генов молекулами РНК, в частности некодирующими РНК, такими как микроРНК и малые интерферирующие РНК, которые подавляют или тонко настраивают целевые гены путем спаривания оснований с их транскриптами или направления регуляторных комплексов.

Scope

Эта тема охватывает РНК-интерференцию и малые РНК, которые её опосредуют, микроРНК и их настройку стабильности и трансляции матричной РНК, малые интерферирующие РНК и подавление генов, широкие роли длинных некодирующих РНК, а также использование этих путей в качестве исследовательских инструментов и терапевтических средств. Она рассматривает посттранскрипционную и РНК-направляемую регуляцию; контроль на уровне транскрипции и контроль на основе хроматина рассматриваются в смежных темах.

Core questions

• Как двуцепочечная РНК запускает последовательно-специфическое подавление генов?
• Как микроРНК регулируют стабильность и трансляцию матричной РНК?
• Чем малые интерферирующие РНК отличаются от микроРНК?
• Какую роль играют длинные некодирующие РНК в регуляции?

Key concepts

• РНК-интерференция
• МикроРНК и репрессия трансляции
• Малые интерферирующие РНК и подавление генов
• Длинные некодирующие РНК
• Инструменты и терапевтические средства на основе РНК

Mechanisms

Двуцепочечная РНК перерабатывается в короткие направляющие молекулы, которые загружаются в сайленсирующие комплексы; эти комплексы находят комплементарные матричные РНК и либо расщепляют их, либо блокируют их трансляцию, а частичная комплементарность микроРНК более мягко настраивает экспрессию, в то время как некоторые длинные некодирующие РНК служат каркасом или рекрутируют регуляторные белки к специфическим локусам.

Clinical relevance

РНК-интерференция является рутинным лабораторным инструментом для нокдауна генов, и РНК-основанные препараты, включая терапевтические средства на основе малых интерферирующих РНК и антисмысловые олигонуклеотиды, в настоящее время одобрены для лечения нескольких заболеваний, в то время как дерегулированные микроРНК служат биомаркерами рака.

History

Амброс и его коллеги открыли первую микроРНК в начале 1990-х годов, а демонстрация Файра и Мелло в 1998 году того, что двуцепочечная РНК мощно подавляет соответствующие гены у червя, выявила путь РНК-интерференции — работа, отмеченная Нобелевской премией 2006 года и быстро принятая во всей биологии.

Key figures

• Andrew Fire
• Craig Mello
• Victor Ambros

Seminal works

• fire1998

Frequently asked questions

Что такое РНК-интерференция?

РНК-интерференция — это естественный путь, при котором двуцепочечная РНК перерабатывается в короткие направляющие молекулы, которые направляют разрушение или подавление матричных РНК с соответствующей последовательностью, выключая соответствующий ген.

Что делают микроРНК?

МикроРНК — это короткие некодирующие РНК, которые спариваются с целевыми матричными РНК и снижают их стабильность или трансляцию, позволяя клетке тонко настраивать уровни многих генов одновременно.