Kodlamayan RNA ve Düzenleyici İşlevleri
Genomun büyük bir kısmı, asla proteine çevrilmeyen RNA'lara transkribe edilmektedir. Küçük mikroRNA'lardan ve küçük müdahale edici RNA'lardan uzun kodlamayan RNA'lara kadar bu kodlamayan RNA'lar, doğrudan düzenleyici olarak işlev görmekte, mesajların susturulmasına rehberlik etmekte, kromatinin şekillendirilmesine ve moleküler komplekslerin iskelelenmesine yardımcı olmaktadır. Bunların keşfi, RNA'yı sadece bir ara madde olmaktan çıkarıp gen düzenlemesinin bir aracı olarak yeniden tanımlamıştır.
Tanım
Kodlamayan RNA'lar, proteine çevrilmeyen ancak bunun yerine yapısal, katalitik veya—burada merkezi olan—düzenleyici işlevleri yerine getiren RNA molekülleridir; bunlar arasında diziye özgü gen susturmasını yönlendiren küçük RNA'lar ve transkripsiyon ile kromatini düzenleyen uzun kodlamayan RNA'lar bulunmaktadır.
Kapsam
Bu konu, düzenleyici kodlamayan RNA'ların başlıca sınıflarını, küçük RNA'ların gen ekspresyonunu susturduğu RNA-müdahale (RNA-interference) ve mikroRNA yollarını ve uzun kodlamayan RNA'ların çeşitli rollerini kapsamaktadır. Bunları RNA biyolojisi içinde düzenleyici mekanizmalar olarak ele almakta olup, klinik bir rehberlik değil, referans-eğitim amaçlıdır.
Temel sorular
- Hangi kodlamayan RNA sınıfları gen ekspresyonunu düzenler ve bunlar nasıl farklılık gösterir?
- Küçük RNA'lar, RNA-müdahale (RNA-interference) ve mikroRNA yolu aracılığıyla diziye özgü susturmayı nasıl başarır?
- Uzun kodlamayan RNA'lar transkripsiyonu, kromatini ve moleküler kompleksleri nasıl etkiler?
- Düzenleyici RNA'ların keşfi, genom hakkındaki görüşü nasıl değiştirmiştir?
Anahtar kavramlar
- MikroRNA (miRNA)
- Küçük müdahale edici RNA (siRNA)
- RNA-müdahale (RNA-interference) ve susturma kompleksi
- Uzun kodlamayan RNA (lncRNA)
- Diziye özgü gen susturma
- İskele (scaffold) ve rehber olarak RNA
- Rekabetçi endojen RNA / mikroRNA süngerleşmesi (sponging)
Temel kuramlar
- RNA-müdahale (RNA-interference)
- Çift sarmallı RNA, tamamlayıcı transkriptlerin diziye özgü susturulmasını yönlendiren kısa rehberlere işlenmektedir; bu işlemeyi başlatan ribonükleazın tanımlanması, mikroRNA'lar ve küçük müdahale edici RNA'lar tarafından paylaşılan korunmuş bir küçük RNA susturma yolunun tanımlanmasına yardımcı olmuştur.
Mekanizmalar
Küçük düzenleyici RNA'lar, daha uzun çift sarmallı veya saç tokası (hairpin) öncüllerinin ribonükleazlar tarafından kısa duplekslere ayrılmasıyla oluşmaktadır; bir iplikçik, tamamlayıcı hedef mRNA'ları tanımak ve bunların parçalanmasını veya translasyonel baskılanmasını yönlendirmek için baz eşleşmesini kullanan bir efektör komplekse yüklenmektedir. Bu RNA-müdahale (RNA-interference) mantığı, küçük müdahale edici RNA'lar (siRNA) ve mikroRNA'lar tarafından paylaşılmaktadır; mikroRNA'lar, birçok hedef genin ekspresyonunu ayarlamak üzere genomda kodlanmaktadır. Uzun kodlamayan RNA'lar, daha geniş bir mekanizma yelpazesi aracılığıyla işlev görmektedir—kromatin değiştiricileri toplayan yapılar halinde katlanma, proteinleri belirli genomik bölgelere yönlendirme veya iskele (scaffold) ve yem (decoy) olarak hizmet etme gibi—böylece RNA, transkripsiyon ve genom organizasyonunun düzenlenmesinde doğrudan yer almaktadır. Bu RNA'lar birlikte, genomun düzenleyici çıktısının büyük bir kısmının proteinden ziyade RNA olduğunu göstermektedir.
Klinik önem
Kodlamayan RNA'lar, biyobelirteçler ve terapötik hedefler veya ajanlar olarak incelenmektedir ve RNA-müdahale (RNA-interference) yolu, bir gen susturucu ilaç sınıfının temelini oluşturmaktadır. Bu madde, söz konusu biyolojiyi eğitimsel bir arka plan olarak tanımlamakta olup, bireysel teşhis veya tedavi için bir temel değildir.
Tarihçe
Solucanlarda küçük düzenleyici RNA'ların keşfi ve çift sarmallı RNA'nın güçlü diziye özgü susturmayı (RNA-müdahale) tetiklediğinin gösterilmesi, mikroRNA'ları, küçük müdahale edici RNA'ları ve geniş bir uzun kodlamayan RNA repertuvarını kapsayacak şekilde büyüyen bir alan açmıştır. Sonraki on yıllar boyunca bu 'kodlamayan RNA devrimi', düzenlemenin esas olarak proteinler tarafından gerçekleştirildiği varsayımını altüst etmiştir.
Tartışmalar
- Diğer RNA'lar tarafından mikroRNA süngerleşmesi (sponging) ne kadar yaygın ve işlevseldir?
- Bazı uzun kodlamayan ve dairesel RNA'ların, mikroRNA'ları sekestre eden rekabetçi endojen RNA'lar olarak işlev gördüğü öne sürülmektedir, ancak endojen ekspresyon seviyelerinde bu 'sünger' etkisinin fizyolojik önemi tartışılmaya devam etmektedir.
Öne çıkan isimler
- Victor Ambros
- Gary Ruvkun
- Andrew Fire
- Craig Mello
- Gregory Hannon
İlgili konular
Temel eserler
- bernstein-2001
- carthew-2009
- cech-2014
Sıkça sorulan sorular
- Kodlamayan RNA'lar proteine çevrilmiyorsa, ne işe yararlar?
- Düzenleyici ve yapısal veya katalitik moleküller olarak işlev görmektedirler—örneğin, küçük RNA'lar RNA-müdahale (RNA-interference) yoluyla belirli mesajları susturmakta, uzun kodlamayan RNA'lar ise transkripsiyon ve kromatini kontrol etmeye yardımcı olmaktadır.
- Bir mikroRNA ile küçük müdahale edici RNA arasındaki fark nedir?
- Her ikisi de aynı çekirdek mekanizma aracılığıyla susturmaya rehberlik eden kısa RNA'lardır; mikroRNA'lar birçok endojen geni düzenlemek üzere genomda kodlanırken, küçük müdahale edici RNA'lar tipik olarak daha uzun çift sarmallı RNA'dan kaynaklanır ve yüksek derecede tamamlayıcı hedefleri susturur.