11.12: lncRNA - ARN longs non codants

Chez l’humain, plus de 80 % du génome est transcrit. Cependant, seulement environ 2 % du génome code pour des protéines. La partie restante produit des ARN non codants, notamment des ARN ribosomiques, des ARN de transfert, des ARN de télomérase et des ARN régulateurs. un bon nombre d'ARN non codants régulateurs ont été classés en deux groupes en fonction de leur longueur : les petits ARN non codants, tels que les microARN, qui mesurent moins de 200 nucléotides, et les ARN longs non codants (lncRNA) qui sont plus de 200 nucléotides de longueur. Les LncRNA jouent un rôle essentiel dans la modification de la chromatine, la régulation de l'expression des gènes, la différenciation cellulaire et la réponse immunitaire. Bien que nommés ARN non codants, certains ARNnc peuvent produire de courts peptides. Les LncRNA sont présents dans de nombreux tissus mais particulièrement abondants dans le cerveau et d’autres parties du système nerveux central.

Les LncRNA peuvent être classés en fonction de leur emplacement génomique. Certains ARNnc sont synthétisés à partir de régions situées entre deux gènes et sont connus sous le nom de grands ARN intergéniques non codants (lincRNA). Les ARNlnc sont également produits à partir des régions contenues dans les gènes et comprennent l'ARNlnc sens synthétisé à partir du brin d'ADN sens et l'ARNlnc antisens produit à partir du brin d'ADN antisens. Les lncARN introniques sont une autre classe d’ARNlnc produits à partir des introns présents dans un gène.

Les LncRNA peuvent également être classés selon leur fonction. Guide lncRNA dirige des complexes protéiques spécifiques vers leurs gènes cibles pour remplir différentes fonctions telles que la modification de la chromatine et la régulation transcriptionnelle. Un exemple bien étudié d’ARNnc guide est l’ARN intergénique antisens de transcription Hox (HOTAIR) qui guide le complexe répressif Polycomb 2, un complexe répresseur transcriptionnel, vers le locus HOXD. Certains lncARN agissent comme un échafaudage pour la liaison spécifique à des protéines, comme le montre le composant ARN de la télomérase (TERC), qui agit comme un échafaudage pour la liaison du complexe télomérase. LncRNA peut également agir comme une éponge moléculaire ou un leurre et séquestrer les molécules régulatrices telles que les protéines et les microARN de leurs gènes cibles. Par exemple, lncRNA PANDA séquestre la sous-unité alpha du facteur de transcription nucléaire Y loin de ses gènes cibles pour empêcher l’apoptose médiée par p53.

Les lncRNA jouent un rôle important dans le développement du cancer et peuvent agir comme suppresseurs ou promoteurs de tumeurs. L’expression anormale de plusieurs lncARN a été observée de manière spécifique à la tumeur. Par exemple, les lncARN MALAT1 et XIST sont associés au cancer du cerveau, tandis que les lncARN HOTTIP et HOTAIR sont associés au cancer du poumon. Ces ARNnc associés au cancer peuvent être utilisés comme biomarqueur diagnostique ainsi que comme nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement du cancer.

Les ARN longs non codants ou ARNlnc peuvent réguler l’expression des gènes et d’autres processus cellulaires. Ils sont répandus et se trouvent dans les plantes, les animaux, les bactéries et les virus ; Cependant, ils montrent une faible conservation de séquence entre les différentes espèces.

Les ARNlnc sont des transcrits d’ARN de plus de 200 nucléotides qui ne sont pas traduits en protéines ; cependant, la plupart sont traités de la même manière que l’ARNm précurseur par épissage et l’ajout d’une coiffe 5' et d’une queue poly-A 3'.

Par rapport à la synthèse des protéines, la synthèse de l’ARN nécessite moins d’énergie et se produit plus rapidement. Comme l’ARN est produit dans le noyau, il peut être immédiatement utilisé pour la régulation des gènes et peut fournir une réponse plus rapide que les protéines, qui doivent être importées du cytoplasme.

LncRNA peut remplir ses fonctions par le biais de plusieurs mécanismes différents. Lorsqu’il est présent à proximité de l’ADN, lncRNA peut agir comme un échafaudage pour les protéines en formant plusieurs structures en boucle souche où les protéines peuvent se lier et remplir leur fonction, comme les protéines modifiant la chromatine ou les activateurs et répresseurs transcriptionnels.

Comme les microARN, l’ARNlnc peut agir comme ARN guide où sa partie se lie à divers complexes protéiques tandis qu’une autre partie peut s’apparier sélectivement avec la région cible de l’ADN et aide ainsi à la localisation des complexes protéiques.

LncRNA peut agir comme des sites de liaison alternatifs ou des éponges, séquestrant certaines molécules loin de leur emplacement cible. Par exemple, les ARNlnc se lient aux microARN et empêchent leur interaction avec leur ARNm cible.

LncRNA peut s’apparier avec une région complémentaire dans l’ARNm. Cet appariement de bases peut inhiber l’épissage des pré-ARNm en masquant des sites d’épissage particuliers ou peut bloquer la traduction de l’ARNm mature.

Certains ARNlnc portent également des exons et produisent de petits peptides de fonction inconnue.

Les ARNlnc apparaissent comme un acteur important dans d’autres processus cellulaires tels que les modifications de la chromatine et la régulation épigénétique, ainsi que dans plusieurs maladies telles que le cancer et les maladies neurologiques