RNA編集は、塩基の挿入、欠失、または修飾によって前駆体mRNA(pre-mRNA)のヌクレオチド配列が変化する転写後修飾です。RNA編集の程度は、トリパノソーマのミトコンドリアDNAの数百塩基から、哺乳類の核遺伝子の1塩基までさまざまです。pre-mRNAの塩基が1つでも変化すると、あるアミノ酸のコドンを別のアミノ酸のコドンまたは終止コドンに変換できます。このタイプの再コード化は、タンパク質の構造と機能に大きな影響を与える可能性があり、単一の遺伝子からタンパク質の複数の変異体が産生される可能性があります。

挿入および欠失RNA編集

挿入および欠失RNA編集には、pre-mRNAからの特定のヌクレオチドまたはヌクレオチドの配列の追加および欠失が含まれます。一部の病原性トリパノソーマのミトコンドリアでのRNA編集では、数百のノンコードウリジンが添加され、特定のウリジン残基がpre-mRNAから削除されます。これらの追加と欠失は、エディトソームと呼ばれる酵素複合体によって行われます。エディトソームは、ガイドRNA(gRNA)と呼ばれる特別なRNA転写産物によって導かれます。gRNAは、10-15ヌクレオチドの長さの相補的なアンカー配列の助けを借りて、標的のpre-mRNA領域に結合します。gRNAは、プレmRNAに付加または欠失するウリジン残基の位置と数をエディトソームに指示するテンプレート配列も有しています。一部のトリパノソーマのミトコンドリアRNAの50%以上は、ウリジン残基の付加によって形成されます。

置換RNA編集

高等真核生物では、塩基修飾による置換RNA編集が観察され、プレmRNAの長さを変更せずに塩基が修飾されます。脊椎動物では、アデノシンとシチジンが関与する脱アミノ化反応が最も一般的なタイプのRNA編集です。アデノシンは、RNAに作用するアデノシンデアミナーゼ(ADAR)として知られる単一の酵素によってイノシンに脱アミノ化されます。ADARが編集部位を認識するためには、標的領域とpre-mRNAの下流の相補的イントロン領域との間に形成された二本鎖RNA構造が必要です。脊椎動物に見られるADAR酵素には3つのタイプがあります。ADAR1およびADAR2酵素はさまざまな組織に見られますが、ADAR3は一部の種の脳に特異的です。また、哺乳類のApoB遺伝子では、シチジンがウリジンに修飾される、あまり一般的でないタイプのRNA編集が観察されます。これは、アポリポタンパク質B、mRNA編集酵素、触媒ポリペプチド1(APOBEC1)などの酵素の複合体によって達成されます。RNA編集は脊椎動物では比較的まれな現象ですが、その過程の欠陥は、筋萎縮性側索硬化症、てんかん、うつ病、統合失調症など、中枢神経系に関連するいくつかの疾患を引き起こす可能性があります。