11.8: 마이크로RNA

마이크로RNA(microRNA, 줄여서 miRNA)는 인트론(intron; 유전자의 비암호화 영역) 또는 유전자 간 영역(intergenic region; DNA의 유전자와 유전자 사이 영역)에서 전사된 짧고 조절에 관여하는 RNA입니다. 생물학적으로 활성화되고 성숙한 miRNA를 형성하려면 몇 가지 처리 단계가 필요합니다. 1차 miRNA(primary miRNA, 줄여서 pri-mRNA)라고 불리는 초기 전사물(transcript)은 자기 자신과 염기쌍(base pair)을 이루며 줄기-고리 구조(stem-loop)를 형성합니다. 핵 안의 드로샤(Drosha)라고 불리는 핵산내부가수분해효소(endonuclease)는 줄기-고리 구조를 헤어핀 구조(hairpin loop)로 단축해 miRNA 전구체(pre-miRNA)로 만듭니다. pre-miRNA는 분해되는 것을 막기 위해 말단이 메틸화(methylation)된 후 핵에서 세포질(cytoplasm)로 내보내집니다.

세포질엔 다이서(Dicer)라고 불리는 또 다른 핵산내부가수분해효소가 pre-miRNA를 21-24 뉴클레오타이드 길이의 이중 사슬 miRNA로 절단합니다. 이어서 다이서는 이중 사슬의 두 가닥 중 한 가닥을 절제해 성숙한 miRNA(mature miRNA) 한 가닥을 방출합니다. 성숙한 miRNA는 RNA 유도 침묵 복합체(RNA-induced silencing complex, 줄여서 RISC; RNA 유도 사일런싱 복합체)라고 불리는 단백질 복합체에 합류하고, miRNA는 복합체를 표적 mRNA(target mRNA)의 상보적 영역(complementary region)으로 안내합니다.

miRNA와 표적 mRNA의 3’ 비번역지역(untranslated region; 비번역부위) 사이의 상보적 염기쌍 구성은 유전자 침묵(gene silencing; 유전자 사일런싱) 기작을 결정합니다. 광범위하거나 거의 완벽한 상보성은 mRNA의 분해를 초래하고, 제한된 염기쌍 구성은 번역을 억제합니다. mRNA 분해를 통한 침묵은 불가역적(irreversible)이지만, 번역 억제는 안정된 mRNA에 있는 억제인자(repressor; 억제자)를 제거한 후 번역을 재개할 수 있기 때문에 가역적(reversible)입니다.

변형된 miRNA 발현 또는 변형된 miRNA 기능은 여러 종류의 암에서 관찰됩니다. 예를 들어, let-7 miRNA의 손실은 허파암, 간, 유방암, 전립선암, 난소암에서 관찰됩니다. let-7 miRNA는 세포 성장, 생존, 증식을 촉진하는 암유전자(oncogene; 종양유전자)의 발현을 억제합니다. 따라서, let-7의 손실은 종양 형성을 촉진합니다.

마이크로RNA(miRNA)는 단백질을암호화 하지 않는 자그마한 규제 RNA의 유형이다대신에, 이것은 메신저 RNA(mRNA)가 단백질로번역되는 것을 막음으로써 유전자 발현을 규제한다miRNA는 길이가 22개 뉴클리오티드 정도이고두 가닥 RNA 전구체 분자를머리핀 돌기로 분리 시킴으로써생성된다두 가닥은 분리되어서 하나는 성숙한 miRNA가 되고RISC라는 단백질군과 복합체를 형성하는데이는 RNA 유도 침묵 복합체이다이 복합체가 mRNA와 결합하는데miRNA와 mRNA의 특정 서열 사이에보완 염기 짝짓기로 이루어지고보통은 3' 미번역 구역에서 일어난다이 짝짓기는 보통 완전하지 않지만번역을 막기에 충분한데mRNA의 분리와 파괴를 통하여 혹은번역 과정 그 자체를 방해함으로써 가능하다어느 쪽이든, 유전자 발현은 억제되는데이것은전사후 규제의 중요한 유형이다사실, miRNA의 조절 장애는암과 심장병 같이 잠재적으로 치명적인질병과 상관 관계가 있다