11.12: lncRNA - 긴 비코딩 RNA

인간의 경우 게놈의 80% 이상이 전사됩니다. 그러나 게놈 코드의 약 2%만이 단백질을 암호화합니다. 나머지 부분은 리보솜 RNA, 운반 RNA, 텔로머라제 RNA 및 조절 RNA 등을 포함하는 비암호화 RNA를 생성합니다. 다수의 조절 비코딩 RNA는 길이에 따라 두 그룹, 즉 길이가 200개 뉴클레오티드 미만인 마이크로RNA와 같은 작은 비코딩 RNA와 길이가 200개 미만인 긴 비코딩 RNA(lncRNA)로 분류되었습니다. 200개 이상의 뉴클레오티드 길이. LncRNA는 염색질 변형, 유전자 발현 조절, 세포 분화 및 면역 반응에 중요한 역할을 합니다. 비코딩 RNA라고 명명되었지만 일부 lncRNA는 짧은 펩타이드를 생성할 수 있습니다. LncRNA는 많은 조직에 존재하지만 특히 뇌와 중추신경계의 다른 부분에 풍부합니다.

LncRNA는 게놈 위치에 따라 분류될 수 있습니다. 일부 lncRNA는 두 유전자 사이의 영역에서 합성되며 대형 유전자간 비코딩 RNA(lincRNA)로 알려져 있습니다. LncRNA는 유전자 내의 영역에서도 생성되며 센스 DNA 가닥에서 합성된 센스 lncRNA와 안티센스 DNA 가닥에서 생성된 안티센스 lncRNA를 포함합니다. 인트론 lncRNA는 유전자에 존재하는 인트론에서 생산되는 또 다른 종류의 lncRNA입니다.

LncRNA는 기능에 따라 분류될 수도 있습니다. Guide lncRNA는 특정 단백질 복합체를 표적 유전자로 지시하여 염색질 변형 및 전사 조절과 같은 다양한 기능을 수행합니다. 가이드 lncRNA의 잘 연구된 예는 전사 억제 복합체인 Polycomb Repressive Complex 2를 HOXD 유전자좌로 안내하는 Hox 전사 안티센스 유전자간 RNA(HOTAIR)입니다. 일부 lncRNA는 텔로머라제 복합체의 결합을 위한 스캐폴드 역할을 하는 텔로머라제 RNA 구성요소(TERC)에서 볼 수 있듯이 특정 단백질 결합을 위한 스캐폴드 역할을 합니다. LncRNA는 또한 분자 스폰지 또는 미끼 역할을 할 수 있으며 표적 유전자로부터 단백질 및 마이크로RNA와 같은 조절 분자를 격리할 수 있습니다. 예를 들어, lncRNA PANDA는 p53 매개 세포사멸을 방지하기 위해 핵 전사 인자 Y 서브유닛 알파를 표적 유전자로부터 격리시킵니다.

lncRNA는 암 발달에 중요한 역할을 하며 종양 억제자 또는 촉진자 역할을 할 수 있습니다. 여러 lncRNA의 비정상적인 발현이 종양 특이적인 방식으로 관찰되었습니다. 예를 들어 MALAT1 및 XIST lncRNA는 뇌암과 관련이 있는 반면 HOTTIP 및 HOTAIR lncRNA는 폐암과 관련이 있습니다. 이러한 암 관련 lncRNA는 진단용 바이오마커이자 암 치료를 위한 새로운 치료 표적으로 사용될 수 있습니다.

긴 non-coding RNA 또는 lncRNA는 유전자 발현 및 기타 세포 과정을 조절할 수 있습니다. 그들은 널리 퍼져 있으며 식물, 동물, 박테리아 및 바이러스에서 발견됩니다. 그러나 그들은 다른 종 간의 낮은 염기서열 보존을 보여줍니다.

LncRNAs는 단백질로 번역되지 않는 200개의 뉴클레오티드 보다는 더 긴 RNA transcripts이다; 그러나, 최대량은 접합 그리고 5' 모자와 3' poly-A 꼬리의 추가를 통해 precursor mRNA와 동일한 방법으로 가공된다.

단백질 합성과 비교했을 때, RNA 합성은 에너지가 덜 들고 더 빠르게 일어납니다. RNA는 핵에서 생성되기 때문에 유전자 조절에 즉시 사용할 수 있으며 세포질에서 가져와야 하는 단백질보다 더 빠른 반응을 제공할 수 있습니다.

LncRNA는 여러 가지 다른 메커니즘을 통해 기능을 수행할 수 있습니다. DNA 근처에 존재할 때, lncRNA는 단백질이 염색질 수정 단백질 또는 전사 활성제 및 억제자와 같이 결합하고 기능을 수행할 수 있는 여러 줄기 루프 구조를 형성하여 단백질의 골격 역할을 할 수 있습니다.

microRNA 같이, lncRNA는 다른 부분이 표적 DNA 지구와 선택적으로 염기쌍을 할 수 있고 그로 인하여 단백질 복합물의 지방화에서 돕는 반면 그것의 1개 부분이 각종 단백질 복합물에 묶는 가이드 RNA로 작동할 수 있습니다.

LncRNA는 대체 결합 부위 또는 스폰지로 작용하여 일부 분자를 표적 위치에서 격리할 수 있습니다. 예를 들어, lncRNA는 microRNA에 결합하여 표적 mRNA와의 상호 작용을 방지합니다.

LncRNA는 mRNA의 상보적 영역과 염기쌍을 이룰 수 있습니다. 이 염기쌍은 특정 스플라이스 부위를 숨겨 pre-mRNA 스플라이싱을 억제하거나 성숙한 mRNA의 translation을 차단할 수 있습니다.

일부 lncRNA는 또한 엑손을 운반하고 기능을 알 수 없는 작은 펩타이드를 생성합니다.

LncRNA는 염색질 변형 및 후성유전학적 조절과 같은 추가 세포 과정뿐만 아니라 암 및 신경 질환과 같은 여러 질병에서 중요한 역할을 하는 것으로 부상하고 있습니다