11.8: MikroRNA

MikroRNA (miRNA) to krótkie, regulatorowe RNA transkrybowane z intronów — niekodujących regionów genu — lub regionów międzygenowych — odcinków DNA obecnych pomiędzy genami. Aby utworzyć biologicznie aktywne, dojrzałe miRNA, potrzeba kilku etapów przetwarzania. Początkowy transkrypt, zwany pierwotnym miRNA (pri-mRNA), łączy się w pary zasad, tworząc strukturę typu łodyga-pętla. W jądrze enzym endonukleaza, zwany Drosha, skraca strukturę łodygi i pętli do pre-miRNA w kształcie spinki do włosów. Po metylacji końców pre-miRNA, aby zapobiec degradacji, jest on eksportowany z jądra do cytoplazmy.

W cytoplazmie inny enzym endonukleaza, zwany Dicer, tnie pre-miRNA na dupleks miRNA o długości 21-24 nukleotydów. Następnie Dicer odcina jedną nić dupleksu, uwalniając pojedynczą nić dojrzałego miRNA. Dojrzały miRNA jest ładowany do kompleksu białkowego zwanego kompleksem wyciszającym indukowanym RNA (RISC), który następnie miRNA kieruje do regionu komplementarnego docelowego mRNA.

Stopień komplementarnego parowania zasad między miRNA a nieulegającym translacji regionem 3’ docelowego mRNA determinuje mechanizm wyciszania genu. Rozległa lub prawie doskonała komplementarność powoduje degradację mRNA, podczas gdy ograniczone parowanie zasad hamuje translację. Podczas gdy wyciszenie poprzez degradację mRNA jest nieodwracalne, hamowanie translacji jest odwracalne, ponieważ stabilny mRNA może wznowić translację po wyeliminowaniu represorów.

Zmienioną ekspresję lub funkcję miRNA obserwuje się w kilku typach nowotworów. Na przykład utratę miRNA let-7 obserwuje się w przypadku raka płuc, wątroby, piersi, prostaty i jajnika. let-7 miRNA hamuje ekspresję onkogenów — genów, które mogą powodować raka—które promują wzrost, przeżycie i proliferację komórek. Dlatego utrata let-7 sprzyja tworzeniu się nowotworu.

MikroRNA, miRNA, to rodzaj małego, regulatorowego RNA, który nie koduje białka. Zamiast tego reguluje ekspresję genów poprzez hamowanie translacji informacyjnego RNA, mRNA, do białka.

MikroRNA mają około 22 nukleotydów długości i są wytwarzane w wyniku rozszczepienia dwuniciowej cząsteczki prekursora RNA za pomocą spinki do włosów. Dwie nici rozdzielają się, a jedna z nich staje się dojrzałym miRNA, który tworzy kompleks z grupą białek zwaną RISC, kompleksem wyciszającym indukowanym przez RNA.

Kompleks ten wiąże się z mRNA poprzez komplementarne parowanie zasad między miRNA a specyficznymi sekwencjami w mRNA, zwykle w regionie 3-prime nieulegającym translacji. To parowanie zwykle nie jest idealne, ale wystarczy, aby zahamować translację, albo poprzez rozszczepienie i zniszczenie mRNA, albo poprzez zakłócenie samego procesu translacji.

Tak czy inaczej, ekspresja genów jest wyciszona, co jest ważnym rodzajem regulacji potranskrypcyjnej. W rzeczywistości rozregulowanie miRNA jest skorelowane z potencjalnie śmiertelnymi chorobami, takimi jak rak i choroby serca.