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.