Chapter 11: Additional Roles of RNA

Back to chapter

11.12:

lncRNA - длинные некодирующие РНК (Рибозим-лигаза класса I)

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

lncRNA – Long Non-coding RNAs

Previous Video
11.11: CRISPR and crRNAs

Next Video
11.13: Ribozymes

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

длинная некодирующая РНК, или lncРНК, может регулировать экспрессию гена и другие клеточные процессы. Они широко распространены и обнаружены в растениях, животных, бактериях и вирусах. Однако они показывают низкий уровень сохранения последовательности между различными видами.LncРНК РНК транскрипты длиной более 200 нуклеотидов не преобразуются в белки. Однако большинство из них обрабатывается аналогично mРНК-предшественнику через сплайсинг и добавление кэпа на конце прайм-5 и poly-A tail на конце прайм-3. По сравнению с синтезом белков, синтез РНК требует меньше энергии и происходит быстрее.По мере производства РНК в ядре, она может быть немедленно использована для регулирования генов и может обеспечить более быстрый отклик, чем белки, которые должны импортироваться из цитоплазмы, чтобы это сделать. lncРНК могут выполнятьс их функции через несколько различных механизмов. При наличии вблизи ДНК, lncРНК может действовать в качестве строительных лесов для белков, формируя многостволовые структуры петель, в которых белки могут связываться и осуществлять их функции, например, белки, модифицирующие хроматин или транскрипционные активаторы и репрессоры.Как и микроРНК, lncРНК Может выступать в качестве направляющей РНК где одна её часть связывается с. различными белковыми комплексами, в то время как другая часть может избирательно использовать пару оснований целевой ДНК, таким образом, помогая в локализации белковых комплексов. LncРНК может выступать в качестве альтернативы сайта связывания или губки, поремещая некоторые молекулы от их целевого местоположения.Например, lncРНК связываются с микроРНК и предотвращает их взаимодействие с их целевой мРНК. LncРНК может создать пару оснований с Дополнительной областью в мРНК. Этоспаривание оснований может ингибировать пре-мРНК сплайсинг скрывая специфические сайты сплайсинга, или может заблокировать трансляция зрелой мРНК.Некоторые lncРНК также переносят экзоны и производят небольшие пептиды с неизвестными функциями. LncРНК проявляются, как существенный участник дополнительных клеточных процессов, например, изменений хроматина и эпигенетического регулирования нескольких заболеваний таких, как рак и неврологические заболевания.

11.12:

lncRNA - длинные некодирующие РНК (Рибозим-лигаза класса I)

У человека транскрибируется более 80% генома. Однако только около 2% генома кодирует белки. Оставшаяся часть производит некодирующие РНК, которые включают среди других типов рибосомные РНК, транспортные РНК, теломеразные РНК и регуляторные РНК. Большое количество регуляторных некодирующих РНК было разделено на две группы в зависимости от их длины – малые некодирующие РНК, такие как микроРНК, длина которых составляет менее 200 нуклеотидов, и длинные некодирующие РНК (днкРНК), длина которых превышает 200 нуклеотидов. днкРНК играют жизненно важную роль в модификации хроматина, регуляции экспрессии генов, дифференцировке клеток и иммунном ответе. Несмотря на название некодирующие РНК, некоторые днкРНК могут продуцировать короткие пептиды. днкРНК присутствуют во многих тканях, но особенно обильны в головном мозге и других частях центральной нервной системы.

днкРНК можно классифицировать по их геномному расположению. Некоторые днкРНК синтезируются из областей между двумя генами и известны как большие межгенные некодирующие РНК (lincРНК). днкРНК также продуцируются из областей внутри генов и включают смысловую днкРНК, синтезируемую из смысловой цепи ДНК, и антисмысловую днкРНК, полученную из антисмысловой цепи ДНК. Интронные днкРНК – это еще один класс днкРНК, которые производятся из интронов, присутствующих в гене.

днкРНК также можно классифицировать по их функции. Направляющая днкРНК направляет специфические белковые комплексы к их генам-мишеням для выполнения различных функций, таких как модификация хроматина и регуляция транскрипции. Хорошо изученным примером направляющей днкРНК является межгенная антисмысловая РНК транскрипта Hox (HOTAIR) которая направляет Репрессивный комплекс Polycomb 2, комплекс репрессоров транскрипции, к локусу HOXD. Некоторые днкРНК действуют как каркас для специфического связывания белков, что наблюдается в РНК-компоненте теломеразы (TERC), который действует как каркас для связывания комплекса теломеразы. днкРНК также могут действовать как молекулярная губка или приманка и изолировать регуляторные молекулы, такие как белки и микроРНК, от их генов-мишеней. Например, днкРНК PANDA изолирует альфа-субъединицу ядерного транскрипционного фактора Y от его генов-мишеней, чтобы предотвратить апоптоз, опосредованный р53.

днкРНК играют важную роль в развитии рака и могут действовать как опухолевые супрессоры или промоутеры. Аномальная экспрессия нескольких днкРНК наблюдалась в зависимости от опухоли. Например, днкРНК MALAT1 и XIST связаны с раком мозга, тогда как днкРНК HOTTIP и HOTAIR связаны с раком легких. Эти ассоциированные с раком днкРНК могут использоваться в качестве диагностических биомаркеров, а также в качестве новых терапевтических мишеней для лечения рака.

Suggested Reading

Kung, Johnny TY, David Colognori, and Jeannie T. Lee. "Long noncoding RNAs: past, present, and future." Genetics 193, no. 3 (2013): 651-669.
Rinn, John L., and Howard Y. Chang. "Genome regulation by long noncoding RNAs." Annual Review of Biochemistry 81 (2012): 145-166.
Balas, Maggie M., and Aaron M. Johnson. "Exploring the mechanisms behind long noncoding RNAs and cancer." Non-coding RNA Research 3, no. 3 (2018): 108-117.
Ma, Lina, Vladimir B. Bajic, and Zhang Zhang. "On the classification of long non-coding RNAs." RNA Biology 10, no. 6 (2013): 924-933.
Marchese, Francesco P., Ivan Raimondi, and Maite Huarte. "The multidimensional mechanisms of long noncoding RNA function." Genome Biology 18, no. 1 (2017): 206.