Niekodujący RNA

Niekodujący RNA – w szerokim znaczeniu każdy transkrypt, lub jego element, niemający potencjału kodowania białek (brak otwartych ramek odczytu). Termin ten obejmować może wszystkie transkrypty z wyjątkiem matrycowego RNA, jak również sekwencje intronów usuwane w procesie dojrzewania pre-mRNA oraz rejony niepodlegające translacji przy końcach 5’ i 3’ mRNA. Ze względu na funkcje pełnione w komórce niekodujący RNA podzielić można na konstytutywny i regulatorowy.

Konstytutywny niekodujący RNA

Konstytutywny niekodujący RNA bierze udział w podstawowych procesach związanych z ekspresją genów i obejmuje RNA zaangażowany w procesy translacji (tRNA i rRNA), dojrzewania i modyfikacji pierwotnych transkryptów (snRNA, snoRNA, RNA rybonukleazy P), transport (SRP RNA) lub replikację DNA (RNA telomerazy).

Regulatorowy niekodujący RNA

Drugą dużą grupę niekodujących transkryptów stanowi regulatorowy RNA, którego ekspresja jest często związana z określonym stadium rozwoju lub różnicowania komórki, albo wykazuje specyficzność tkankową, albo podlega modulacji przez biotyczne lub abiotyczne czynniki środowiskowe. RNA taki występuje zarówno w komórkach prokariotycznych, jak i eukariotycznych, gdzie pełni kluczową rolę w wielu procesach jako element modulujący ekspresję genów na wielu poziomach – począwszy od modyfikacji struktury chromatyny, poprzez transkrypcję, składanie pre-mRNA, transport, po regulację translacji i wpływ na stabilność transkryptów.

Rola niekodującego RNA

Niekodujący RNA wpływa na procesy regulacyjne na praktycznie wszystkich etapach transmisji informacji genetycznej: od DNA do białka. Szczególnie spektakularne wydaje się być zaangażowanie pewnego ncRNA w mechanizmy prowadzące do specyficznej ekspresji genów, przez modyfikację struktury chromatyny.

Przykłady niekodującego RNA

Najlepiej opisanymi w literaturze przykładami są procesy związane z wyrównywaniem poziomu ekspresji genów z chromosomów X między komórkami męskimi (XY) i żeńskimi (XX) u ssaków oraz muszki owocowej (Drosophila melanogaster). Zarówno inaktywacja jednego z chromosomów X w komórkach żeńskich ssaków, jak i zwiększenie poziomu transkrypcji z pojedynczego chromosomu X w komórkach męskich muszki, związane jest z modyfikacją struktury chromatyny. W obydwu tych przypadkach kluczowymi elementami molekularnej maszynerii zaangażowanej w te procesy jest niekodujący RNA. U ssaków produkt genu Xist (XIST, X-inactive specific transcript), podlegający ekspresji z losowo wybranego do inaktywacji chromosomu X, w swoisty sposób pozostaje związany z jego chromatyną, stanowiąc molekularny znacznik dla rekrutacji czynników białkowych, które z kolei dokonują modyfikacji histonów (deacetylacji) i DNA (metylacji wysp CpG). Xist RNA jest długim (~17 kpz) niekodującym RNA, podobnie jak wiele innych eukariotycznych ncRNA, z pewnymi cechami mRNA (poliadenylacja, składanie, hipermodyfikowana struktura czapeczki na końcu 5’). Nie posiada on jednak otwartej ramki odczytu, sugerującej istnienie jakiegoś produktu białkowego.