RNA
RNA:n tyypit ja toiminnot
RNA:n monista tyypeistä kolme tunnetuinta ja yleisimmin tutkittua ovat lähetti-RNA (mRNA), siirto-RNA (tRNA) ja ribosomaalinen RNA (rRNA), joita on kaikissa eliöissä. Nämä ja muut RNA-tyypit suorittavat ensisijaisesti biokemiallisia reaktioita entsyymien tapaan. Joillakin on kuitenkin myös monimutkaisia säätelytehtäviä soluissa. Osallistumisensa moniin säätelyprosesseihin, runsautensa ja monipuolisten tehtäviensä vuoksi RNA:lla on tärkeä rooli sekä normaaleissa soluprosesseissa että sairauksissa.
Proteiinisynteesissä mRNA kuljettaa geneettiset koodit DNA:sta tumaan ribosomeihin, jotka ovat proteiinien translaatiopaikkoja sytoplasmassa. Ribosomit koostuvat rRNA:sta ja proteiinista. Ribosomien proteiinialayksiköt ovat rRNA:n koodaamia, ja ne syntetisoidaan nukleolissa. Täysin koottuina ne siirtyvät sytoplasmaan, jossa ne translaation keskeisinä säätelijöinä ”lukevat” mRNA:n kuljettamaa koodia. Kolmen typpiemäksisen emäksen sekvenssi mRNA:ssa määrittelee tietyn aminohapon sisällyttämisen proteiinin muodostavaan sekvenssiin. Alle 100 nukleotidia sisältävät tRNA-molekyylit (joita joskus kutsutaan myös liukoiseksi tai aktivoivaksi RNA:ksi) tuovat määritellyt aminohapot ribosomeihin, joissa ne yhdistyvät proteiineiksi.
MRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n lisäksi RNA:t voidaan jakaa karkeasti koodaavaan (cRNA) ja ei-koodaavaan RNA:han (ncRNA). On olemassa kahdenlaisia ncRNA:ita, taloutta ylläpitäviä ncRNA:ita (tRNA ja rRNA) ja säätelyyn liittyviä ncRNA:ita, jotka luokitellaan edelleen niiden koon mukaan. Pitkät ncRNA:t (lncRNA) ovat vähintään 200 nukleotidia, kun taas pienet ncRNA:t ovat alle 200 nukleotidia. Pienet ncRNA:t jaetaan mikro-RNA:han (miRNA), pieneen nukleolaariseen RNA:han (snoRNA), pieneen nukleaariseen RNA:han (snRNA), pieneen häiritsevään RNA:han (siRNA) ja PIWI-vuorovaikutteiseen RNA:han (piRNA).
MiRNA:t ovat erityisen tärkeitä. Ne ovat noin 22 nukleotidin pituisia ja toimivat geenien säätelyssä useimmissa eukaryooteissa. Ne voivat estää (hiljentää) geeniekspression sitoutumalla kohde-mRNA:han ja estämällä translaation, jolloin toiminnallisten proteiinien tuotanto estyy. Monilla miRNA:illa on merkittävä rooli syövässä ja muissa sairauksissa. Esimerkiksi kasvainsuppressori- ja onkogeeniset (syöpää käynnistävät) miRNA:t voivat säädellä ainutlaatuisia kohdegeenejä, mikä johtaa kasvainten syntyyn ja etenemiseen.
Toiminnallisesti merkittäviä ovat myös piRNA:t, jotka ovat noin 26-31 nukleotidin pituisia ja joita esiintyy useimmissa eläimissä. Ne säätelevät transposonien (hyppygeenien) ilmentymistä estämällä geenien transkription sukusoluissa (siittiöissä ja munasoluissa). Useimmat piRNA:t ovat komplementaarisia eri transposoneihin nähden, ja ne voivat kohdistua spesifisesti kyseisiin transposoneihin.
Ympyränmuotoinen RNA (circRNA) eroaa muista RNA-tyypeistä, koska sen 5′- ja 3′-päät ovat liittyneet toisiinsa, jolloin syntyy silmukka. CircRNA:ta syntyy monista proteiineja koodaavista geeneistä, ja jotkut niistä voivat toimia mRNA:n tavoin malleina proteiinisynteesissä. Ne voivat myös sitoa miRNA:ta ja toimia ”sieninä”, jotka estävät miRNA-molekyylejä sitoutumasta kohteisiinsa. Lisäksi circRNA:illa on tärkeä rooli niiden geenien transkription ja vaihtoehtoisen splikoinnin säätelyssä, joista circRNA:t ovat peräisin.