RNS
Az RNS típusai és funkciói
Az RNS számos típusa közül a három legismertebb és leggyakrabban vizsgált a hírvivő RNS (mRNS), a transzfer RNS (tRNS) és a riboszomális RNS (rRNS), amelyek minden szervezetben jelen vannak. Ezek és más RNS-típusok elsősorban biokémiai reakciókat hajtanak végre, hasonlóan az enzimekhez. Néhányuk azonban összetett szabályozó funkciókat is ellát a sejtekben. A számos szabályozási folyamatban való részvételüknek, gyakoriságuknak és változatos funkcióiknak köszönhetően az RNS-ek fontos szerepet játszanak mind a normális sejtfolyamatokban, mind a betegségekben.
A fehérjeszintézisben az mRNS szállítja a genetikai kódokat a sejtmagban lévő DNS-től a riboszómákhoz, a fehérjefordítás helyeihez a citoplazmában. A riboszómák rRNS-ből és fehérjéből állnak. A riboszóma fehérje alegységeit az rRNS kódolja, és a nukleoluszban szintetizálódnak. Miután teljesen összeálltak, a citoplazmába költöznek, ahol a transzláció kulcsfontosságú szabályozóiként “olvassák” az mRNS által hordozott kódot. Az mRNS-ben található három nitrogénbázisból álló szekvencia határozza meg egy adott aminosav beépítését a fehérjét alkotó szekvenciába. A kevesebb mint 100 nukleotidot tartalmazó tRNS molekulák (néha oldható vagy aktivátor RNS-nek is nevezik) elviszik a meghatározott aminosavakat a riboszómákhoz, ahol azok összekapcsolódnak, és fehérjéket alkotnak.
Az mRNS, a tRNS és az rRNS mellett az RNS-ek nagyjából kódoló (cRNS) és nem kódoló RNS-ekre (ncRNS) oszthatók. Az ncRNS-eknek két típusa van, a házvezető ncRNS-ek (tRNS és rRNS) és a szabályozó ncRNS-ek, amelyeket méretük alapján tovább osztályoznak. A hosszú ncRNS-ek (lncRNS) legalább 200 nukleotiddal rendelkeznek, míg a kis ncRNS-ek 200 nukleotidnál kevesebbel. A kis ncRNS-eket mikro-RNS-ekre (miRNS), kis nukleoláris RNS-ekre (snoRNS), kis nukleáris RNS-ekre (snRNS), kis interferáló RNS-ekre (siRNS) és PIWI-interaktív RNS-ekre (piRNS) osztják.
A miRNS-ek különösen fontosak. Körülbelül 22 nukleotid hosszúak, és a legtöbb eukariótában a génszabályozásban működnek. A cél mRNS-hez kötődve és a transzlációt gátolva képesek gátolni (elhallgattatni) a génexpressziót, ezáltal megakadályozva a funkcionális fehérjék termelődését. Számos miRNS jelentős szerepet játszik a rákban és más betegségekben. Például a tumorszupresszor és onkogén (rákot indító) miRNS-ek egyedi célgéneket szabályozhatnak, ami tumorigenezishez és tumorprogresszióhoz vezet.
Funkcionális jelentőségűek a piRNS-ek is, amelyek körülbelül 26-31 nukleotid hosszúak, és a legtöbb állatban léteznek. Ezek szabályozzák a transzpozonok (ugró gének) kifejeződését azáltal, hogy megakadályozzák a gének átíródását az ivarsejtekben (spermiumok és petesejtek). A legtöbb piRNS komplementer a különböző transzpozonokhoz, és specifikusan ezeket a transzpozonokat képes megcélozni.
A cirkuláris RNS (circRNS) azért különbözik más RNS-típusoktól, mert 5′ és 3′ végei össze vannak kötve, hurkot alkotva. A circRNS-ek számos fehérjekódoló génből keletkeznek, és néhányuk az mRNS-hez hasonlóan sablonként szolgálhat a fehérjeszintézishez. Megköthetik a miRNS-t is, “szivacsként” működve, amely megakadályozza, hogy a miRNS-molekulák a célpontjaikhoz kötődjenek. Ezenkívül a circRNS-ek fontos szerepet játszanak azon gének transzkripciójának és alternatív splicingjének szabályozásában, amelyekből a circRNS-ek származnak.