ARN
Tipuri și funcții ale ARN
Dintre numeroasele tipuri de ARN, cele mai cunoscute și mai frecvent studiate sunt ARN mesager (ARNm), ARN de transfer (ARNt) și ARN ribozomal (ARNr), care sunt prezente în toate organismele. Acestea și alte tipuri de ARN-uri realizează în principal reacții biochimice, asemănătoare enzimelor. Cu toate acestea, unele au, de asemenea, funcții complexe de reglementare în celule. Datorită implicării lor în numeroase procese de reglare, a abundenței lor și a funcțiilor lor diverse, ARN-urile joacă roluri importante atât în procesele celulare normale, cât și în boli.
În sinteza proteinelor, ARNm transportă codurile genetice de la ADN din nucleu la ribozomi, locurile de traducere a proteinelor din citoplasmă. Ribozomii sunt compuși din ARNr și proteine. Subunitățile proteice ale ribozomului sunt codificate de ARNr și sunt sintetizate în nucleolus. Odată asamblate complet, acestea se deplasează în citoplasmă, unde, în calitate de regulatori cheie ai traducerii, „citesc” codul transportat de ARNm. O secvență de trei baze azotate din ARNm specifică încorporarea unui aminoacid specific în secvența care alcătuiește proteina. Moleculele de ARNt (denumite uneori și ARN solubil sau activator), care conțin mai puțin de 100 de nucleotide, aduc aminoacizii specificați la ribozomi, unde sunt legați pentru a forma proteine.
În plus față de ARNm, ARNt și ARNr, ARN-urile pot fi împărțite în linii mari în ARN codificator (ARNc) și ARN necodificator (ARNnc). Există două tipuri de ARNc, ARNc de menținere (ARNt și ARNr) și ARNc de reglementare, care sunt clasificate în continuare în funcție de mărimea lor. ARNcNc lungi (lncRNA) au cel puțin 200 de nucleotide, în timp ce ARNcNc mici au mai puțin de 200 de nucleotide. ARNcN-urile mici sunt subdivizate în micro ARN (miARN), ARN nucleolar mic (snoARN), ARN nuclear mic (snARN), ARN de interferență mică (siARN) și ARN care interacționează cu PIWI (piARN).
MiARN-urile sunt de o importanță deosebită. Ei au o lungime de aproximativ 22 nucleotide și funcționează în reglarea genelor la majoritatea eucariotelor. Ei pot inhiba (reduce la tăcere) expresia genelor prin legarea la ARNm țintă și inhibarea traducerii, împiedicând astfel producerea de proteine funcționale. Multe miARN-uri joacă un rol important în cancer și în alte boli. De exemplu, miARN-urile supresoare de tumori și cele oncogene (care inițiază cancerul) pot regla gene țintă unice, conducând la tumorigeneză și la progresia tumorilor.
De asemenea, de importanță funcțională sunt și piARN-urile, care au o lungime de aproximativ 26 până la 31 de nucleotide și există la majoritatea animalelor. Aceștia reglează expresia transpozonilor (gene săritoare), împiedicând transcrierea genelor în celulele germinale (spermatozoizi și ovule). Majoritatea piARN-urilor sunt complementare diferiților transpozoni și pot viza în mod specific acei transpozoni.
ARN-ul circular (circRNA) este unic față de alte tipuri de ARN deoarece capetele sale 5′ și 3′ sunt legate între ele, creând o buclă. CircARN-urile sunt generate de multe gene care codifică proteine, iar unele pot servi ca șabloane pentru sinteza proteinelor, similar cu ARNm. De asemenea, aceștia se pot lega de miARN, acționând ca niște „bureți” care împiedică moleculele de miARN să se lege de țintele lor. În plus, circARN-urile joacă un rol important în reglarea transcripției și a splicării alternative a genelor din care au fost derivate circARN-urile.
.