RNA
RNA:s typer och funktioner
Av de många typerna av RNA är de tre mest välkända och mest studerade de tre mest välkända och studerade budbärar-RNA (mRNA), överförings-RNA (tRNA) och ribosomalt RNA (rRNA), som finns i alla organismer. Dessa och andra typer av RNA utför främst biokemiska reaktioner, i likhet med enzymer. Vissa har dock också komplexa reglerande funktioner i cellerna. På grund av sin inblandning i många reglerande processer, sin rikedom och sina olika funktioner spelar RNA viktiga roller i både normala cellprocesser och sjukdomar.
Vid proteinsyntesen transporterar mRNA genetiska koder från DNA:t i kärnan till ribosomerna, platserna för översättning av proteiner i cytoplasman. Ribosomer består av rRNA och protein. Ribosomens proteinunderenheter kodas av rRNA och syntetiseras i nukleolus. När de är helt sammansatta flyttas de till cytoplasman, där de som viktiga reglerare av översättningen ”läser” den kod som bärs av mRNA. En sekvens av tre kvävebaser i mRNA specificerar införlivandet av en specifik aminosyra i sekvensen som utgör proteinet. Molekyler av tRNA (ibland även kallat lösligt eller aktiverande RNA), som innehåller färre än 100 nukleotider, för de specificerade aminosyrorna till ribosomerna, där de kopplas samman för att bilda proteiner.
Förutom mRNA, tRNA och rRNA kan RNA delas in i kodande (cRNA) och icke-kodande RNA (ncRNA). Det finns två typer av ncRNA, hushålls-ncRNA (tRNA och rRNA) och regulatoriska ncRNA, som vidare klassificeras efter storlek. Långa ncRNA (lncRNA) har minst 200 nukleotider, medan små ncRNA har färre än 200 nukleotider. Små ncRNA delas in i mikro-RNA (miRNA), små nukleolära RNA (snoRNA), små nukleära RNA (snRNA), små interfererande RNA (siRNA) och PIWI-interagerande RNA (piRNA).
MiRNA är av särskild betydelse. De är cirka 22 nukleotider långa och fungerar vid genreglering i de flesta eukaryoter. De kan hämma (tysta) genuttryck genom att binda till mål-mRNA och hämma translation, vilket förhindrar att funktionella proteiner produceras. Många miRNA spelar viktiga roller vid cancer och andra sjukdomar. Till exempel kan tumörundertryckande och onkogena (cancerinitierande) miRNA reglera unika målgener, vilket leder till tumörgenes och tumörutveckling.
Också av funktionell betydelse är piRNA, som är cirka 26 till 31 nukleotider långa och finns hos de flesta djur. De reglerar uttrycket av transposoner (hoppande gener) genom att hindra generna från att transkriberas i könscellerna (spermier och ägg). De flesta piRNA är komplementära till olika transposoner och kan specifikt rikta sig mot dessa transposoner.
Cirkulärt RNA (circRNA) är unikt jämfört med andra RNA-typer eftersom dess 5′- och 3′-ändar är bundna till varandra, vilket skapar en slinga. CircRNA genereras från många proteinkodande gener, och vissa kan fungera som mallar för proteinsyntes, på samma sätt som mRNA. De kan också binda miRNA och fungera som ”svampar” som hindrar miRNA-molekyler från att binda till sina mål. Dessutom spelar cirkRNA en viktig roll när det gäller att reglera transkriptionen och den alternativa splicingen av de gener från vilka cirkRNA härstammar.