RNA
Typer og funktioner af RNA
Af de mange typer RNA er de tre mest kendte og mest undersøgte de mest kendte og mest almindeligt studerede messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA), som findes i alle organismer. Disse og andre typer RNA’er udfører primært biokemiske reaktioner i lighed med enzymer. Nogle har dog også komplekse regulerende funktioner i cellerne. På grund af deres involvering i mange reguleringsprocesser, deres hyppighed og deres forskellige funktioner spiller RNA’er vigtige roller i både normale cellulære processer og sygdomme.
I forbindelse med proteinsyntesen bærer mRNA genetiske koder fra DNA’et i kernen til ribosomerne, som er stederne for proteinoversættelse i cytoplasmaet. Ribosomer består af rRNA og protein. Ribosomernes proteinunderenheder er kodet af rRNA og syntetiseres i nukleolus. Når de er fuldt sammensat, flyttes de til cytoplasmaet, hvor de som centrale reguleringsmekanismer for oversættelse “læser” den kode, som mRNA’et indeholder. En sekvens af tre nitrogenbaser i mRNA specificerer inkorporeringen af en specifik aminosyre i den sekvens, der udgør proteinet. Molekyler af tRNA (undertiden også kaldet opløseligt RNA eller aktivator-RNA), som indeholder mindre end 100 nukleotider, bringer de specificerede aminosyrer til ribosomerne, hvor de forbindes til proteiner.
Ud over mRNA, tRNA og rRNA kan RNA’er groft sagt opdeles i kodende (cRNA) og ikke-kodende RNA (ncRNA). Der findes to typer ncRNA’er, husholdnings-ncRNA’er (tRNA og rRNA) og regulatoriske ncRNA’er, som yderligere klassificeres efter deres størrelse. Lange ncRNA’er (lncRNA) har mindst 200 nukleotider, mens små ncRNA’er har færre end 200 nukleotider. Små ncRNA’er er underopdelt i mikro-RNA (miRNA), små nukleolære RNA’er (snoRNA), små nukleare RNA’er (snRNA), små interfererende RNA’er (siRNA) og PIWI-interagerende RNA’er (piRNA).
De miRNA’er er af særlig betydning. De er ca. 22 nukleotider lange og fungerer i forbindelse med genregulering i de fleste eukaryoter. De kan hæmme (tavse) genekspression ved at binde sig til mål-mRNA og hæmme translation, hvorved de forhindrer, at der produceres funktionelle proteiner. Mange miRNA’er spiller en vigtig rolle i forbindelse med kræft og andre sygdomme. F.eks. kan tumorsuppressorer og onkogene (kræftinitierende) miRNA’er regulere unikke målgener, hvilket fører til tumorigenese og tumorudvikling.
Andre af funktionel betydning er piRNA’erne, som er ca. 26 til 31 nukleotider lange og findes i de fleste dyr. De regulerer ekspressionen af transposoner (springende gener) ved at forhindre generne i at blive transskriberet i kønscellerne (sædceller og æg). De fleste piRNA’er er komplementære til forskellige transposoner og kan specifikt rette sig mod disse transposoner.
Cirkulært RNA (circRNA) er unikt i forhold til andre RNA-typer, fordi dets 5′- og 3′-ender er bundet sammen, hvilket skaber en løkke. CircRNA’erne genereres fra mange proteinkodende gener, og nogle kan tjene som skabeloner til proteinsyntese i lighed med mRNA. De kan også binde miRNA og fungere som “svampe”, der forhindrer miRNA-molekyler i at binde sig til deres mål. Desuden spiller circRNA’er en vigtig rolle i reguleringen af transkriptionen og den alternative splejsning af de gener, som circRNA’erne er afledt af.