RNA
Tipi e funzioni dell’RNA
Tra i molti tipi di RNA, i tre più noti e più comunemente studiati sono l’RNA messaggero (mRNA), l’RNA di trasferimento (tRNA) e l’RNA ribosomiale (rRNA), che sono presenti in tutti gli organismi. Questi e altri tipi di RNA svolgono principalmente reazioni biochimiche, simili agli enzimi. Alcuni, tuttavia, hanno anche complesse funzioni di regolazione nelle cellule. A causa del loro coinvolgimento in molti processi di regolazione, della loro abbondanza e delle loro diverse funzioni, gli RNA svolgono ruoli importanti sia nei processi cellulari normali che nelle malattie.
Nella sintesi proteica, l’mRNA trasporta i codici genetici dal DNA nel nucleo ai ribosomi, i siti di traduzione delle proteine nel citoplasma. I ribosomi sono composti da rRNA e proteine. Le subunità proteiche dei ribosomi sono codificate dall’rRNA e sono sintetizzate nel nucleolo. Una volta completamente assemblati, si spostano nel citoplasma, dove, come regolatori chiave della traduzione, “leggono” il codice trasportato dall’mRNA. Una sequenza di tre basi azotate nell’mRNA specifica l’incorporazione di uno specifico amminoacido nella sequenza che costituisce la proteina. Le molecole di tRNA (a volte chiamate anche RNA solubile o attivatore), che contengono meno di 100 nucleotidi, portano gli aminoacidi specificati ai ribosomi, dove sono collegati per formare le proteine.
Oltre all’mRNA, al tRNA e all’rRNA, gli RNA possono essere ampiamente divisi in RNA codificanti (cRNA) e non codificanti (ncRNA). Ci sono due tipi di ncRNA, gli ncRNA housekeeping (tRNA e rRNA) e gli ncRNA regolatori, che sono ulteriormente classificati in base alle loro dimensioni. Gli ncRNA lunghi (lncRNA) hanno almeno 200 nucleotidi, mentre gli ncRNA piccoli hanno meno di 200 nucleotidi. I piccoli ncRNA sono suddivisi in micro RNA (miRNA), piccoli RNA nucleolari (snoRNA), piccoli RNA nucleari (snRNA), piccoli RNA interferenti (siRNA), e PIWI-interacting RNA (piRNA).
I miRNA sono di particolare importanza. Sono lunghi circa 22 nucleotidi e funzionano nella regolazione dei geni nella maggior parte degli eucarioti. Possono inibire (silenziare) l’espressione genica legandosi all’mRNA bersaglio e inibendo la traduzione, impedendo così la produzione di proteine funzionali. Molti miRNA svolgono ruoli significativi nel cancro e in altre malattie. Per esempio, i miRNA soppressori di tumori e oncogeni (che danno inizio al cancro) possono regolare geni bersaglio unici, portando alla tumorigenesi e alla progressione del tumore.
Anche di importanza funzionale sono i piRNA, che sono lunghi circa 26-31 nucleotidi ed esistono nella maggior parte degli animali. Essi regolano l’espressione dei trasposoni (geni saltatori) impedendo ai geni di essere trascritti nelle cellule germinali (sperma e uova). La maggior parte dei piRNA sono complementari a diversi trasposoni e possono mirare specificamente a quei trasposoni.
L’RNA circolare (circRNA) è unico dagli altri tipi di RNA perché le sue estremità 5′ e 3′ sono legate insieme, creando un anello. I circRNA sono generati da molti geni che codificano proteine, e alcuni possono servire come modelli per la sintesi proteica, simile all’mRNA. Possono anche legare i miRNA, agendo come “spugne” che impediscono alle molecole di miRNA di legarsi ai loro obiettivi. Inoltre, i circRNA svolgono un ruolo importante nella regolazione della trascrizione e dello splicing alternativo dei geni da cui i circRNA sono stati derivati.