miRNA (microRNA, микроРНК)
МикроРНК, миРНК (microRNA, miRNA, miR) [греч. mikro(s) - малый, маленький и англ. RNA - РНК] - один из двух основных классов низкомолекулярных РНК, которые у высших организмов участвуют в регуляции экспрессии генов с помощью механизма РНК-интерференции. Многие miRNA закодированы в интронах и 3'-нетранслируемых областях белок-кодирующих генов; некоторые копии псевдогенов и мобильных элементов млекопитающих также кодируют miRNA. miRNA представляет собой короткие (21-23 п.н.) одноцепочечные РНК, формирующиеся в результате двухступенчатого процессинга одноцепочечного первичного транскрипта (pri-miRNA), синтезируемого чаще всего РНК-полимеразой II. В первичном транскрипте образуется несовершенная шпилька, которую затем вырезает ядерная рибонуклеаза III (Drosha), в результате чего возникает молекула пре-миРНК (pre-miRNA) размером около 70 п.н., содержащая шпильку. Эта пре-миРНК переносится в цитоплазму, где с помощью цитоплазматической РНКазы III (Dicer, ) превращается в зрелую miRNA. miRNA в составе белкового комплекса RISC способны связываться с комплементарным участком в 3’-нетранслируемой области (у животных) или кодирующей области (у растений) мРНК-мишени, что приводит к посттранскрипционному эндонуклеазному разрезаниею комплементарной мРНК-мишени (при полной комплементарности), или ее экзонуклеазной деградации, или трансляционному подавлению (при частичной комплементарности). miRNA могут также индуцировать деаденилирование и декэпирование мРНК. miRNA обнаружены у растений, животных и ассоциированных с ними вирусов. Считается, что в геноме человека закодировано около 2000 miRNA, которые регулируют экспрессию до 30% генов. Кроме того, синтез самих miRNA также регулируется: определенные пулы miRNA могут включаться интерферонами, интерлейкинами, фактором некроза опухолей α и др. цитокинами. miRNAК дополняют «классическую» схему регуляции генов (индукторы, супрессоры, компактизация хроматина и т. д.). miRNA имеет разнообразные физиологические функции. У животных они необходимы для нормального протекания эмбриогенеза и дифференцировки тканей. Они также участвуют в процессе программируемой смерти клеток, регуляции клеточного цикла, канецерогенезе и др. Большинство М.РНК обладают тканеспецифической экспрессией, причем многие экспрессируются только в нервной системе и необходимы для ее нормального функционирования. У растений miRNA служат в качестве эффективных «переключателей» программ развития и способны регулировать полярность органов и тканей, эмбриогенез и формирование семян, развитие листа и боковых корней, формирование органов цветка, пролиферацию клеток в меристеме, трансдукцию ауксинового сигнала и др. Геномы вирусов тоже кодируют miRNA. Эти вирусные РНК могут участвовать в подавлении экспрессии как собственных вирусных генов, так и, вероятно, генов клетки-хозяина. Первые м описаны В. Амбросом (V. Ambros) с соавт. в 1993 г. у C. elegans. Термин «miRNA» предложен Т. Тушлом (Т. Tuschl) и Д. Бартелем (D. Bartel) с соавт. в 2001 г.
Обнаруженный сравнительно недавно класс молекул, играющих роль в эпигенетическом сигнале, - это молекулы некодирующих РНК . Многие годы класс не кодирующих белки РНК (non-protein-coding RNA - ncRNA ) включал в себя только транспортные, рибосомные и сплайсосомную РНК. Однако, благодаря тому, что стали доступны нуклеотидные последовательности геномов множества разнообразных организмов, а также благодаря молекулярно-генетическим межвидовым исследованиям (от Escherichia coli до человека), список ncRNA расширился, и это привело в результате к идентификации сотен малых ncRNAs, в том числе малой ядрышковой РНК (small nucleolar RNA - snoRNA ), микроРНК (micro RNA - miRNA), коротко- интерферирующей РНК (short-interfering RNA - siRNA ) и малой двунитевой РНК . Некоторые из этих молекул малых РНК регулируют модификации хроматина, импринтинг, метилирование ДНК и транскрипционный сайленсинг, что детально обсуждается в главе " RNAi и сборка гетерохроматина ".
Все miRNAs производятся эндогенными некодирующими генами, которые в основном регулируются процессами развития и, в свою очередь, обычно "нацеливают" и регулируют в развитии сайленсинг гомологичных генов.
МикроРНК: КРОШЕЧНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ С ОГРОМНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ
Смотрите также:
