Concetti Chiave
- I lncRNA fungono da scaffold per assemblare complessi proteici e possono interagire con il DNA, influenzando l'espressione genica attraverso enhancer o silencer.
- Interagiscono con il DNA in modalità CIS, controllando geni sullo stesso cromosoma, e in modalità TRANS, regolando geni su cromosomi diversi.
- Partecipano all'inattivazione del cromosoma X, reclutando enzimi per silenziare specifici segmenti del cromosoma tramite l'azione di un lncRNA trascritto.
- I lncRNA agiscono anche sugli mRNA, proteggendoli dai miRNA e bloccando la degradazione, fungendo da spugne per assorbire miRNA e impedire la loro azione.
- Contribuiscono allo sviluppo di malattie inibendo geni oncosoppressori e influenzando i miRNA, con un ruolo fondamentale nella trascrizione di enhancer attivi.
Indice
Ruoli principali dei lncRNA
I lncRNA hanno vari ruoli:
1) Scaffold (impalcatura): Funzionano da struttura fisica per far assemblare complessi di proteine. Ciò è vero anche perché talvolta possono fungere da impalcatura sul DNA per enhancer o silencer.
2) Regolatori della trascrizione: Possono attivare o reprimere enzimi che modulano l'espressione di altri geni.
3) Attivatori tramite Enhancer: Quando un lncRNA viene trascritto da un enhancer (eRNA), può interagire con i promotori e legarsi ai fattori di trascrizione, facilitando e attivando l'espressione genica (si comporta proprio come un enhancer).
Interazione dei lncRNA con il DNA
Gli lncRNA interagiscono anche col DNA in due modalità geografiche diverse:
• in CIS: Il lncRNA controlla l'espressione di un gene che si trova sullo stesso cromosoma da cui è stato prodotto.
• in TRANS: Il lncRNA viene trascritto da un cromosoma ma si sposta per regolare geni situati su altri cromosomi (es. cromosoma B).
Oltre a favorire la trascrizione, possono anche impedirla. Infatti hanno la capacità di reclutare elementi che possano inibire la trascrizione, come enzimi che compattano il DNA oppure legano proteine attivatrici “distraendole” e non facendole attivare i geni.
Ad esempio reclutano PRC2 che metila gli istoni o Dnmt che metila il DNA.
lncRNA e inattivazione del cromosoma X
Il procedimento dei lncRNA è fondamentale anche nell’inattivazione del cromosoma X. Infatti un lncRNA viene trascritto proprio da un segmento (Xist) del cromosoma X da inattivare, in modo tale che è complementare ad esso. Dopo che viene trascritto, funge da scaffold sul DNA per enzimi che andranno a inattivare quel segmento di cromosoma. Quindi viene trascritto -> recluta enzimi -> si riattacca sul DNA da silenziare. La funzione di scaffold può anche servire come “tavolo d’appoggio” per far incontrare due proteine, in modo tale da formare un complesso più efficiente.
lncRNA e mRNA
Oltre quindi a lavorare sul DNA, i lncRNA possono agire direttamente su mRNA. Infatti si posizionano su segmenti di mRNA in modo che lo proteggono dall’attacco di miRNA.
Altre modalità con cui agiscono su mRNA sono: bloccare parti del complesso di traduzione e legarsi a loro e impedirne la degradazione.
I lncRNA fungono anche da “spugne” cioè assorbono miRNA impedendogli di silenziare geni.
Sebbene siano “non codificanti” possono talvolta essere tradotti in piccoli polipeptidi che possono inibire fattori di trascrizione o geni.
lncRNA e malattie
Con il loro ruolo, possono essere protagonisti in alcune malattie. Possono infatti inibire sia soppressori tumorali, sia inibire geni oncosoppressori (azione indiretta: agiscono non sul gene ma sui miRNA dei geni).
Sono RNA che provengono dalla trascrizione di enhancer. La particolarità è che hanno un cap ma non hanno la coda di poli-A e solitamente non sono soggetti a splicing. Se un enhancer produce eRNA significa che il gene gestito da quell’enhancer è attivo.
Gli eRNA favoriscono anche il contatto tra un enhancer e il promotore, che spesso sono molto distanti.
Ruoli pratici degli eRNA
I ruoli pratici di questi eRNA sono:
1. Attirano le proteine necessarie per iniziare a leggere il DNA.
2. Looping del DNA: Assistono le coesine nel piegare il DNA in modo che l'enhancer (lontano) entri in contatto fisico con il promotore (vicino al gene).
3. Reclutamento della RNA Polimerasi II: Facilitano il posizionamento dell’RNA pol II.
4. Allontanamento dei repressori: Agiscono come "scudi" per mandare via proteine che bloccherebbero la trascrizione.
5. Modifica della cromatina: Richiamano le acetiltransferasi (CBP), enzimi che "allentano" il DNA impacchettato, rendendolo più accessibile.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo principale degli lncRNA come scaffold?
- In che modo gli lncRNA influenzano la trascrizione genica?
- Come interagiscono gli lncRNA con il DNA in modalità CIS e TRANS?
- Qual è il ruolo degli lncRNA nell'inattivazione del cromosoma X?
- In che modo gli lncRNA possono influenzare le malattie?
Gli lncRNA fungono da impalcatura fisica per assemblare complessi di proteine e possono anche agire come supporto sul DNA per enhancer o silencer.
Gli lncRNA possono attivare o reprimere enzimi che modulano l'espressione di altri geni, agendo sia come attivatori che come inibitori della trascrizione.
In modalità CIS, gli lncRNA controllano l'espressione di geni sullo stesso cromosoma; in modalità TRANS, si spostano per regolare geni su cromosomi diversi.
Un lncRNA trascritto dal cromosoma X da inattivare (Xist) funge da scaffold per enzimi che inattivano quel segmento, contribuendo così all'inattivazione del cromosoma X.
Gli lncRNA possono inibire geni oncosoppressori e soppressori tumorali, agendo indirettamente sui miRNA, e la loro trascrizione da enhancer è indicativa dell'attivazione di geni associati.
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