Sintesi dei miRNA

Sintesi del miRNA

Il processo inizia all'interno del nucleo dove il gene che codifica per il miRNA viene trascritto da RNA Polimerasi II.
Il prodotto di questa trascrizione è il pri-miRNA. È una molecola di RNA a "forcina".
A questo punto interviene Drosha che taglia le due lunghe code (il 5' e il 3') alla base della forcina.
Il risultato di questo primo taglio è il pre-miRNA che esce dal nucleo tramite le esportine 5 (riconosciuto 3 nulceotidi sporgenti in 3’) e arriva nel citoplasma. Qui entra in gioco Dicer che taglia via il loop della forcina e così i due filamenti possono separarsi. Il risultato è un frammento di RNA lungo circa 20-22 nucleotidi.
Abbiamo così ottenuto il miRNA maturo. Il filamento guida viene incorporato nel complesso RISC, col quale cercherà l’mRNA bersaglio.
A questo punto possiamo avere 2 destini: se la complementarietà con l’mRNA è parziale abbiamo solo il blocco dell’mRNA, e in base a dove RISC si va a collocare può essere bloccato sia l’inizio che l’allungamento (drop-off): se si mette su 3’ blocca l’inizio perché influenza anche la 5’, in modo che non si assembli il ribosoma. Se invece la complementarietà è perfetta entra in gioco la proteina Argonauta, contenuta in RISC, che degrada l’mRNA.
Ora la domanda è: dove si trova l’informazione per produrre miRNA?
I miRNA possono avere un proprio gene che li produce, oppure possono provenire dagli introni di geni più grandi (miRtrone). La differenza è che quelli che hanno un proprio gene sono indipendenti, mentre i miRtroni sono dipendenti dalla trascrizione di altri geni.
Spesso ci sono sequenze di DNA che produce vari miRNA in cluster, cioè con un solo trascritto del DNA otteniamo vari miRNA.

Applicazioni terapeutiche

Abbiamo detto che uno squilibrio di miRNA può essere pericolosa per l’organismo, per cui ci sono varie applicazioni sia per compensare squilibri, sia applicazioni che sfruttano questi meccanismi per risolvere malfunzionamenti e patologie.
1) Anti-miR: se un miRNA "cattivo" è presente in quantità eccessiva, si inserisce nella cellula una sequenza complementare che va a legarsi al miRNA, inibendolo.
2) miR mimics: se un miRNA "buono" è assente o carente, si somministra una molecola identica per ripristinarne i livelli normali e far ripartire la corretta regolazione genica.
3) OncomiR (ambito dei tumori): sono miRNA "cattivi" che promuovono il cancro bloccando i geni che normalmente sopprimono i tumori.
4) miRNA Oncosoppressori: sono miRNA "buoni" che prevengono il cancro bloccando gli oncogeni.

Long non coding RNA (lncRNA)

Si tratta di molecole di RNA molto lunghe, che vanno dai 200 nucleotidi fino alle 100 kilobasi (kb) ed hanno anche loro funzione regolatoria.
Possono essere prodotti:
1) A partire dalle regioni regolatorie (enhancer e promotori).
2) Usando il filamento complementare (antisenso) a quello che sarebbe il filamento che solitamente si usa per esprimere un gene. In questo modo si dà vita ai NAT. Il concetto è come una cerniera lampo: il NAT si cercherà il filamento di RNA complementare e lo inibirà come un coperchio.