Concetti Chiave
- L'mRNA presenta una struttura composta da un 5' CAP, 5' UTR, sequenza codificante, 3' UTR e coda di Poli-A, che proteggono e stabilizzano l'RNA durante la traduzione.
- Le sequenze UTR, pur non essendo tradotte, sono fondamentali per la regolazione della traduzione e possono influenzare l'efficienza del ribosoma attraverso sequenze uORF.
- La maggior parte del nostro genoma è trascritta in RNA non codificanti (ncRNA), che rappresentano circa l'80-97% del DNA trascritto, mentre solo il 2% viene tradotto in proteine.
- Gli ncRNA si dividono in Housekeeping, essenziali per le funzioni cellulari, e Regolatori, che influenzano la trascrizione e traduzione di altri RNA.
- Tra gli ncRNA regolatori, i miRNA e lincRNA possono modulare la degradazione dell'mRNA e inibire la trascrizione genica, dimostrando un ruolo cruciale nonostante la loro classificazione come non codificanti.
Struttura e funzione dell'mRNA
L’RNA codificante corrisponde all’mRNA. La struttura tipica di un maturo L’RNA codificante corrisponde all’mRNA. La struttura tipica di un maturo è (5' CAP - 5' UTR - Sequenza Codificante - 3' UTR - Coda di Poli-A). Il cappuccio è come un casco protettivo che difende l’mRNA da enzimi che lo degraderebbero e indica al ribosoma dove attaccarsi. La coda di Poli-A è una catena di adenina e serve ad evitare che l’mRNA si degradi troppo velocemente, infatti più è lunga e più tempo vive l’mRNA.
Ruolo delle sequenze UTR
Infine le sequenze UTR sono regioni non tradotte, ma sono cruciali per la regolazione della traduzione, infatti sono il sito di legami per proteine regolatrici. Nella regione 5' UTR può esserci una sequenza uORF che ha il compito di influenzare la traduzione della proteina. Si possono avere 3 conseguenze:
1) Il ribosoma legge la uORF, traduce un piccolissimo peptide inutile e si stacca. La proteina principale non viene prodotta.
2) Il ribosoma legge la uORF e poi riesce comunque a leggere anche la sequenza principale, ma con minore efficienza.
3) Se la uORF non c'è, il ribosoma traduce la proteina principale al massimo dell'efficienza.
Oppure come abbiamo visto, anche la sequenza 5’ UTR può bloccare l’mRNA nel caso in cui ci siano uORF.
ncRNA e loro classificazione
La stragrande maggioranza del nostro genoma viene trascritta (circa l'80-97%), ma solo il 2% circa viene tradotto in proteine. Tutto il resto del DNA trascritto produce RNA non codificanti (ncRNA).
Gli ncRNA possono essere “short” se lncRNA) se >200 basi.
Gli ncRNA possono essere Housekeeping (costitutivi e fondamentali per la cellula) e Regolatori.
1) Gli housekeeping sono ad esempio gli rRNA, tRNA, snoRNA (usati in processi come splicing), che sono fondamentali per la cellula.
Funzioni degli ncRNA regolatori
2) Gli ncRNA regolatori, sebbene si chiamino "non codificanti", alcuni di essi possono in realtà avere funzioni codificanti
- miRNAs: tramite il complesso RISC, portano alla degradazione dell'mRNA bersaglio o alla repressione della sua traduzione. Talvolta però possono essere tradotti in piccoli peptidi.
- lincRNAs: alcuni lncRNA si legano al DNA limitando la trascrizione di un gene in mRNA. Possono anche inibire filamenti di mRNA. Altre volte possono anche fungere da spugna che ingloba i miRNA, impedendo che questi possano silenziare. Infine possono avere il ruolo di formare uno scaffold su cui si assemblano varie proteine insieme. Anche loro possono talvolta essere tradotti in piccoli peptidi.
- Pseudogeni: fanno da spugna per miRNA e proteine, o generano siRNA endogeni che bloccano altri trascritti. Possono talvolta produrre proteine intere o tronche.
- circRNAs (RNA circolari): fanno da spugna per miRNA e proteine, o modulano le vie di segnalazione. Anche questi possono talvolta generare piccoli peptidi.
Tutti questi RNA, seppur non codificanti, dimostrano come molte volte alcune cose non considerate possono essere di un valore più che rilevante.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura tipica di un mRNA maturo e quale funzione svolgono le sue componenti?
- Qual è il ruolo delle sequenze UTR nell'mRNA?
- Cosa sono gli ncRNA e come si classificano?
- Quali sono le funzioni degli ncRNA regolatori?
La struttura tipica di un mRNA maturo è composta da un 5' CAP, 5' UTR, sequenza codificante, 3' UTR e coda di Poli-A. Il cappuccio protegge l’mRNA dalla degradazione e guida il ribosoma, mentre la coda di Poli-A ne aumenta la stabilità (testo).
Le sequenze UTR, pur essendo non tradotte, sono cruciali per la regolazione della traduzione, fungendo da siti di legame per proteine regolatrici. La presenza di sequenze uORF nella 5' UTR può influenzare l'efficienza della traduzione della proteina principale (testo).
Gli ncRNA, che rappresentano la maggior parte del genoma trascritto, si classificano in "short" e "long" (lncRNA) e possono essere divisi in housekeeping, fondamentali per la cellula, e regolatori, che influenzano la traduzione e la trascrizione (testo).
Gli ncRNA regolatori, sebbene non codificanti, possono avere funzioni codificanti. Ad esempio, i miRNA degradano l'mRNA bersaglio, mentre i lincRNA possono inibire la trascrizione e fungere da spugne per i miRNA. Anche i pseudogeni e i circRNA svolgono ruoli simili (testo).
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