Introduzione al microRNA

microRNA

I miRNA sono una classe di corti, endogeni non codificanti RNA che controllano l'espressione di

geni a livello post-trascrizionale attraverso la repressione della trasduzione o inducendo la

degradazione dell'mRNA. E' evidente come il miRNA giochi un ruolo significante nei meccanismi di

regolazione operanti in vari organismi, inclusa la temporizzazione dello sviluppo, le interazioni con i

patogeni intracellulari, differenziamento cellulare, proliferazione, apoptosi e tumorigenesi. Il miRNA

è a sua volta regolato effettori multifattoriali quando soggetto a funzioni base come SNP, modifiche

del miRNA, metilazione cicli circadiani.

Introduzione

I miRNA sono una famiglia di RNA endogeni non codificanti lunghi circa 22nt che regolano Post-

trascrizionalmente il clivaggio dell'mRNA bersaglio. Si stima che il miRNA sia circa l'1% di tutti i

geni nei Nematodi, Mammiferi e Mosche.

E' stato verificato che i geni dei miRNA sono frequentemente localizzati in loci fragili e punti caldi

per le anormalità cromosomiche o ancora vicino a loci che sono correlati con la tumorigenesi, La

metà del miRNA ridiede all'interno di introni dei loro geni ospiti e sono coespressi con le sequenze

codificanti delle loro proteine "vicine", alcuni derivano da un trascritto primario comune e spesso

condividono lo stesso promotore. Un determinato numero di geni miRNA provengono da regioni

distanti dalle sequenze codificanti delle proteine e q questa loro localizzazione implica che essi

probabilmente derivino da unità di trascrizione indipendenti con i loro promotori.

La maggior parte del miRNA è codificato in trascritti policistronici e suggerisce che membri della

stessa famiglia di miRNA si siano probabilmente evoluti insieme. I geni del V sono altamente

conservate e ciò indica che queste molecole partecipano in processi cellulari critici.

Un singolo miRNA può controllare l’espressione di più mRNA ed ogni mRNA può essere regolato da

più miRNA. La regione 5' è quella che solitamente contribuisce in maggior parte alla specifica di

legame con l'mRNA target. Negli eucarioti le interazione tra mRNA ed miRNA sono ristrette alla

porzione "capo" vicina 5'(lunga circa 6-8 nt) mentre per le piante il miRNA riconosce i propri target

mediante completa complementarietà. Il miRNA controllare l'espressione dell'mRNA attraverso

l'appaiamento delle basi nella zona 3'UTR del filamento di mRNA. Geni con un UTR più lungo

solitamente hanno più siti di legame per il miRNA e sono principalmente coinvolti nella modulazione

dello sviluppo, mentre geni con un UTR più corto sono coinvolti in processi cellulari di base.

miRNA-122 coinvolto nella patogenesi dell'Epatite C virus.

miR369-3 coinvolto nella regolazione dei cicli cellulari.

BIOGENESI

Il trascritto pri-miRNA estende la sequenza miRNA sia in 3' che in 5'. Un tipico pri-miRNA animale

consiste in una porzione non perfettamente appaiata di circa 33pb con un loop terminale e

segmenti ai fianchi. Il primo processo è il tagli della porzione del loop nel nucleo per creare il pre-

miRNA. Negli animali la proteina appartenente alle famiglia III delle RNasi è Drosha nelle piante

Dcl1 e catalizzano la reazione di clivaggio. Drosha funziona in cooperazione con cofattori ovvero

due domini dsRBD strettamente associati alla ribonucleasi a formare il complesso

Microprocessore(DGCR8). Un'altra via è lo splicing del pri-miRNA.

Il secondo passo del processamento consiste nell'escissione del loop terminale dal pre-miRNA per

creare un miRNA maturo duplex di circa 22 pb. Nelle piante questo passaggio avviene nel nucleo

ad opera di Dcl1 negli animali viene prima esportato fuori dal nucleo e poi la reazione di clivaggio

avviene nel citosol ad opera dell'enzima Dicer.

Drosha utilizza DGCR8 come un'ancora molecolare che posizioni correttamente il sito catalitico

dell'enzima Drosha alla corretta distanza dai filamenti laterali.

Successivamente, i microRNA interagiscono in maniera specifica con le proteine Argonauta

(sottofamiglia Ago) e sono incorporati in grandi complessi di ribonucleoproteine effettrici chiamati