Chapter 11: Additional Roles of RNA

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11.12:

lncRNA - Long Non-coding RNAs

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lncRNA – Long Non-coding RNAs

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Lunghi RNA non codificanti, o lncRNAs, possono regolare l’espressione genica e altri processi cellulari. Sono diffusi e si trovano in piante, animali, batteri, e virus. Tuttavia, mostrano bassa conservazione di sequenza tra specie diverse.Gli lncRNAs sono trascritti di RNA più lunghi di 200 nucleotidi che non sono tradotti in proteine. Tuttavia, la maggior parte sono processati allo stesso modo dell’mRNA precursore attraverso lo splicing e l’aggiunta di un cap a 5 primi e di una coda poli-A a a 3 primi. Rispetto alla sintesi proteica, la sintesi dell’RNA richiede meno energia e si verifica più rapidamente.Una volta che l’RNA viene prodotto nel nucleo, può essere immediatamente utilizzato per la regolazione genica e può fornire una risposta più rapida, rispetto alle proteine che devono essere importate dal citoplasma. Le lncRNA possono svolgere le loro funzioni attraverso diversi meccanismi:quando presente vicino al DNA, lncRNA può agire come un impalcatura per le proteine formando una struttura anello a stelo multiplo in cui le proteine possono legarsi e espletare le loro funzioni, come proteine modificanti la cromatina o attivatori e repressori trascrizionali. Come il microRNA, lncRNA può agire come RNA guida dove una parte si lega a vari complessi proteici, mentre un’altra parte può selettivamente appaiare basi 00:01:33.260 00:01:37.520 con la regione del DNA bersaglio, e quindi aiutare nella localizzazione dei complessi proteici.lncRNA può agire come siti di legame alternativi o spugne, sequestrando alcune molecole lontano dalla loro posizione bersaglio. Per esempio, gli lncRNA si legano al microRNA e impediscono la loro interazione con l’mRNA bersaglio. L’lncRNA può accoppiarsi con una regione complementare nell’mRNA;questo appaiamento di basi può inibire lo splicing pre-mRNA nascondendo particolari siti di splicing o può bloccare la traduzione di mRNA maturo.Alcuni lncRNA possono anche portare esoni e produrre piccoli peptidi dalla funzione sconosciuta. Le lncRNA stanno emergendo come partecipanti significativi in processi cellulari aggiuntivi come le modifiche della cromatina e la regolazione epigenetica, come pure come diverse malattie come il cancro e patologie neurologiche.

11.12:

lncRNA - Long Non-coding RNAs

In humans, more than 80% of the genome gets transcribed. However, only around 2% of the genome codes for proteins. The remaining part produces non-coding RNAs which includes ribosomal RNAs, transfer RNAs, telomerase RNAs, and regulatory RNAs, among other types. A large number of regulatory non-coding RNAs have been classified into two groups depending upon their length – small non-coding RNAs, such as microRNA, which are less than 200 nucleotides in length, and long non-coding RNA (lncRNA) which are more than 200 nucleotides in length. LncRNAs play a vital role in chromatin modification, regulation of gene expression, cell differentiation, and the immune response. Though named non-coding RNA, some lncRNAs can produce short peptides. LncRNAs are present in many tissues but particularly abundant in the brain and other parts of the central nervous system.

LncRNA can be classified based on their genomic location. Some lncRNAs are synthesized from regions between two genes and are known as large intergenic non-coding RNAs (lincRNAs). LncRNAs are also produced from the regions within genes and include sense lncRNA synthesized from the sense DNA strand and antisense lncRNA produced from the anti-sense DNA strand. Intronic lncRNAs are another class of lncRNAs that are produced from the introns present in a gene.

LncRNAs can also be classified by their function. Guide lncRNA directs specific protein complexes to their target genes to perform different functions such as chromatin modification and transcriptional regulation. A well-studied example of guide lncRNA is Hox transcript antisense intergenic RNA (HOTAIR) which guides the Polycomb Repressive Complex 2, a transcriptional repressor complex, to the HOXD locus. Some lncRNAs act as a scaffold for specific protein binding, as seen in the telomerase RNA component (TERC) which acts as a scaffold for binding of the telomerase complex. LncRNA can also act as a molecular sponge or decoy and sequester regulatory molecules like proteins and microRNA from their target genes. For example, the lncRNA PANDA sequesters nuclear transcription factor Y subunit alpha away from its target genes to prevent p53-mediated apoptosis.

lncRNAs play an important role in cancer development and can act as tumor suppressors or promoters. The abnormal expression of several lncRNAs has been observed in a tumor-specific manner. For example, MALAT1 and XIST lncRNAs are associated with brain cancer whereas HOTTIP and HOTAIR lncRNAs are associated with lung cancer. These cancer-associated lncRNAs can be used as a diagnostic biomarker as well as novel therapeutic targets for cancer treatment.

Leitura Sugerida

Kung, Johnny TY, David Colognori, and Jeannie T. Lee. "Long noncoding RNAs: past, present, and future." Genética 193, no. 3 (2013): 651-669.
Rinn, John L., and Howard Y. Chang. "Genome regulation by long noncoding RNAs." Annual Review of Biochemistry 81 (2012): 145-166.
Balas, Maggie M., and Aaron M. Johnson. "Exploring the mechanisms behind long noncoding RNAs and cancer." Non-coding RNA Research 3, no. 3 (2018): 108-117.
Ma, Lina, Vladimir B. Bajic, and Zhang Zhang. "On the classification of long non-coding RNAs." RNA Biology 10, no. 6 (2013): 924-933.
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