Niet-coderend RNA
Niet-coderend RNA (Engels: non-coding RNA), vaak afgekort als ncRNA, is een functioneel RNA-molecuul dat niet getransleerd wordt naar een eiwit.[1] Hoewel deze RNA-transcripten niet voor eiwitten coderen, kunnen ze verschillende functies in de cel vervullen. Voorbeelden van een aantal belangrijke typen niet-coderende RNA's zijn ribosomaal RNA, transfer RNA, en kleinere RNA-moleculen zoals miRNA, siRNA en snoRNA.
Het aantal niet-coderende RNA's in het menselijk genoom is onbekend, maar transcriptomische en bioinformatische onderzoeken wijzen erop dat er duizenden niet-coderende transcripten in menselijke cellen voorkomen.[1] In de meeste gevallen is niet duidelijk wat voor functie ze vervullen. Ook is het moeilijk om te zeggen hoeveel van het niet-coderende RNA in de cel werkelijk een functie vervult; vermoedt wordt dat ten minste een deel onbedoelde producten van de transcriptie zijn.[2][3]
Biologische functies
Niet-coderend RNA speelt een essentiële rol in vele cellulaire processen. Ze zijn bijvoorbeeld in alle bekende vormen van leven van centraal belang in de translatie, splicing, RNA-processing en genregulatie. Vermoedelijk zijn deze uiterst geconserveerde RNA-moleculen al zeer oud in de evolutie; er zijn aanwijzingen dat ze voorkwamen bij de laatste universele gemeenschappelijke voorouder (LUCA) en de RNA-wereld.[4] Hun huidige functie is nog steeds het reguleren van de genetische informatiestroom, van DNA naar eiwit.
Translatie
De meest abundante niet-coderende RNA-moleculen spelen een rol in de translatie. Ribosomen zijn deeltjes in de cel waarin eiwitsynthese plaatsvindt. Het ribosoom bestaat voor meer dan 60% uit ribosomaal RNA; drie verschillende RNA-ketens in prokaryoten en vier in eukaryoten. Deze ncRNA's vormen de katalytische kern van het ribosoom. Andere RNA-moleculen, transfer-RNA's genaamd, vormen de dragermoleculen die aminozuren aanvoeren naar de groeiende eiwitketen.
Een andere alomtegenwoordige ncRNA, RNase P genaamd, is nodig voor de maturatie van tRNA-sequenties. RNase P heeft als taak om het enkelstrengse uiteinde van een pre-tRNA-molecuul af te knippen.[6] RNase P is een typisch voorbeeld van een RNA-molecuul met katalytische activiteit; een zogenaamd ribozym. In bacteriën heeft het niet-coderende transfer-messenger RNA (tmRNA) een rol bij het oplossen van een lastgelopen translatieproces, en het afbreken van afwijkende polypeptiden.
Splicing
Het spliceosoom, het ribonucleoproteïnecomplex dat splicing uitvoert, wordt voor een belangrijk deel gevormd uit niet-coderend RNA. Splicing is het proces waarbij introns uit het pre-mRNA-transcript worden weggeknipt. Het niet-coderende RNA waaruit het spliceosoom is opgebouwd, heet snRNA (small nuclear RNA). Deze RNA-ketens vormen met geassocieerde eiwitten de zogenaamde snRNP's.[7] Dit zijn de subunits van het spliceosoom en ze verzorgen de maturatie van mRNA. Sommige introns hebben een complexe secundaire structuur en zijn katalytisch actief; in enkele gevallen kunnen ze zelfs zichzelf uit de pre-mRNA-keten knippen.
Rol in ziekten
Kanker
In kankercellen is vaak sprake van een abnormale expressie van verschillende niet-coderende RNA-moleculen, waaronder miRNA, lang ncRNA, GAS5, telomerase-RNA en Y-RNA. Deze RNA-transcripten spelen een rol bij de regulatie van genexpressie, het starten van DNA-replicatie, onderhoud van telomeren. Wanneer niet-coderend RNA deze belangrijke functies niet goed meer vervullen, kunnen cellen ernstig ontregeld raken en aanleiding geven tot tumorvorming.
Kiembaanmutaties in bepaalde miRNA's zijn in verband gebracht met chronische lymfatische leukemie, en specifieke variaties in miRNA's kunnen bijdragen aan een familiaire vorm van borstkanker. Het p53-eiwit, een cruciale tumoronderdrukker, wordt eveneens gereguleerd door ncRNA's. Bovendien is het lange niet-coderende RNA Linc00707 ontregeld bij meerdere kankers, wat de osteogenese, kankerprogressie, metastase en eiwitexpressie beïnvloedt.
Zie ook
Bronnen
- ↑ a b (en) Mattick JS, Makunin IV. (2006). Non-coding RNA. Human Molecular Genetics 15: R17–R29. DOI: 10.1093/hmg/ddl046.
- ↑ (en) Brosius J (2005). Waste not, want not--transcript excess in multicellular eukaryotes. Trends in Genetics 21 (5): 287–8. PMID 15851065. DOI: 10.1016/j.tig.2005.02.014.
- ↑ (en) Palazzo AF, Lee ES (2015). Non-coding RNA: what is functional and what is junk?. Frontiers in Genetics 6: 2. PMID 25674102. DOI: 10.3389/fgene.2015.00002.
- ↑ (en) Eddy SR. (2001). Non–coding RNA genes and the modern RNA world. Nature Reviews Genetics 2: 919–929. DOI: 10.1038/35103511.
- ↑ (en) Ban N, Nissen P, Hansen J, Moore PB, Steitz TA (2000). The complete atomic structure of the large ribosomal subunit at 2.4 A resolution. Science 289: 905–20. DOI: 10.1126/science.289.5481.905.
- ↑ (en) Evans D, Marquez SM, Pace NR. (2006). RNase P: interface of the RNA and protein worlds. Trends in Biochemical Sciences 31 (6): 333-341. DOI: 10.1016/j.tibs.2006.04.007.
- ↑ (en) Matera AG, Wang Z. (2014). A day in the life of the spliceosome. Nature Reviews Molecular Cell Biology 15: 108–121. DOI: 10.1038/nrm3742.