Biologia 35

Biologia 35 – RNA – Citoplasmatici – scRNA, siRNA, miRNA 1

Biologia 35 – RNA – scRNA, siRNA, miRNA

Small Citoplasmatic RNA (scRNA)

Sono piccole molecole di RNA presenti nel citoplasma. Il loro ruolo funzionale non è stato ancora del tutto chiarito. Uno di questi (scRNA 7S) è coinvolto, assieme ad alcune proteine, nel processo di importazione delle proteine destinate alla secrezione, nel reticolo endoplasmatico.

Small Interfering RNA (siRNA)

Sono piccole molecole (19-21 nucleotidi) a doppio filamento, sfasati di un paio di nucleotidi.

Il precursore del siRNA è una molecola di RNA a doppio filamento (dsRNA = double strand RNA), generalmente di origine esogena (es. virus o dsRNA artificiali), anche se possono essere raramente endogeni (derivanti da unità ripetitive, pseudogeni, trasposoni).

I siRNA fanno parte del sistema RNAi (RNA interference), un processo che blocca l’espressione di singoli geni. Un uso particolare del sistema RNAi è il knock-out artificiale dei geni, ovvero il silenziamento dell’espressione di uno o più geni per studiarne gli effetti e le conseguenze e di conseguenza le funzioni svolte.

Il “cammino” che seguono i siRNA è il seguente:

1. I doppi filamenti di RNA dei precursori dei siRNA vengono tagliati da un enzima (chiamato Dicer), producendo piccole sequenze di dsRNA (19-21 paia di basi), chiamati ds-siRNA (double strand-siRNA = siRNA a doppio filamento).

Questi, a loro volta, si associano ad un complesso enzimatico denominato RISC (dall'inglese RNA Induced Silencing Complex = complesso silenziatore indotto dall’

RNA).

2. L'RNA a doppio filamento viene quindi aperto (probabilmente da una elicasi) e uno dei due filamenti (quello senso) viene degradato, mentre l’altro (quello antisenso) rimane associato a RISC.

3. A questo punto, la RISC assieme al siRNA effettua una scansione degli mRNA presenti nel citosol fino a trovarne uno complementare al frammento di RNA antisenso associato al complesso stesso.

Generalmente, l'appaiamento tra siRNA e mRNA è perfetto (o quasi perfetto).

4. Dopo l’appaiamento delle basi, un componente della RISC effettua un taglio dell'mRNA; i due frammenti di mRNA risultanti, privi di cappuccio al 5' uno e di coda di poliA al 3' l'altro, vengono rapidamente degradati dalle RNAsi della cellula stessa.

Micro RNA (miRNA)

Sono piccole molecole (20-22 nucleotidi) mono - filamento. Sono di origine endogena, cioè provengono da precursori interni a forma di forcina (quindi con tratti circolari a filamento unico e tratti a doppio filamento), trascritti da geni non codificanti proteine, ad opera della RNA-polimerasi II.

I miRNA individuati nell’uomo sono circa 500 ma si stima che ne siano almeno 1000. Sono considerati i più importanti regolatori dell’espressione genica (il 33% dei geni umani è controllato, nell’espressione, dai miRNA). Inoltre, i miRNA sono coinvolti nei tumori e in molte altre malattie.

I miRNA intervengono, come i siRNA, nel processo di RNAi; essi, però, sono più numerosi e seguono un

processo di attivazione diverso:

Biologia 35 – RNA – Citoplasmatici – scRNA, siRNA, miRNA 2 1. I precursori dei miRNA, piuttosto

grandi, vengono ridotti, attraverso diversi passaggi (dall’enzima Drosha prima e Dicer dopo), a piccoli frammenti di 20-21 nucleotidi (ds- miRNA).

2. Ciascun ds-miRNA si lega, poi, al complesso proteico RISC che prima ne distrugge uno dei due filamenti e poi guida l’altro verso l'mRNA complementare.

3. Una volta raggiunto, l’mRNA subisce essenzialmente un blocco funzionale (a livello dell’inizio della traduzione nella

sintesi proteica). Una degradazione dell’mRNA è stata supposta nei casi in cui la corrispondenza tra

sequenza del miRNA e mRNA sia alta. In generale, però, il legame tra miRNA e mRNA non è perfetto

(e sicuramente lo è meno di quello dei siRNA con l’mRNA). Quest’apparente difetto, li rende meno

specifici ma, al tempo stesso, anche più attivi verso un maggior numero di mRNA.