Gli rrnas sono gli RNAs più abbondanti nelle cellule. Nelle cellule in attiva proliferazione rappresentano l 80% dell RNA totale
I geni che codificano gli rrna sono presenti in copia multipla nel genoma di tutti gli organismi (7 copie in E. coli 200 copie nell uomo)
NTS = sequenza spaziatrice non trascritta ETS = spaziatore esterno trascritto ITS = spaziatore interno trascritto
Gli RNA 28S, 18S e 5,8S sono trascritti contemporaneamente sotto forma di un grande precursore (rrna 45S) dalla RNA polimerasi I L rrna 5S è trascritto dalla RNA polimerasi III
Maturazione degli rrna L rrna 45S, nel nucleolo, viene prima modificato chimicamente e successivamente tagliato per dare origine agli rrna maturi
Le modificazioni chimiche consistono nella metilazione del ribosio e nella modificazione dell uridina a pseudouridina ad opera di complessi enzimatici (snornp)
snornp snornas + proteine snorna = small nucleolar RNAs
L inizio della trascrizione da parte dell RNA pol I è controllato: da un promotore che coincide con il sito d inizio della trascrizione; da una sequenza posta a 5 del promotore UCE (upstream control element).
GTF1 L RNA pol I richiede due Fattori Generali SL1 e UBF. SL1 è costituito da TBP e da 3 TAF1
Importanza della sintesi dell rrnas nelle cellule in attiva proliferazione Controllo della sintesi degli rrna nei processi neoplastici
trna
Nell uomo troviamo 48 differenti trna codificati da circa 500 geni 61 codoni 20 aminoacidi 48 trna
Alcuni trnas richiedono l appaiamento accurato delle basi soltanto nelle prime due basi del codone e possono tollerare un appaiamento errato in terza posizione (tentennamento o wobble)
La trascrizione (RNA pol III) e la maturazione dei trnas avviene nel nucleoplasma
Modificazioni post-trascrizionali dei trna Eliminazione della sequenza al 5 Aggiunta di CCA al 3 Modificazione di alcune basi azotate In alcuni trna eliminazione di un piccolo introne
I geni della III classe (trascritti dalla RNA pol III) sono spesso caratterizzati da promotori interni al gene. Per i geni codificanti i trnas sono necessari 2 fattori generali di trascrizione TFIIIB e TFIIIC. TFIIIB è costituito da TBP e da almeno un TAF3.
Nella trascrizione dell rrna 5S interviene un terzo fattore TFIIIA.
I MicroRNAs (mirnas) sono dei piccoli RNAs non codificanti (21 25 nucleotidi) che regolano negativamente l espressione genica a livello post-trascrizionale.
Le sequenze nucleotidiche dei mirna si sono conservate nel corso dell evoluzione; I loro geni possono essere localizzati sia in regioni intergeniche che all interno di geni di seconda classe (di solito in introni o in esoni non tradotti; Molte volte troviamo cluster di geni; Vengono trascritti (RNA pol II) quindi in modo indipendente o contemporaneamente al gene che li ospita; Subiscono un processo di maturazione sia nucleare che citoplasmatico.
mirna GENOMICS: INTERGENIC; INTRONIC; EXONIC AND Zhao Y and Srivastava D, 2007
ORGANIZZAZIONE GENOMICA
TRASCRIZIONE e MATURAZIONE Vengono trascritti dalla RNA pol II in modo indipendente o contemporaneamente al gene che li ospita; Il processo di maturazione dei mirnas è estremamente complesso: subiscono un processo di maturazione sia nucleare che citoplasmatico. TRASCRIZIONE Pri-miRNA MATURAZIONE NUCLEARE Pre-miRNA TRASPORTO NEL CITOPLASMA MATURAZIONE CITOPLASMATICA mirna maturo
MATURAZIONE Generalmente i geni codificanti per mirna sono trascritti nel nucleo dalla RNA-polimerasi II che dà vita a lunghi trascritti, i pri-mirna, che presentano il cap e la poliadenilazione. Questi ultimi vengono processati da un RNasi III, Drosha, e dal suo cofattore, Pasha. Si ottengono così trascritti lunghi 60-110 nucleotidi, detti pre-mirna. Successivamente le proteine RAN-GTP ed exportin 5 trasportano i pre-mirna dal nucleo al citoplasma. Un altra RNasi III, Dicer, li processa per generare molecole di RNA duplex di circa 22 nucleotidi. Queste molecole vengono caricate nel complesso mirisc (mirna-associated multiprotein RNA-induced silencing complex). I mirna maturi a singolo filamento vengono poi mantenuti all interno del complesso. I mirna possono avere due modi diversi d agire a seconda della complementarietà che vi è tra il mirna e il suo target. Complementarità perfetta: degradazione dell mrna. Complementarità imperfetta: blocco della traduzione.
Lo stesso mirna può avere come bersaglio differenti mrnas Differenti mirnas possono avere come bersaglio lo stesso mrna
Il ruolo biologico dei mirna è associato al ruolo dei loro mrna targets By Sihan Wu, Wenbo Zhu and Guangmei Yan, 2013