Nekodirajuća RNK

**Nekodirajuća RNK** (*nkRNK*, *ncRNA*) je funkcionalna RNK koja se ne translira u protein. Za ovu klasu RNK, rjeđe se koriste  sinonimi RNK koja ne kodira protein (*npkRNK*, *npcRNA*), neinformacijska RNK (*niRNK*, *nmRNA*) i nefunkcijska RNK (*fRNK*, *fRNA*). Termin *mala RNK* (*mRNK*, *sRNK*) se često koristi za kratke bakterijske ncRNk molekule. DNK sekvenca sa nekodirajućom  RNK često se naziva i RNK gen.

Geni nekodirajuće RNK uključuju   visoko rasprostranjene i funkcijski važne RNK molekule,  kao što su transfer RNK (tRNK) i ribosomna RNK (rRNK), kao i RNK poput snoRNK, mikroRNK, mala interferirajuća RNK (inRNK), PIWI interagujuća RNK (piRNK)  i duge nekodirajuće RNK (nkRNK), koje obuhvataju primjere poput Xist-a i HOTAIR-a. Broj ncRNA molekula koje su kodirane unutar ljudskog genoma nije poznat, međutim nedavne transkriptomske i bioinformatičke studije sugeriraju postojanje hiljada takvih (ncRNK)  molekula.

## Otkriće i historija
Nukleinske kiseline su prvootkrivene  1868. (Friedrich Miescher), a 1939.  RNK  je  implicitno pomenuta u  biosintezi proteina. Dvije decenije poslije, Francis Crick je predvidio  a funkcijsku komonentu  RNK  sa medijacijom  translacijom;  rezonirao je da je RNK pogodnija za sparivanje baza sa  iRNK  transkriptom nego čisti  polipeptid.

[thumb|300px|Djetelinasta struktura kvaščeve  [tRNKPhe (*inset*) i 3D struktura određenja analizom putem X-zračenja]]

Prva opisana nekodirajuća  RNK bila  je okarakterizirana  kao  alanin tRNK koja je nađena u  pekarskom kvascu, a njena struktura je objavljena 1965. Za proizvodnju prečišćenog uzorka  alaninske tRNK, Robert W. Holley  i suradnnici su upotrebili 140 kg komercijalnog pekarskog kvasca  da bi dobili  samo 1 g prečišćene  tRNAAla za  analizu. Sekvencirano je 80 nukleotida  tRNA za prvu digestiju putem  pankreasne ribonukleaze (proizvedeni  fragmenti završavaju   citozinom ili uridinom). Hromatografija i identifikacija  5' i 3' kraje pomogla za aranžiranje fragmenata za utvrđivanje  sekvence RNK.

Sekundarna struktura  djetelinaste petlje obavljena je  X-zračnom kristalografijom,  u  dvije nezavisne istraživačke grupe, 197.

Pored toga otkrivena je ribosomska RNK , a zatim URNA u ranim  1980-im. Od tada, nastavlja se otkrivanje novih nekodirajućih RNK: snoRNK, Xist, CRISPR i još mnogih. Nedavni značajni dodaci uključuju riboswitche i miRNK, te otkriće RNK  mehanizma. Zajedno sa saradnicima, Craig C. Mello i Andrew Fire  su 2006. Dobuili  Nobelovu nagradu za fiziologijui ili medicinu.

## Biološka uloga nkRNK
Nekodirajuće RNK obuhvataju nekoliko grupa i uključene suu mnoge ćelijske procese. Rasponi njihovod djelovanja su od ključnog značaja  za održavanje konzerviranosti u svim ili većini ćelijskih životnih aktivnosti  specifičnih ncRNAs za jednu ili nekoliko blisko srodnih vrsta. Šta više,  konzervirane ncRNK se smatraju  molekulskim fosilima ili relikvija iz LUCA i   hipoteze o RNK porijeklu živog svijeta. Njihove sadašnje uloge uglavnom ostaju u regulaciji protoka informacija iz DNK do proteina.

### nkRNK u translaciji
[thumb|right|300px|Ilustracija [centralna dogma molekulske biologije|centralne dogme molekulske biologije sa označanim procesima  u koje su  uključene nkRNK. Ribonukleoproteini su prikazani crveno, a nkRNK plavo]]
[mini|Atomska  struktura  50S podjedinice *[Haloarcula|Haloarcula marismortui*. Proteini su prikazani  u plavom a dva  RNK lanca su narandžasta i žuta Malo zeleno polje u centru podjedinice je aktivno mjesto]]

Mnoge  od konzerviranih, bitnih  i učestalih  nkRNK su uključene u translaciju. Ribonukleoproteinske (RNP) čestice pod nazivom ribosomi  su mjesta translacijske  'tvornice' u ćeliji. Ribosom se sastoji od više od 60% ribozomne RNK;  sastoje se od 3 nkRNK u prokariota i 4 nkRNA u eukariota. Ribozomna  RNK katalizira prevođenje nukleotidnih  sekvenci  na aminokiselinske, tj. proteinske. Drugi set nkRNA, RNK, čine 'adapterske molekule" između iRNK i proteina.  Pritom su   H/ACA kutija i C/D kitija snoRNK nkRNK u archaea i eukariota. RNaza MRP je ograničena na eukariote. Obje grupe nkRNA su uključene u sazrevanje rRNK. S snoRNK su  vodiči  kovalentnih modifikacija rRNK, tRNK i snRNK; RNaza MRP cijepa unutrašnje transkribirane razmake  1 između 18S i 5.8S rRNK. Sveprisutni  nkRNK i  RNaza P su evolucijski srodnici  RNaze MRP. 
RNaza P omogućava sazrijevanje sekvence tRNK,  stvaranjem zrelog  5'-kraja tRNK preko mjesta u 5'-početnog  elemenata prekursorske-tRNK. Još jedan sveprisutan RNP zove se  čestica prepoznavanja signala (SRP) koja  prepoznaje i prenosi specifičnost nastajućeg  proteina u endoplazmatičnom retikulumu eukariota  i plazmamembrani u prokariota. Transfer RNK (iRNA) je RNP uključen u otklanjanje  zastoja u  ribosomima, označavajući  nepotpune polipeptide i promociju degradacije nenormalnih iRNK.

### nkRNK u preradi RNK
[thumb|left|Electronsko-mikroscopski snimak  kvaščevog [splajsososoma. Označeni dio kompleksa je ustvari  nkRNK.]]
U eukariota u splajsosomu se  obavljaju  reakcije prerade RNK, koje su  bitne za uklanjanje intronskih  sekvenci, a ovaj proces je potreban  za formiranje zrelih molekula iRNK. U splajsosomu  je drugi  RNK-proteinski kompleks (RNP)  često poznat kao snRNP ili tro-snRNP. Postoje dva različita oblika splajsososoma, glavni i sporedni. Komponente nkRNK glavnih splajsosoma su U1, U2, U4, U5 i U6. Komponente nkRNK nezrelih splajsososoma su U11, U12, U5, U4atac i U6atac.
Druga grupa  introna mogu katalizirati svoje razmake iz transkripata domaćina pa se nazivaju samopreradnom RNK. Postoje dvije glavne grupe samoprerađujuće  RNK: 
*I grupa katalitičkih introna i
*II grupa katalitičkih introna. Ove nkRNK kataliziraju svoje isijecanje   iz iRNK, tRNK i rRNK prekursora,  u širokom rasponu organizama.

U sisara je utvrđeno da snoRNK može regulirati alternativnu preradu iRNK, naprimjer snoRNK HBII-52 regulira preradu  receptora serotonina 2C 
Kod nematoda, izgleda a se  Smy nkRNK uključuju  iRNK trans-preradu.

### nkRNK u replikaciji DNK
[thumb|350px| [TRIM21|Ro autoantigenski  protein (bijelo) veže kraj dvolančane  Y RNK (crveno) i jednolančanu  RNK (plavo). (PDB: 1YVP) http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=1yvp).]]
Y RNK su matične petlje koje su potrebne za replikaciju DNK, putem interakcije sa hromatinom i  inicijacije  proteina (uključujući  kompleks prepoznavanja porijekla). One su također komponente  Ro60 ribonukleoproteinskih čestica, koje su cilj autoimunih  antitijela kod pacijenata koje pogađa sistemski lupus erythematosus.

### nkRNK u regulaciji gena 
Ekspresija gena mnogih hiljada  gena je  regulirana preko  nkRNK.  Ova regulacija se može javljati trans ili cis poziciji. U porastu su podaci o specijalnom tipu nkRNK zvanih  pojačivač RNK, koji se transkribiraju  iz odgovarajuće  regije gena, djelujući na promociji ekspresije gena.

#### Trans-djelujuća nkRNK 
U viših eukariota ekspresiju gena reguliraju mikroRNK. Jedna  miRNK može smanjiti nivo ekspresije stotina gena. Mehanizam kojim uspijevaju miRNK molekule da se tako ponašaju je putem  parcijalne komplementarnosti jedne ili više RNK (iRNK) molekula, uglavnom u 3 'UTR. Glavna funkcija miRNA je da reguliraju ekspresiju gena.

Također  se pokazalo da   nkRNK RNKaza P utiče i na ekspresiju gena. U ljudskom jedru  RNKaza P je potrebna za normalnu i efikasnu transkripciju raznih nkRNK transkribovanih  RNK polimerazom III. To uključuje tRNK, 5S rRNK, SRP RNK i U6 snRNK gene. RNaza P obavlja  svoju ulogu u transkripciji putem sudjejstva sa Pol III i hromatinski aktivnog tRNK i 5S rRNK gena. To je pokazalo da 7SK RNK, nkRNK metazoa, djeluje kao negativni regulator RNK polimeraze II faktora elongacije P-TEFb i da je ta aktivnost je pod uticajem puteva koji su odgovor na stres.

Bakterijski ncRNK, 6S RNK, posebno ona koja je  povezana  sa RNK polimeraznim  holoenzimom sadrži sigma70 faktor specifičnost. Ova interakcija potiskuje ispoljavanje sigma70 zavisnog  promotora u stacionarnoj  fazi rasta kolonije bakterija.

Druga  bakterijska nkRNK, OxyS RNK potiskuje translaciju  vezivanjem za Shine-Dalgarno sekvence vremenski ograničenih  ribosomskih veza. Kod *Escherichia coli* OxyS RNK je inducirana u odgovoru na oksidacijski stres.

B2 RNK je mala nekodirajuća RNK, transkript  polimeraze III,  koji potiskuje transkripciju iRNK u odgovoru na šok zagrijavanja u ćelijama miša. B2 RNK inhibira transkripciju vezanja  za jezgro Pol II. Kroz ovu interakciju, B2 RNK okuplja u preinicijacijski kompleks promotora i blokira sintezu RNK.

Nedavna istraživanja su pokazala da sam čin transkripcije sekvence  nkRNK može imati uticaj na ekspresiju gena. Za transkripciju transkripciju nkRNA i preuređenje    hromatina u *Schizosaccharomyces pombe* potrebna je  RNK polimeraza II. Hromatin se postepeno pretvara u otvorenu konfiguraciju, kao prepis nekoliko vrsta nkRNK.

#### Cis-djelujuća  nkRNK
Brojne  nKRNK su su smještene  u  5' UTRi (netranslatiranim regijama) protein kodirajućih gena i na različite način  utiču na njihovu ekspresiju. Primjerice, riboswitch može direktno vezati  male ciljne molekule; vezanje za njih utiče na  aktivnost gena.

RNK vodeće sekvencesu nađene uzvodno od prvog gena aminokiselinskih biosintetskih operona.  Ovi RNK elementi jedne od dvije moguće regije kodiraju vrlo kratke  peptidne sekvence koje su bogate u krajnjim proizvodima aminokiselina operona.  Kada postoji viša k  regulatornih aminokiselina  u ribosomu, strukture terminatora oblikuju kretanje preko  vodećg transkripta da se ne ometaju. Kada postoji nedostatak odgovonih  tRNK regulatornih  aminokiselina,   ribosomu translacija  vodećih peptidnih lanaca  formiraju  antiterminatorske  strukture. To omogućava RNK polimerazi da transkribira  operon. Poznate vodeće  RNK su vodeći operon histidina, leucina, treonina i triptofanski  lider operon.
Elementi odgovora na željezo  (IRE)  vežu  odgovarajući proteien elementa odgovora na željezo (IRP).  IRE je nađen u  UTR različitih  iRNK, čiji su producti are uključeni u metabolizam željeza.  Kada je niska koncentracija željeza, IRP vežu feritin iRNK IRE, što vodi u represiju translacije.

Unutrašnja ribosomska ulazna mjesta (IRES) su RNK strukture koje pokreću  translacijsku inicijaciju u sredini  sekvence iRNK, kao dijela procesa  sinteze proteina.

## Također pogledajte
* RNK
* Nukleinske kiseline
* Ribozim

## Reference 
## Vanjski linkovi
* Sveobuhvatna baza podataka sisarske ncRNA
* Rfam baza podataka

Kategorija:Nukleinske kiseline
Kategorija:Molekularna genetika
Kategorija:Nekodirajuća RNK