Alterazioni nei livelli di Mir-29 e DNMT3A nel cuore post-infartuato e riperfuso

I microRNA (miRNAs) sono una classe di molecole di RNA a singolo filamento, lunghe 19-25 nucleotidi, generati da trascritti endogeni con struttura ad hairpin; funzionano come molecole guida nel silenziamento genico post-trascrizionale, attraverso l'appaiamento di basi con gli mRNA target, che conduce alla degradazione del messaggero o alla repressione della traduzione.

I miRNA e i loro target sembrano formare delle complesse reti regolatorie: un singolo miRNA può appaiarsi con più mRNA, così come un singolo mRNA può essere controllato da più miRNA.

Si suppone che più di un terzo dei geni umani possano essere regolati da miRNA (Bartel e Chen, 2004). Di conseguenza, la combinazione di miRNA che sono espressi in ogni tipo cellulare può influenzare l'espressione di migliaia di mRNA.

I geni dei miRNA possono essere classificati in base alla loro posizione nel genoma: 1) miRNA esonici in unità trascrizionali non codificanti; 2) miRNA intronici in unità trascrizionali non codificanti; 3) miRNA intronici in unità trascrizionali codificanti per proteine. Il trascritto “ospite” e i miRNA spesso mostrano profili di espressione simili.

Un'altra interessante osservazione è che circa il 50% dei miRNA conosciuti si trovano in prossimità di altri miRNA, il che rivela la possibilità che questi clusters possano essere trascritti da una singola unit. trascrizionale poslicistronica.

Trascrizione
La trascrizione dei miRNA è effettuata dalla RNA polimerasi II, sebbene la possibilità che un piccolo numero si miRNA sia trascritto da altre RNA polimerasi non può essere esclusa. Il trascritto precursore, lungo più di 70 nucleotidi, viene chiamato pri-miRNA ed ha la capacità di formare una struttura ad una o più forcine. I pri-miRNA hanno sia il CAP al 5' che la coda di poli(A) al 3' e la loro sintesi . inibita dall'?-amanitina, classico inibitore della RNA polimerasi II.

Processamento nucleare ad opera di Drosha
La struttura a stem e loop dei pri-miRNA è tagliata dalla RNasi III nucleare Drosha, che rilascia il pre-miRNA. Si pensa che i segmenti rimossi vengano degradati nel nucleo. Drosha è una grande proteina di 160 k Da, ed è conservata negli animali. Contiene due domini RNAsi III in tandem, (RIIIDs) e un dominio di legame per l'RNA a doppio filamento (dsRBD) che è cruciale per la catalisi, così come la regione centrale della proteina, adiacente al dominio RIIIDs.

Drosha forma un grande complesso di 650 kDa, noto come Microprocessor Complex, in cui interagice con il suo cofattore, la proteina DGCR8 (Di George syndrome Critical Region gene 8). Analisi di mutagenesi indicano che la struttura terziaria dei pri-miRNA è il primo determinante per la specificità del substrato. Il Microprocessor Complex sembra capace di misurare la lunghezza dello stem, perchè il sito di taglio è posto circa a due giri d'elica (22 nucleotidi) dal loop terminale.

Esportazione nucleare ad opera dell'Esportina 5
Dopo il taglio ad opera di Drosha, i pre-miRNA sono esportati nel citoplasma, dove saranno soggetti a un secondo processamento ad opera di Dicer, un altra RNAsi III. Proprio a causa della compartimentazione di questi due processi, l'esporto dei pre-miRNA è un evento cruciale nella biogenesi dei miRNA maturi.

I recettori di esporto nucleare legano specificamente un cargo e il cofattore Ran legato al GTP; dopo l'esporto, l'idrolisi del GTP in GDP causa il rilascio dall'esportina. Nel caso dei miRNA, il recettore di esporto nucleare è l'esportina 5, la cui deplezione è associata alla riduzione dei livelli di pre-miRNA e miRNA maturi nel citoplasma.

Processamento citoplasmatico
L'RNAsi III Dicer taglia i pre-miRNA in RNA duplex di circa 22 nucleotidi. Oltre ai domini RIIIDs e dsRBD, Dicer ha un lungo segmento N-terminale che contiene un dominio DUF283 con attività elicasica e un dominio PAZ (riscontrato anche in una famiglia di proteine altamente conservate, chiamate Argonautae), che lega le estremità protrudenti al 3' di piccoli RNA.

I miRNA maturi sono incorporati in complessi effettori chiamati RISC (RNA Induced Silencing Complex). Gli RNA dupex di 22 nt non persistono a lungo nella cellula: generalmente un filamento scompare mentre l'altro rimane come miRNA maturo. La selezione del filamento avviene in base alla stabilità termodinamica: in genere viene scelto quello che ha un appaiamento al 5' di minore energia.