שלושה סוגים עיקריים של RNA מעורבים בסינתזת חלבונים: רנ"א שליח (mRNA), רנ"א העברה (tRNA) ורנ"א ריבוזומלי (rRNA). רנ"א אלה מבצעים פונקציות מגוונות וניתן לסווגם באופן כללי כ-RNA מקודד חלבונים או לא מקודד. רנ"א לא מקודד ממלא תפקידים חשובים בוויסות ביטוי גנים בתגובה לשינויים התפתחותיים וסביבתיים. RNA לא מקודד בפרוקריוטים יכול להיות מניפולציה כדי לפתח תרופות אנטיבקטריאליות יעילות יותר לשימוש בני אדם או בעלי חיים.

RNA מבצע פונקציות מגוונות אך שיתופיות

הדוגמה המרכזית של הביולוגיה המולקולרית קובעת שהדנ"א מכיל את המידע המקודד חלבונים, והרנ"א משתמש במידע זה כדי לכוון סינתזת חלבונים.

רנ"א שליח (mRNA) הוא רנ"א מקודד חלבון. הוא מורכב מקודונים – רצפים של שלושה נוקלאוטידים המקודדים חומצת אמינו מסוימת. רנ"א העברה (tRNA) ורנ"א ריבוזומלי (rRNA) הם רנ"א לא מקודד. tRNA פועל כמולקולת מתאם הקוראת את רצף ה-mRNA וממקמת חומצות אמינו בסדר הנכון בשרשרת הפוליפפטיד הגדל. rRNA וחלבונים אחרים מרכיבים את הריבוזום – מושב סינתזת החלבונים בתא. במהלך התרגום, הריבוזומים נעים לאורך גדיל mRNA שבו הם מייצבים את הקישור של מולקולות tRNA ומזרזים את היווצרות הקשרים הפפטידים בין חומצות אמינו. לפיכך, סוגים שונים של RNA לבצע פונקציות ספציפיות אך משלימות במהלך סינתזת חלבון.

רנ"א לא מקודד באיקריוטים מווסת את ביטוי הגנים

רנ"א לא מקודד שאינו tRNA ו-rRNA נחשבו בתחילה ל"זבל גנומי" מכיוון שלא קודדו חלבונים. עם זאת, תפקידם בוויסות ביטוי גנים התגלה בעשורים האחרונים וממשיך להיחקר בהרחבה. בהתבסס על אורכם, ניתן לסווג רנ"א שאינו מקודד כרנ"א רגולטורי קטן (< 100 נוקלאוטידים) או רנ"א ארוך שאינו מקודד (> 200 נוקלאוטידים).

הן רנ"א רגולטורי קטן והן רנ"א ארוך שאינו מקודד מווסתים את ביטוי הגנים על ידי שינוי שלבים שונים של שעתוק ותרגום. רנ"א שאינו מקודד משפיע על שחבור ה-mRNA – הסרת מקטעים שאינם מקודדים והצטרפות לרצפי קידוד החלבון. באופן זה, הם שולטים על היווצרותם של וריאנטים חלבוניים שונים מגן יחיד. רנ"א רגולטורי קטן כגון מיקרו-רנ"א (miRNAs) ורנ"א מפריע קטן (siRNAs) נקשר לרצפים משלימים ב-mRNA ומעכב סינתזת חלבונים על ידי חסימת הגישה של מכונות התרגום ל-mRNA או על ידי פירוק ה-mRNA עצמו. רנ"א ארוך שאינו מקודד מתקשר ומגייס אנזימים שמשנים כימית דנ"א והיסטונים – חלבונים שעוזרים לארוז דנ"א לתוך הגרעין – כדי להפעיל או לדכא שעתוק.