タンパク質合成には、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA(tRNA)、リボソームRNA(rRNA)の3つの主要なタイプのRNAが関与しています。これらのRNAは多様な機能を果たし、タンパク質をコードするRNAとノンコーディングRNAに大別できます。ノンコーディングRNAは、発生や環境の変化に応じて遺伝子発現を制御する重要な役割を担っています。原核生物のノンコーディングRNAを操作して、ヒトまたは動物用のより効果的な抗菌薬を開発できます。

RNAは多様でありながら協調的な機能を果たし

ます

分子生物学のセントラルドグマは、DNAにはタンパク質をコードする情報が含まれており、RNAはこの情報を使用してタンパク質合成を指示すると述べています。

メッセンジャーRNA(mRNA)は、タンパク質をコードするRNAです。これは、特定のアミノ酸をコードする3つのヌクレオチドの配列であるコドンで構成されています。トランスファーRNA(tRNA)とリボソームRNA(rRNA)はノンコーディングRNAです。tRNAは、mRNA配列を読み取り、成長するポリペプチド鎖にアミノ酸を正しい順序で配置するアダプター分子として機能します。rRNAやその他のタンパク質は、細胞内のタンパク質合成の座であるリボソームを構成しています。翻訳中、リボソームはmRNA鎖に沿って移動し、そこでtRNA分子の結合を安定化させ、アミノ酸間のペプチド結合の形成を触媒します。したがって、さまざまな種類のRNAが、タンパク質合成中に特異的でありながら補完的な機能を果たします。

真核生物のノンコーディングRNAは遺伝子発現を調節します

tRNAとrRNA以外のノンコーディングRNAは、タンパク質をコードしていなかったため、当初は「ゲノムジャンク」と考えられていました。しかし、遺伝子発現の調節におけるそれらの役割は、過去数十年にわたって発見され、広く研究され続けています。ノンコーディングRNAは、その長さに基づいて、低分子制御RNA(< 100ヌクレオチド)または長鎖ノンコーディングRNA(> 200ヌクレオチド)に分類できます。

低分子制御RNAと長鎖ノンコーディングRNAはどちらも、転写と翻訳のさまざまな段階を変化させることにより遺伝子発現を調節します。ノンコーディングRNAは、mRNAスプライシング(ノンコーディングセグメントの除去とタンパク質コード配列の結合)に影響を与えます。このようにして、それらは単一の遺伝子からの異なるタンパク質変異体の形成を制御します。マイクロRNA(miRNA)や低分子干渉RNA(siRNA)などの低分子制御RNAは、mRNA上の相補配列に結合し、翻訳機構のmRNAへのアクセスをブロックするか、mRNA自体を分解することにより、タンパク質合成を阻害します。長いノンコーディングRNAは、DNAやヒストン(DNAを核に包み込むのを助けるタンパク質)を化学的に修飾する酵素と相互作用してリクルートし、転写を活性化または抑制します。