tsRNA - biogeneze, regulace a funkce v genové expresi

Abstract

Transfer RNA (tRNA) accounts for approximately 10% of total cellular RNA pool and plays a crucial role in translation. Here I focus on the alternative function of tRNA, which can serve as a precursor for the formation of so-called "small RNAs derived from tRNA" (tsRNAs). These small non-coding RNAs are primarily generated by the cleavage of tRNAs by the ribonucleases Angiogenin and Dicer. tRFs (tRNA-derived fragments) and tiRNAs (stress- induced RNA-derived RNAs) are two major classes that differ fundamentally in the position of the cleavage site in the parent tRNA and the length of the molecule. Some tsRNAs act as regulators of posttranscriptional gene expression, often affecting mRNA stability and translation initiation. tsRNAs are implicated in regulation of stress response, cell differentiation, development, and apoptosis. Further, there is strong evidence that they have a role in epigenetic processes, communication between organs or even between organisms. In addition, in humans, their profile is often cell-specific and its change in pathophysiological conditions makes tsRNAs a suitable diagnostic marker. This work summarizes current knowledge about tsRNAs and their biological function and significance. Kaywords: small RNAs derived from tRNA; tRNA; tiRNA; tRF; gene expression regulation

Transferová RNA (tRNA) tvoří přibližně 10 % celkové buněčné RNA a hraje klíčovou roli při translaci. V této práci se zaměřuji na alternativní funkci tRNA, která může sloužit jako prekurzor pro tvorbu tzv. "malých RNA odvozených z tRNA" (tsRNA). Tyto malé nekódující RNA jsou primárně vytvářeny štěpením tRNA ribonukleázami Angiogeninem a Dicerem. tRF ("tRNA-derived fragments") a tiRNA ("stress-induced RNA-derived RNAs") jsou dvě hlavní třídy, které se liší polohou místa štěpení v rodičovské tRNA a délkou. Některé tsRNA působí jako regulátory posttranskripční genové exprese, mohou ovlivňovat stabilitu mRNA a iniciaci translace. tsRNA se podílejí na regulaci stresové odpovědi, buněčné diferenciace, vývoje a apoptózy. Dále existují důkazy, že hrají roli v epigenetických procesech, komunikaci mezi orgány nebo dokonce mezi organizmy. Navíc, u lidí je jejich zastoupení závislé na buněčném typu a jeho změna v patofyziologických podmínkách činí z tsRNA vhodný diagnostický marker. Tato práce shrnuje současné poznatky o biologické funkci a významu tsRNA. Klíčová slova: malé RNA odvozené z tRNA; tRNA; tiRNA; tRF; regulace genové exprese