RNA NON CODIFICANTI (ncRNA): I PILOTI DELLA CELLULA

Dopo anni in cui il DNA l'ha fatta da protagonista, ora è giunto il momento degli RNA!

Beh, non si può certo biasimare la comunità scientifica per aver infuso tanto entusiasmo in tutto ciò che ha a che fare col DNA. Del resto il completamento del Progetto Genoma Umano (che ha portato al sequenziamento dell'intero genoma) è cosa di pochi anni fa. Oggi, tuttavia, sempre più medici e biologi si stanno rendendo conto che potrebbe essere lo studio di un'altra molecola, l'RNA, a costituire la chiave di svolta per colmare il gap di conoscenza che ancora ci separa dalla comprensione di molti aspetti del genoma e forse dalla terapia di molte malattie genetiche.

Fra i genetisti, i più anziani (ma con tutta probabilità anche buona parte dei più giovani) si sono abituati a ricordare soltanto tre tipi di RNA: mRNA, rRNA e tRNA. L'mRNA (o RNA messaggero) viene trascritto a partire dal filamento di DNA e, una volta maturato attraverso il processo di splicing che taglia ed elimina le parti non codificanti, viene trasporato nel citoplasma. Nel citoplasma l'mRNA si lega allo rRNA dei ribosomi (rRNA sta per RNA ribosomiale), organelli cellulari nei quali avviene la sintesi delle proteine. Le sintesi proteica nei ribosomi avviene grazie all'aiuto dei tRNA (o RNA di trasporto) che catturano gli aminoacidi nel citoplasma e li trasportano nei ribosomi (le proteine non sono altro che sequenze di aminoacidi). Ma i risultati delle ultime ricerche ci hanno illuminato: mRNA, rRNA e tRNA non sono gli unici tipi di RNA esistenti. Ve ne sono infatti di molti altri tipi. Si tratta di RNA non codificanti per proteine, detti anche ncRNA (non coding RNA). Alcuni degli ncRNA fino ad ora identificati sono: asRNA, lncRNA, lincRNA, microRNA, piwi-interacting RNA (o piRNA), shRNA, siRNA, snRNA, snoRNA e altri ancora!

Fig. 1: ribosomi. In rosso scuro e blu scuro lo rRNA (grande e piccola subunità, rispettivamente). In rosso e blu leggero proteine ribosomiali.

Il problema attuale è che, nonostante tutti questi tipi di ncRNA siano stati scoperti, ancora non è completamente chiaro quali siano le funzioni specifiche di ognuno. Gli scienziati del progetto ENCODE hanno scoperto che la parte codificante del genoma (che rappresenta non più dell'1%) non è la sola ad essere trascritta in RNA. La maggior parte dei geni noti codifica per proteine. Esistono tuttavia alcuni geni che codificano esclusivamente per RNA. I geni a RNA identificati fino ad ora sono solo una minoranza, ma secondo il progetto ENCODE, almeno 3/4 (tre quarti!) dell'intero genoma sarebbe trascritto in RNA.

Riassumendo: i geni che codificano per proteine sarebbero circa 20.000 (vale a dire la maggior parte dei geni noti). Da una recente pubblicazione sembra però che il genoma umano contenga almeno 160.000 siti di inizio trascrizione. Non si sa se tali siti siano attivi o inattivi, ma questo dato porta a pensare che vi potrebbero essere circa 140.000 geni a RNA, ancora tutti da identificare.

Sebbene i dettagli del funzionamento di tutti questi ncRNA siano ancora in gran parte oscuri, è ormai appurato che essi svolgono un'azione di tipo regolatorio. Esistono alcuni ncRNA, ad esempio, il cui scopo è quello di legarsi a certi mRNA per renderli inattivi (a questo ci si riferisce quando si parla di RNA interference - RNAi). Altri ncRNA si legano al DNA. Altri si legano invece alle proteine del DNA o a fattori di trascrizione, allo scopo di bloccare la lettura del DNA stesso. Detto così potrebbe forse apparire poco chiaro, ma in sintesi il concetto è questo: gli ncRNA potrebbero essere i veri piloti dello sviluppo e della differenziazione cellulare, forse già a partire dai primi stadi embrionali, via via fino alla formazione dell'individuo adulto. Ne deriva che lo studio appprofondito degli RNA potrebbe aiutarci non solo a conoscere meglio il genoma umano nel suo complesso, ma persino a carpirne i segreti più nascosti!

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