Convegno “Epigenetica ed evoluzione”
Accademia delle Scienze di Torino
29 maggio 2015
Meccanismi di regolazione genica mediati da RNA
Giuseppe Macino
A venti anni dalla sorprendente scoperta del silenziamento genico indotto da RNA gli effetti di quella
scoperta ancora producono delle novità che continuano a rivoluzionare le nostre idee sui
meccanismi biologici. Quelle scoperte ci hanno portato a conoscere il mondo dei piccoli RNA non
codificanti che si sono rivelati abbondantissimi come numero di molecole per cellula e come numero
di tipi diversi. Questa grande famiglia di RNA svolge tante funzioni, dalla regolazione della stabilità
degli RNA messaggeri alla regolazione della loro traducibilità con meccanismi di tipo
posttrascrizionale. Partecipano in modo determinante alla regolazione trascrizionale legandosi a
proteine che alterano la struttura locale della cromatina rendendola eucromatica o
eterocromatica. Sono coinvolti nel processo che porta alla metilazione del DNA con conseguente
eterocromatizzazione delle regioni metilate. Sono implicati nel processo di riparo del DNA e nella
stabilita’ dei loci di DNA ribosomiale. Determinano la struttura funzionale dei centromeri e dei
telomeri. Una grande famiglia genica di piccoli RNA riguarda i microRNA endogeni che controllano
il livello di espressione di specifiche proteine e la loro espressione spazio temporale. Per questi
motivi sono coinvolti nella proliferazione cellulare, nell’apoptosi, nel differenziamento e nello
sviluppo. I microRNA sono coinvolti in quasi tutte le patologie più importanti perché’ sono regolatori
centrali delle reti di geni a loro volta coordinati per determinare un certo fenotipo.
I piccoli RNA sono essenziali nella difesa del genoma contro i trasposoni sia a livello trascrizionale
che post trascrizionale. Una classe speciale di piccoli RNA chiamati piRNA controllano la stabilità del
genoma nella linea germinale degli animali a partire dagli insetti fino ai mammiferi.
Oltre ai piccoli RNA non codificanti ci si è resi conto che anche lunghi RNA non codificanti, spesso
precursori di microRNA possono avere una funzione speciale nella regolazione dell’attività genica
associandosi a proteine e regolandone la funzione. Oggi possiamo dire che l’RNA non è più
considerato una molecola che trasposta informazione dal nucleo al citoplasma ma esso stesso ha la
funzione di agire direttamente nei meccanismi cellulari. Non più oggetto ma soggetto. Non più
fattore intermedio di un processo ma attore principale con pari dignità con le proteine. L’RNA non
codificante si sta’ rivelando come la chiave di volta dei meccanismi epigenetici che permettono un
rapido adattamento all’ambiente controllando in modo reversibile l’espressione genica. I prossimi
venti anni vedranno un ulteriore sviluppo della funzione degli RNA non codificanti che ci
riserveranno altre importanti sorprese.
