编码与非编码三

　　环状RNA（circRNA）是闭合环状的RNA分子，不受核酸外切酶降解，因而比线性RNA更稳定。最初认为circRNA是异常剪接的产物，最近由于生物信息学和深度测序技术的应用，已经鉴定出许多功能性circRNA。研究表明，它们在基因表达调控过程中起重要作用，参与多种生理及病理过程，与肿瘤、免疫、心血管疾病和神经系统疾病等密切相关。
　　circRNA分为三种类型：外显子型（ecircRNA或ecRNA），内含子型（ciRNA）和外显子-内含子型circRNA（EIciRNA）。ecRNA主要通过miRNA海绵机制与靶基因竞争结合miRNA，从而上调其表达，也称为竞争性内源RNA（competitive endogenous RNA，ceRNA）机制。所以ecRNA主要在细胞质发挥作用。
　　环状RNA合成与功能，Front Immunol. 2018; 9: 2977.
　　后两种带有内含子的环形RNA主要在核内，调节基因转录过程。例如，Ci-ankrd52主要在细胞核中积累并通过RNA Pol II 的顺式调节作用促进ANKRD52的转录（Mol Cell (2013) 51:792–806.）。现已发现有第四类环状RNA，即基因间环状RNA（intergenic circRNA），但相关研究还较少。
　　一些环状RNA可以通过与蛋白或其它RNA相互作用发挥调节功能，如circ-Foxo3与CKD2相互作用可以使细胞周期停止在G1 / S期，CDR1可以与mRNA结合形成稳定的双链体。
　　个别cricRNA还可以编码肽链。当有内部核糖体进入位点（IRES）插入到circRNA起始密码子的上游，就可能会被翻译出来。已有研究证明，在大肠杆菌中转染携带绿色荧光蛋白开放阅读框的circRNA可以启动GFP表达（RNA. 2015 Feb; 21(2):172-9.）。
　　长非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）是指长度超过200 nt的ncRNA，分子中没有开放阅读框。lncRNA数量庞大，可占细胞内总RNA的70%至98%，目前人体中已发现21万多个lncRNA（根据RNAcentral数据，截至2019年5月5日，已注释的人类lncRNA为215,008个），远超蛋白质基因数量（约2万个）。而且lncRNA的表达具有明显的时空特异性，说明lncRNA具有重要的生物学意义。
　　lncRNA多种多样，可以分为基因间lncRNA（long intergenic non-coding RNA, lincRNA）和基因内lncRNA，后者又可分为正义和反义两类，也可分为内含子、外显子、UTR等不同类型。基因内lncRNA往往与mRNA类似，具有帽子和尾部结构，称为mRNA like ncRNA（mlncRNA）。
　　lncRNA的功能几乎涵盖了基因表达调控的各个层面，如X染色体沉默、染色质重塑、组蛋白修饰、转录调控、转录后加工以及蛋白质的修饰、定位等，还可以剪切产生各种小非编码RNA，从而发挥相应作用。
　　非编码RNA占人类基因组的98％以上，在基因表达和调控中发挥着重要作用。在原始的RNA世界中，RNA几乎承担了所有的功能任务，后来才逐渐被蛋白质代替。但是，究竟有多少功能保留下来呢？从基因组构成上看，这个数字不会太小。所以我们对非编码RNA的认识还远远不够。
　　ncRNA网络，J Integr Bioinform. 2019 Jul 13
　　各种非编码RNA之间不是孤立的，而是彼此互相作用、互相转化的。非编码RNA与编码RNA的区分也不是绝对的。已经发现一些非编码RNA可以编码并翻译出小肽，并发挥特定功能。mRNA在加工过程中也可以产生非编码RNA。所以，二者之间并无绝对界限。
　　ncRNA编码肽，Protein Pept Lett. 2018;25(8):720-727
　　所有这些联系构成了一个网络，就像蛋白质基因那样。现在绘制出的网络还很简陋，但随着研究的深入，必然会更加庞大和复杂。当这个网络与蛋白质的网络完美融合的时候，我们对基因表达调控就有了更深层次的理解。