Mikro-RNA (miRNA) blir transkribert av flere hundre mikro-RNA gener (miRNA-gener) katalysert av RNA polymerase II. Primære miRNA transkripter blir prossessert og metylert. Mikro-RNA og virker ved å repressere (undertrykke) translasjon av budbringer-RNA (mRNA) i proteinsyntesen, eller ved å nedbryte (degradere) mRNA. Aktiviteten og stabiliteten til mRNA blir påvirket av ikke-kodende RNA via RNA-interferens, hvor det blir dannet dobbelttrådet RNA (ds-RNA, ”double stranded”). Vanlig mRNA er enkelttrådet (ssRNA, ”single stranded”), men når det binder komplementært mikro-RNA blir det dobbelttrådet og kan ikke lenger bli oversatt til protein. Dobbelttrådet dsRNA blir delt opp i mindre biter. Mikro-RNA deltar også i plantenes immunsystem ved å binde seg til enkelttrådet RNA-virus eller til transgener. RNA-avhengig RNA polymerase kan lage dobbelttrådet RNA (dsRNA) fra enkelttrådet RNA (ssRNA). Kosupresjon og slukning (”silencing”) av gener ble oppdaget da man laget genmodifisert petunia med formål å påvirke blomsterfargen. Celler som overuttrykkete transgenet chalcon syntase aktiverer en RNA-avhengig RNA polymerase som lager dobbelttrådet mRNA for dette proteinet, noe som starter RNA interferens og posttranslasjonsslukking og metylering av genet, og kronbladene ble hvite. De kunne ikke lenger lage antocyaniner.
RNA polymerase II koder for primære mikro-RNA med varierende lengde. Primære mikro-RNA får en hette i 5’-enden og en poly-A hale i 3’-enden. Primære mikro-RNA kan ha størrelse opptil flere hundre baser, men de er kortere hos dyr. I planter blir primære mikro-RNA omdannet til mikro-RNA i cellekjernen via proteinet DICER-LIKE1 (DCL1) og det dobbelttrådRNAbindende proteinet HYPONASTIC LEAVES1 (HYL1). Hos dyr gjøres dennes prosessen av RNase III. Dobbelttrådet RNA binder seg til miRNA-indusert stillhetskompleks (RISC). Hos både planter og dyr inneholder RISC et katalytisk ARGONAUT-protein (AGO). Mikro-RNA blir fraktet ut av kjerneporene i cellekjernen via eksportproteiner EXPORTINER i dyr og HASTY i planter.
Mikro-RNA hos mennesker
Metylering av DNA kan påvirke uttrykk av miRNA styrt av Drosha klasse III ribonuklease som kutter i dobbelttrådet RNA og starter prosessering av miRNA i cellekjernen. Drosha spalter pre-miRNA til miRNA som deretter blir fraktet ut i cytoplasma. Droscha har en viktig funksjon i dannelse og omsetning av miRNA og blir selv regulert av acetylering eller nedbrytning via ubiquitinering. Feilregulering av Drosha kan medvirke til kreft.
Dicer en type III endoribonuklease som deltar i videreprosessering av mi-RNA i cytoplasma. Den kutter RNA og lager funksjonelle miRNA bestående av 21-23 nukleotider som deretter blir inkorporert i RNA-indusert stillhetskomplekset (RISC).
Inaktivering av Dicer gir stopp i produksjonen av miRNA. Dicer blir påvirket av stresstilstander (hypoksis, UV-stråling, reaktive oksygenforbindelser, interferon α og γ virusinfeksjon, aldring, feilpakkete proteiner m.fl.). Dysfunksjonell Dicer kan medvirke i aldersrelaterte nevrodegenerative sykdommer.
Argonautprotein er en proteinfamilie som deltar i genslukkingsveier styrt av små interfererende RNA (siRNA), mikro-RNA (miRNA) og piwi-interagerende RNA (piRNA). Argonautprotein styrer de små RNA inn i stillhetskomplekset . Argonautprotein er konserverte gjennom evolusjonen.
Mikro-RNA kan bli fraktet i eksosomer rundt i kroppen via blod, lymfe, cerebrospinalvæske. Til nabocellene kan miRNA bli fraktet gjennom gapkoblinger.
Små interferende RNA
Mikro-RNA blir laget på en annen måte en små interfererende RNA (siRNA), hvor siRNA kommer fra repetert RNA. RISC-bundet siRNA kan bidra til metylering av DNA og histoner. Små interferende RNA og RNA-interferens deltar i den molekylære immunresponsen, den del av plantenes immunsystem, og bekjemper virusinfeksjon.