RNA ที่ไม่เข้ารหัส ( ncRNA ) คือ โมเลกุล RNA ที่ทำหน้าที่ แต่ไม่ถูกแปลเป็นโปรตีนลำดับDNAที่ใช้ในการถอดรหัส RNA ที่ไม่เข้ารหัสซึ่งทำหน้าที่นั้น มักเรียกว่ายีน ที่ไม่เข้ารหัส หรือยีน RNA RNA ที่ไม่เข้ารหัสชนิดต่างๆ ที่มีอยู่มากมายและมีความสำคัญต่อการทำงาน ได้แก่transfer RNA (tRNA) และribosomal RNA (rRNA ⁾รวมถึง RNA ขนาดเล็ก เช่นmicroRNA , siRNA , piRNA , snoRNA , snRNA , exRNA , scaRNAและncRNA ยาวเช่นXist , HOTAIRและMALAT1 [ ^{1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

จำนวน RNA ที่ไม่เข้ารหัสภายในจีโนมของมนุษย์ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด อย่างไรก็ตาม การศึกษาทาง ด้านทรานสคริปโตมิกและชีวสารสนเทศ ล่าสุด ชี้ให้เห็นว่ามีทรานสคริปต์ที่ไม่เข้ารหัสหลายพันรายการ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} ncRNA ที่ระบุใหม่จำนวนมากมีหน้าที่ที่ไม่เป็นที่รู้จัก หรืออาจไม่มีเลย^{[ 14 ]} ยังไม่มีข้อสรุปที่แน่ชัดว่าทรานสคริปต์ที่ไม่เข้ารหัสมีหน้าที่การทำงานมากน้อยเพียงใด บางคนเชื่อว่า ncRNA ส่วนใหญ่เป็น "RNA ขยะ" ที่ไม่มีหน้าที่การทำงาน เป็นการถอดรหัสที่ผิดพลาด^{[ 15 ] [ 16 ]}ในขณะที่คนอื่นๆ คาดว่าทรานสคริปต์ที่ไม่เข้ารหัสจำนวนมากมีหน้าที่ที่ยังไม่ถูกค้นพบ^{[ 17 ] [ 18 ]}

กรดนิวคลีอิกถูกค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2411 โดยฟรีดริช มีเชอร์ [ ^{19 ] และใน ปี}พ.ศ. 2482 อาร์เอ็นเอก็มีส่วนเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน^{[ 20 ]}สองทศวรรษต่อมาฟรานซิส คริกทำนายถึงองค์ประกอบอาร์เอ็นเอที่มีฟังก์ชันการทำงานซึ่งเป็นตัวกลางในการแปลเขาให้เหตุผลว่าอาร์เอ็นเอเหมาะสมที่จะจับคู่เบสกับทรานสคริปต์ mRNA มากกว่าโพลีเปปไทด์บริสุทธิ์^{[ 21 ]}

RNA ที่ไม่เข้ารหัสตัวแรกที่ได้รับการระบุลักษณะคือ tRNA อะลานีนที่พบในยีสต์ขนมปังโครงสร้างของมันได้รับการตีพิมพ์ในปี 1965 ^{[ 22 ]}เพื่อผลิตตัวอย่าง tRNA อะลานีนที่บริสุทธิ์Robert W. Holley และคณะใช้ยีสต์ขนมปังเชิงพาณิชย์ 140 กิโลกรัม เพื่อให้ได้ tRNA ^{Ala ที่บริสุทธิ์เพียง 1} กรัมสำหรับการวิเคราะห์^{[ 23 ]} tRNA 80 นิว คลีโอไทด์ ได้รับการจัดลำดับโดยการย่อยด้วย ไร โบเอนไซม์จากตับอ่อน ก่อน (ทำให้เกิดชิ้นส่วนที่ลงท้ายด้วยไซโตซีนหรือยูริดีน ) จากนั้นด้วยไรโบเอนไซม์ทาคาไดแอสเตส Tl (ทำให้เกิดชิ้นส่วนที่ลงท้ายด้วยกัวโนซีน ) จากนั้น โครมาโทกราฟีและการระบุปลาย 5' และ 3' ช่วยในการจัดเรียงชิ้นส่วนเพื่อสร้างลำดับ RNA ^{[ 23 ]}จากโครงสร้างสามแบบที่เสนอไว้สำหรับ tRNA นี้^{[ 22 ]}โครงสร้าง 'ใบโคลเวอร์' ได้รับการเสนอขึ้นโดยอิสระในสิ่งพิมพ์หลายฉบับต่อมา^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}โครงสร้างทุติยภูมิแบบใบโคลเวอร์ได้รับการสรุปหลังจาก การวิเคราะห์ ผลึกด้วยรังสีเอกซ์ที่ดำเนินการโดยกลุ่มวิจัยอิสระสองกลุ่มในปี 1974 ^{[ 28 ] [ 29 ]}

ต่อมามีการค้นพบRNA ไรโบโซม ตามด้วย URNA ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 นับตั้งแต่นั้นมา การค้นพบ RNA ที่ไม่เข้ารหัสชนิดใหม่ก็ยังคงดำเนินต่อไป เช่น snoRNA , Xist , CRISPRและอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 30 ]}การค้นพบที่น่าสนใจล่าสุด ได้แก่riboswitchesและmiRNAการค้นพบกลไก RNAi ที่เกี่ยวข้องกับ miRNA ทำให้Craig C. MelloและAndrew Fire ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี2006 ^{[ 31 ]}

การค้นพบ ncRNA ในช่วงไม่นานมานี้เกิดขึ้นได้จากทั้งวิธีการทดลองและวิธีการทางชีวสารสนเทศ

RNA ที่ไม่เข้ารหัสจัดอยู่ในหลายกลุ่มและเกี่ยวข้องกับกระบวนการของเซลล์หลายอย่าง^{[ 32 ]}เหล่านี้มีตั้งแต่ ncRNA ที่มีความสำคัญอย่างยิ่งซึ่งได้รับการอนุรักษ์ไว้ในสิ่งมีชีวิตเซลล์ทั้งหมดหรือส่วนใหญ่ ไปจนถึง ncRNA ที่เกิดขึ้นชั่วคราวซึ่งจำเพาะเจาะจงกับสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดหนึ่งหรือสองสายพันธุ์ ncRNA ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้มากกว่านั้น เชื่อกันว่าเป็นฟอสซิลโมเลกุลหรือซากดึกดำบรรพ์จากบรรพบุรุษร่วมสากลสุดท้ายและโลกของ RNAและบทบาทในปัจจุบันของพวกมันส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในการควบคุมการไหลของข้อมูลจาก DNA ไปสู่โปรตีน^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}

ncRNA จำนวนมากที่มีการอนุรักษ์ จำเป็น และมีปริมาณมาก มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแปลรหัสทางพันธุกรรม อนุภาค ไรโบนิวคลีโอโปรตีน (RNP) ที่เรียกว่าไรโบโซม เป็น 'โรงงาน' ที่เกิดการแปลรหัสทางพันธุกรรมในเซลล์ ไรโบโซมประกอบด้วย RNA ไรโบโซมมากกว่า 60% ซึ่งประกอบด้วย ncRNA 3 ชนิดในโปรคาริโอตและ 4 ชนิดในยูคา ริโอต RNA ไรโบโซมทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการแปลลำดับนิวคลีโอไทด์ไปเป็นโปรตีน ncRNA อีกกลุ่มหนึ่ง คือ RNA ถ่ายโอน ( TRNA ) ทำหน้าที่เป็น 'โมเลกุลตัวเชื่อม' ระหว่างmRNAและโปรตีนsnoRNA กล่อง H/ACA และกล่อง C/Dเป็น ncRNA ที่พบในอาร์เคียและยูคาริโอต ส่วนRNase MRPพบเฉพาะในยูคาริโอตเท่านั้น ncRNA ทั้งสองกลุ่มมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตเต็มที่ของ rRNA snoRNA นำทางการดัดแปลงโควาเลนต์ของ rRNA, tRNA และsnRNA ; RNase MRP ตัดช่องว่างการถอดรหัสภายใน 1ระหว่าง rRNA 18S และ 5.8S ncRNA ที่พบได้ทั่วไปอย่างRNase Pเป็นญาติทางวิวัฒนาการของ RNase MRP ^{[ 37 ]} RNase P ทำให้ลำดับ tRNA สมบูรณ์โดยการสร้างปลาย 5' ที่สมบูรณ์ของ tRNA ผ่านการตัดองค์ประกอบนำ 5' ของ tRNA ต้นแบบ RNP ที่พบได้ทั่วไปอีกตัวหนึ่งที่เรียกว่าSRPจดจำและขนส่งโปรตีนที่เกิดขึ้นใหม่เฉพาะไปยัง เอนโด พลาสมิกเรติคูลัมในยูคาริโอตและ เยื่อ หุ้มพลาสมา ในโปรคาริโอ ตในแบคทีเรียTransfer-messenger RNA (tmRNA) เป็น RNP ที่เกี่ยวข้องกับการช่วยกู้ไรโบโซมที่หยุดชะงัก การติดแท็กโพลีเปปไทด์ ที่ไม่สมบูรณ์ และส่งเสริมการย่อยสลาย mRNA ที่ผิดปกติ

ในยูคาริโอต สไปโซโซมทำหน้าที่ ในการ ตัดต่อยีนซึ่งจำเป็นต่อการกำจัด ลำดับ อินทรอน กระบวนการนี้จำเป็นสำหรับการสร้างmRNA ที่สมบูรณ์ ส ไปโซโซมเป็นRNP อีกชนิดหนึ่งที่มักเรียกว่าsnRNPหรือ tri-snRNP สไปโซโซมมีสองรูปแบบ คือ รูปแบบหลักและรูปแบบรอง ส่วนประกอบ ncRNA ของสไปโซโซมหลัก ได้แก่U1 , U2 , U4 , U5และU6ส่วนประกอบ ncRNA ของสไปโซโซมรองได้แก่ U11 , U12 , U5 , U4atacและU6atac

อินทรอนอีกกลุ่มหนึ่งสามารถเร่งปฏิกิริยาการกำจัดตัวเองออกจากทรานสคริปต์ของโฮสต์ได้ อินทรอนเหล่านี้เรียกว่า อาร์เอ็นเอที่ตัดต่อตัวเองได้ (self-splicing RNAs) โดยมีสองกลุ่มหลักคืออินทรอนเร่งปฏิกิริยากลุ่มที่ 1และอินทรอนเร่งปฏิกิริยากลุ่มที่ 2อาร์เอ็นเอที่ไม่เป็นมาตรฐานเหล่านี้จะเร่งปฏิกิริยาการตัดตัวเองออกจากสารตั้งต้นของเอ็มอาร์เอ็นเอ ทีอาร์เอ็นเอ และอาร์เอ็นเอ ในสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พบว่า snoRNA สามารถควบคุมการตัดต่อทางเลือกของ mRNA ได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น snoRNA HBII-52ควบคุมการตัดต่อของตัวรับเซโรโทนิน 2C ^{[ 38 ]}

ในหนอนตัวกลม ncRNA SmYดูเหมือนจะมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อ mRNA ^{[ 39 ]}

Y RNAเป็นลูปก้าน ซึ่งจำเป็นสำหรับการจำลอง DNAผ่านการโต้ตอบกับโครมาตินและโปรตีนเริ่มต้น (รวมถึงคอมเพล็กซ์การจดจำต้นกำเนิด ) ^{[ 41 ] [ 42 ]}นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบของอนุภาคไรโบโปรตีน Ro60 ^{[ 43 ]}ซึ่งเป็นเป้าหมายของแอนติบอดีภูมิต้านตนเองในผู้ป่วยโรคแพ้ภูมิต้านตนเองชนิดลูปัส^{[ 44 ]}

การแสดงออก ของ ยีนหลายพัน ยีน ถูกควบคุมโดย ncRNA การควบคุมนี้สามารถเกิดขึ้นได้ทั้งแบบtransหรือcisมีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นว่า ncRNA ชนิดพิเศษที่เรียกว่าenhancer RNAซึ่งถอดรหัสมาจากบริเวณ enhancer ของยีน ทำหน้าที่ส่งเสริมการแสดงออกของยีน

ในยูคาริโอตชั้นสูงไมโครอาร์เอ็นเอ (miRNA) ทำหน้าที่ควบคุมการแสดงออกของยีน miRNA เพียงโมเลกุลเดียวสามารถลดระดับการแสดงออกของยีนได้หลายร้อยยีน กลไกการทำงานของโมเลกุล miRNA ที่เจริญเต็มที่แล้ว คือการจับคู่แบบสมบูรณ์บางส่วนกับโมเลกุลเมสเซนเจอร์อาร์เอ็นเอ (mRNA) หนึ่งโมเลกุลหรือมากกว่านั้น โดยทั่วไปจะอยู่ในบริเวณ3' UTRหน้าที่หลักของ miRNA คือการลดระดับการแสดงออกของยีน

นอกจากนี้ ยังพบว่าncRNA RNase P มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีน ในนิวเคลียสของมนุษย์ RNase Pจำเป็นสำหรับการถอดรหัส ncRNA ต่างๆ ที่ถอดรหัสโดยRNA polymerase III อย่างปกติและมีประสิทธิภาพ ซึ่งรวมถึงยีน tRNA, 5S rRNA , SRP RNA และU6 snRNA RNase P ทำหน้าที่ในการถอดรหัสโดยการเชื่อมโยงกับ Pol III และโครมาตินของยีน tRNA และ 5S rRNA ที่ทำงานอยู่^{[ 45 ]}

มีการแสดงให้เห็นว่า7SK RNAซึ่งเป็น ncRNA ในสัตว์หลายเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมเชิงลบของ ปัจจัยการยืดตัวของ RNA polymerase II คือ P-TEFbและกิจกรรมนี้ได้รับอิทธิพลจากเส้นทางการตอบสนองต่อความเครียด

RNA ที่ไม่ใช่โปรตีนของแบคทีเรีย6S RNAจะจับคู่กับ RNA polymerase holoenzyme ที่มี ปัจจัยจำเพาะ ซิกมา70 โดยเฉพาะ ปฏิสัมพันธ์นี้จะยับยั้งการแสดงออกของยีนจากโปรโมเตอร์ ที่ขึ้นอยู่กับซิกมา70 ในช่วงระยะหยุดนิ่ง

RNA ที่ไม่ใช่โปรตีนอีกชนิดหนึ่งของแบคทีเรีย คือOxyS RNAทำหน้าที่ยับยั้งการแปลรหัสโดยการจับกับลำดับ Shine-Dalgarnoซึ่งเป็นการปิดกั้นการจับของไรโบโซม OxyS RNA ถูกกระตุ้นให้สร้างขึ้นเพื่อตอบสนองต่อภาวะเครียดจากออกซิเดชันในแบคทีเรีย Escherichia coli

B2 RNA เป็นทรานสคริปต์ RNA polymerase III ขนาดเล็กที่ไม่เข้ารหัสซึ่งยับยั้งการถอดรหัส mRNA เพื่อตอบสนองต่อความร้อนช็อกในเซลล์หนู B2 RNA ยับยั้งการถอดรหัสโดยการจับกับ Pol II หลัก ผ่านการโต้ตอบนี้ B2 RNA จะประกอบกันเป็นคอมเพล็กซ์ก่อนการเริ่มต้นที่โปรโมเตอร์และปิดกั้นการสังเคราะห์ RNA ^{[ 46 ]}

การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการถอดรหัสลำดับ ncRNA เพียงอย่างเดียวสามารถมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนได้ การถอดรหัส ncRNA โดย RNA polymerase IIจำเป็นสำหรับ การปรับโครงสร้าง โครมาตินในSchizosaccharomyces pombeโครมาตินจะถูกแปลงเป็นโครงสร้างแบบเปิดอย่างต่อเนื่องเมื่อมีการถอดรหัส ncRNA หลายชนิด^{[ 47 ]}

ncRNA จำนวนมากฝังตัวอยู่ในบริเวณ 5' UTR (Untranslated Region) ของยีนที่สร้างโปรตีนและมีอิทธิพลต่อการแสดงออกของยีนในรูปแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่นไรโบสวิตช์สามารถจับกับโมเลกุลเป้าหมายขนาดเล็ก ได้โดยตรง การจับกันของโมเลกุลเป้าหมายนี้ส่งผลต่อกิจกรรมของยีน

ลำดับ นำของ RNAพบอยู่เหนือยีนแรกของโอเปรอนสังเคราะห์กรดอะมิโนองค์ประกอบ RNA เหล่านี้ ก่อตัวเป็นโครงสร้างที่เป็นไปได้สองแบบในบริเวณที่เข้ารหัสลำดับเปปไทด์สั้นมากซึ่งอุดมไปด้วยกรดอะมิโนที่เป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของโอเปรอน โครงสร้างเทอร์มิเนเตอร์จะเกิดขึ้นเมื่อมีกรดอะมิโนควบคุมมากเกินไปและการเคลื่อนที่ของไรโบโซมเหนือทรานสคริปต์นำจะไม่ถูกขัดขวาง เมื่อมี tRNA ที่มีประจุของกรดอะมิโนควบคุมไม่เพียงพอ ไรโบโซมที่กำลังแปลเปปไทด์นำจะหยุดชะงักและโครงสร้างแอนติเทอร์มิเนเตอร์จะเกิดขึ้น สิ่งนี้ทำให้ RNA โพลีเมอเรสสามารถถอดรหัสโอเปรอนได้ ลำดับนำ RNA ที่รู้จัก ได้แก่ ลำดับนำ โอเปรอนฮิสติดีน ลำดับนำโอเปรอนลิวซีน ลำดับนำ โอเปรอนทรีโอนีนและลำดับนำโอเปรอนทริปโตแฟน

องค์ประกอบตอบสนองต่อธาตุเหล็ก (IRE) จะถูกจับโดยโปรตีนตอบสนองต่อธาตุเหล็ก (IRP) IRE พบได้ในบริเวณ UTR ของmRNA ต่างๆ ซึ่งผลิตภัณฑ์ของ mRNA เหล่านั้นเกี่ยวข้องกับ การเผา ผลาญธาตุเหล็กเมื่อความเข้มข้นของธาตุเหล็กต่ำ IRP จะจับกับ IRE ของ mRNA เฟอร์ริติน ทำให้เกิดการยับยั้งการแปลรหัส

บริเวณเริ่มต้นการแปลรหัสภายในของไรโบโซม ( IRES) คือโครงสร้าง RNAที่ช่วยให้ เกิดการเริ่มต้น การแปลรหัสตรงกลางลำดับ mRNA ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการสังเคราะห์โปรตีน

อาร์เอ็นเอที่ทำปฏิกิริยากับโปรตีน Piwi (piRNAs) ที่แสดงออกใน อัณฑะและเซลล์ร่างกายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม จะสร้างสารประกอบอาร์เอ็นเอ-โปรตีนกับ โปรตีน Piwiสารประกอบ piRNA เหล่านี้ (piRCs) มีความเชื่อมโยงกับการยับยั้งการถอดรหัสยีนของเรโทรทรานสโพซอนและองค์ประกอบทางพันธุกรรมอื่นๆ ใน เซลล์ สืบพันธุ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกระบวนการสร้างสเปิร์ม

CRISPR ( Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats ) คือลำดับซ้ำที่พบใน ดีเอ็นเอของแบคทีเรียและอาร์เคีย หลายชนิด ลำดับซ้ำเหล่านี้ถูกคั่นด้วยตัวคั่นที่มีความยาวใกล้เคียงกัน มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าตัวคั่นเหล่านี้สามารถได้มาจากฟาจ (phage) และช่วยปกป้องเซลล์จากการติดเชื้อได้

เทโลเมอเรส เป็น เอนไซม์ RNP ที่เพิ่มลำดับดีเอ็นเอ ซ้ำๆ ที่เฉพาะเจาะจง ("TTAGGG" ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง) ลงในบริเวณ เทโลเมียร์ซึ่งพบอยู่ที่ปลายโครโมโซม ของสิ่งมีชีวิตยูคาริโอต เท โลเมียร์ประกอบด้วยดีเอ็นเอที่อัดแน่น ทำให้โครโมโซมมีความเสถียร เอนไซม์นี้เป็นรีเวอร์สทรานสคริปเทสที่นำพาเทโลเมอเรสอาร์เอ็นเอซึ่งใช้เป็นแม่แบบเมื่อมันยืดเทโลเมียร์ให้ยาวขึ้น เทโลเมียร์จะสั้นลงหลังจากแต่ละรอบการจำลองแบบ

Xist (X-inactive-specific transcript) เป็นยีน ncRNA ยาวบนโครโมโซม Xของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีรกซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นหลักของกระบวนการปิดใช้งานโครโมโซม X ทำให้เกิด Barr bodies Tsixซึ่งเป็นantisense RNAเป็นตัวควบคุมเชิงลบของ Xist โครโมโซม X ที่ขาดการแสดงออกของ Tsix (และดังนั้นจึงมีการถอดรหัส Xist ในระดับสูง) จะถูกปิดใช้งานบ่อยกว่าโครโมโซมปกติ ในแมลงหวี่ซึ่งใช้ระบบกำหนดเพศ XY เช่นกัน RNA roX (RNA บน X) มีส่วนเกี่ยวข้องกับการชดเชยปริมาณ^{[ 48 ]} ทั้ง Xist และ roX ทำงานโดย การควบคุมการถอดรหัส แบบ epigeneticผ่านการดึงดูดเอนไซม์ที่ปรับเปลี่ยนฮิสโตน

RNA สองหน้าที่หรือRNA สองฟังก์ชันคือ RNA ที่มีฟังก์ชันที่แตกต่างกันสองอย่าง^{[ 49 ] [ 50 ]} RNA สองหน้าที่ที่รู้จักส่วนใหญ่เป็น mRNA ที่เข้ารหัสทั้งโปรตีนและ ncRNA อย่างไรก็ตาม ncRNA จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จัดอยู่ใน ncRNA สองประเภทที่แตกต่างกัน เช่นsnoRNA กล่อง H/ACAและmiRNA ^{[ 51 ] [ 52 ]}

ตัวอย่างของ RNA สองหน้าที่ที่รู้จักกันดีคือSgrS RNAและRNAIIIอย่างไรก็ตาม เป็นที่ทราบกันว่ามี RNA สองหน้าที่อื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง (เช่น steroid receptor activator/SRA, ^{[ 53 ]} VegT RNA, ^{[ 54 ] [ 55 ]} Oskar RNA, ^{[ 56 ]} ENOD40 , ^{[ 57 ]} p53 RNA ^{[ 58 ]} SR1 RNA , ^{[ 59 ]}และSpot 42 RNA ^{[ 60 ]} ) RNA สองหน้าที่เป็นหัวข้อของฉบับพิเศษของBiochimie ในปี 2011 ^{[ 61 ]}

มีความเชื่อมโยงที่สำคัญระหว่าง RNA ที่ไม่เข้ารหัสบางชนิดกับการควบคุมเส้นทางที่ควบคุมโดยฮอร์โมน ในDrosophilaฮอร์โมนเช่นecdysoneและjuvenile hormoneสามารถส่งเสริมการแสดงออกของ miRNA บางชนิดได้ ยิ่งไปกว่านั้น การควบคุมนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แตกต่างกันในระหว่างการพัฒนาของCaenorhabditis elegans ^{[ 62 ]}ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมmiR-206เป็นตัวควบคุมที่สำคัญของ ตัวรับ เอสโตรเจนอัลฟา^{[ 63 ]}

RNA ที่ไม่เข้ารหัสมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาของอวัยวะต่อมไร้ท่อหลายชนิด รวมถึงโรคต่อมไร้ท่อ เช่นโรคเบาหวาน^{[ 64 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์ MCF-7 การเติม 17β- estradiolจะเพิ่มการถอดรหัสโดยรวมของ RNA ที่ไม่เข้ารหัสที่เรียกว่าRNA ที่ไม่เข้ารหัสแบบยาว (lncRNAs) ใกล้กับยีนที่เข้ารหัสซึ่งถูกกระตุ้นด้วยเอสโตรเจน^{[ 65 ]}

พบว่า C. elegans สามารถเรียนรู้และสืบทอด การหลีกเลี่ยงเชื้อโรคได้ หลังจากสัมผัสกับ RNA ที่ไม่เข้ารหัสเพียงตัวเดียวของเชื้อแบคทีเรียก่อโรค ^{[ 66 ] [ 67 ]}

เช่นเดียวกับโปรตีนการกลายพันธุ์หรือความไม่สมดุลในกลุ่ม ncRNA ภายในร่างกายสามารถก่อให้เกิดโรคต่างๆ ได้มากมาย

ncRNA จำนวนมากแสดงรูปแบบการแสดงออกที่ผิดปกติในเนื้อเยื่อมะเร็ง^{[ 12 ]}ซึ่งรวมถึงmiRNA , ncRNA ที่มีลักษณะคล้าย mRNA ยาว [ ^{68 ] [ 69 ] GAS5} [ 70 ^{] SNORD50} [ ^{71 ] telomerase} RNAและY RNA [ ^{72 ] miRNA} มีส่วนเกี่ยวข้องกับการควบคุมยีนที่เข้ารหัสโปรตีนจำนวนมากในวงกว้าง[ ^{73 ] [ 74 ] Y} RNA มีความสำคัญต่อการเริ่มต้นการจำลองแบบ DNA ^{[ 41 ] telomerase} RNA ทำหน้าที่เป็นไพรเมอร์สำหรับ telomerase ซึ่งเป็น RNP ที่ขยายบริเวณเทโลเมียร์ที่ปลายโครโมโซม (ดูเทโลเมียร์และโรคสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม) หน้าที่โดยตรงของ ncRNA ที่มีลักษณะคล้าย mRNA ยาวนั้นยังไม่ชัดเจนนัก

การกลายพันธุ์ ของเชื้อพันธุกรรมใน สารตั้งต้นหลักของ miR-16-1และmiR-15พบว่าเกิดขึ้นบ่อยกว่ามากในผู้ป่วยมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิดเรื้อรังเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม^{[ 75 ] [ 76 ]}

มีการเสนอแนะว่าSNP ที่หายาก ( rs11614913 ) ที่ทับซ้อนกับhsa-mir-196a-2พบว่ามีความเกี่ยวข้องกับ มะเร็งปอด ชนิดไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็ก^{[ 77 ]} ในทำนองเดียวกัน การคัดกรอง miRNA 17 ชนิดที่คาดว่าจะควบคุมยีนที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งเต้านมจำนวนหนึ่ง พบความแปรผันในไมโครอาร์เอ็นเอmiR-17และmiR-30c-1ของผู้ป่วย ผู้ป่วยเหล่านี้ไม่มี ยีนกลายพันธุ์ BRCA1หรือBRCA2ซึ่งทำให้เกิดความเป็นไปได้ว่ามะเร็งเต้านมในครอบครัวอาจเกิดจากความแปรผันใน miRNA เหล่านี้^{[ 78 ]} โปรตีนp53ซึ่งเป็นตัวยับยั้งเนื้องอก ถือเป็นตัวแทนที่สำคัญที่สุดในการป้องกันการก่อตัวและการลุกลามของเนื้องอก โปรตีน p53 ทำหน้าที่เป็นปัจจัยการถอดรหัสที่มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการตอบสนองต่อความเครียดของเซลล์ นอกจากบทบาทสำคัญในโรคมะเร็งแล้ว p53 ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับโรคอื่นๆ เช่น โรคเบาหวาน การตายของเซลล์หลังภาวะขาดเลือด และโรคความเสื่อมของระบบประสาทต่างๆ เช่น โรคฮันติงตัน โรคพาร์กินสัน และโรคอัลไซเมอร์ การศึกษาชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกของ p53 อยู่ภายใต้การควบคุมโดย RNA ที่ไม่เข้ารหัส^{[ 11 ]}

อีกตัวอย่างหนึ่งของ RNA ที่ไม่เข้ารหัสซึ่งทำงานผิดปกติในเซลล์มะเร็งคือ RNA ที่ไม่เข้ารหัสแบบยาว Linc00707 Linc00707 มีการทำงานเพิ่มขึ้นและจับกับ miRNA ในเซลล์ต้นกำเนิดมีเซนไคม์ที่ได้จากไขกระดูกของมนุษย์^{[ 79 ]}มะเร็งกระเพาะอาหาร^{[ 80 ]}หรือมะเร็งเต้านม^{[ 81 ] [ 82 ]}และด้วยเหตุนี้จึงส่งเสริมการสร้างกระดูก มีส่วนช่วยในการลุกลามของมะเร็งตับ ส่งเสริมการแพร่กระจายและการแพร่กระจายของมะเร็ง หรือควบคุมการแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับความรุนแรงของมะเร็งทางอ้อม ตามลำดับ

การลบสำเนา 48 ชุดของ snoRNA SNORD116ในกล่อง C/D ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นสาเหตุหลักของโรค Prader–Willi ^{[ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]}โรคPrader–Willi เป็นความผิดปกติทางพัฒนาการที่เกี่ยวข้องกับการกินมากเกินไปและความยากลำบากในการเรียนรู้ SNORD116 มีไซต์เป้าหมายที่เป็นไปได้ภายในยีนที่เข้ารหัสโปรตีนจำนวนหนึ่ง และอาจมีบทบาทในการควบคุมการตัดต่อทางเลือก^{[ 87 ]}

ตำแหน่งโครโมโซมที่มี กลุ่มยีน SNORD115 ซึ่งเป็น RNA นิวคลีโอลัสขนาดเล็ก ได้ถูกทำซ้ำในบุคคลที่มีลักษณะออทิสติกประมาณ 5% ^{[ 88 ] [ 89 ]} หนูทดลองที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมให้มีการทำซ้ำของกลุ่มยีน SNORD115 แสดงพฤติกรรมคล้ายออทิสติก^{[ 90 ]}การศึกษาขนาดเล็กเมื่อเร็วๆ นี้เกี่ยวกับเนื้อเยื่อสมองหลังการเสียชีวิตแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของ RNA ที่ไม่เข้ารหัสแบบยาวในคอร์เทกซ์ส่วนหน้าและซีรีเบลลัมของสมองที่เป็นออทิสติกเมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม^{[ 91 ]}

การกลายพันธุ์ภายในRNase MRPแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิด ภาวะ กระดูกอ่อนและผมบาง (cartilage–hair hypoplasia ) ซึ่งเป็นโรคที่เกี่ยวข้องกับอาการต่างๆ เช่น ส่วนสูงน้อย ผมบาง ความผิดปกติของโครงกระดูก และระบบภูมิคุ้มกันที่ถูกกดไว้ ซึ่งพบได้บ่อยในกลุ่มชาวอามิชและชาวฟินแลนด์^{[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ]} รูปแบบที่ได้รับการศึกษาอย่างดีที่สุดคือ การเปลี่ยนจาก A เป็น G ที่นิวคลีโอไทด์ 70 ซึ่งอยู่ในบริเวณลูปสองเบสทางด้าน 5' ของpseudoknot ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ อย่างไรก็ตาม การกลายพันธุ์อื่นๆ อีกมากมายภายใน RNase MRP ก็ทำให้เกิด CHH ได้เช่นกัน

RNA แอนติเซนส์BACE1-ASถูกถอดรหัสจากสายตรงข้ามกับBACE1และมีการเพิ่มขึ้นในผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์ [ ^{95 ] BACE1} -AS ควบคุมการแสดงออกของ BACE1 โดยการเพิ่มความเสถียรของ mRNA ของ BACE1 และสร้าง BACE1 เพิ่มเติมผ่านกลไกป้อนกลับหลังการถอดรหัส ด้วยกลไกเดียวกันนี้ มันยังเพิ่มความเข้มข้นของเบต้าอะไมลอยด์ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของคราบพลัคในผู้สูงอายุ ความเข้มข้นของ BACE1-AS เพิ่มสูงขึ้นในผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์และในหนูทรานส์เจนิกโปรตีนสารตั้งต้นอะไมลอยด์

ความแปรผันภายในบริเวณเมล็ดพันธุ์ของmiR-96 ที่เจริญเต็มที่ นั้นเกี่ยวข้องกับ การสูญเสียการได้ยิน แบบค่อยเป็นค่อยไปแบบถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเด่นในมนุษย์และหนู หนู ที่กลายพันธุ์ แบบโฮโมไซกัสจะหูหนวกอย่างรุนแรงโดยไม่แสดงการตอบสนองของหูชั้นใน หนูและมนุษย์ที่เป็นเฮเทอโรไซกัสจะสูญเสียความสามารถในการได้ยินไปเรื่อยๆ^{[ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]}

การกลายพันธุ์จำนวนหนึ่งภายใน tRNA ของไมโทคอนเดรียมีความเชื่อมโยงกับโรคต่างๆ เช่นกลุ่มอาการ MELASกลุ่มอาการ MERRFและ โรค อัมพาตกล้ามเนื้อตาภายนอกเรื้อรัง^{[ 99 ] [ 100 ] [ 101 ] [ 102 ]}

นักวิทยาศาสตร์เริ่มแยกแยะRNA ที่มีฟังก์ชัน ( fRNA ) ออกจาก ncRNA เพื่ออธิบายบริเวณที่มีฟังก์ชันในระดับ RNA ซึ่งอาจเป็นหรือไม่เป็น RNA ทรานสคริปต์แบบเดี่ยวก็ได้^{[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]}ซึ่งหมายความว่า fRNA (เช่น riboswitches, องค์ประกอบ SECISและบริเวณควบคุม cis อื่นๆ) ไม่ใช่ ncRNA อย่างไรก็ตาม fRNA อาจรวมถึงmRNA ด้วย เนื่องจากเป็น RNA ที่เข้ารหัสโปรตีน ดังนั้นจึงมีฟังก์ชัน นอกจากนี้RNA ที่วิวัฒนาการขึ้นเองยังจัดอยู่ในกลุ่ม fRNA ด้วย สิ่งพิมพ์บางฉบับ^{[ 30 ]}ระบุว่าncRNAและfRNAเกือบจะมีความหมายเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม สิ่งพิมพ์อื่นๆ ชี้ให้เห็นว่า ncRNA ที่ได้รับการระบุจำนวนมากอาจไม่มีฟังก์ชัน^{[ 15 ] [ 16 ]}นอกจากนี้ยังมีการเสนอให้ใช้คำว่าRNA เฉยๆ เนื่องจากความแตกต่างจาก RNA ที่เข้ารหัสโปรตีน ( messenger RNA ) ได้รับการระบุไว้แล้วโดยคำคุณศัพท์mRNA [ ^{106 ] ซึ่ง}จะช่วยขจัดความกำกวมเมื่อกล่าวถึงยีนที่ "เข้ารหัส RNA ที่ไม่เข้ารหัส" นอกจากนี้ อาจมี ncRNA จำนวนมากที่ถูกระบุผิดในเอกสารและชุดข้อมูลที่ตีพิมพ์^{[ 107 ] [ 108 ] [ 109 ]}

• อาร์เอ็นเอภายนอกเซลล์
• รายชื่ออาร์เอ็นเอ
• โครงสร้างกรดนิวคลีอิก
• อาร์แฟม
• ริโบสวิตช์
• ไรโบไซม์
• RNA ที่พบในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม
• RNA ที่เกี่ยวข้องกับไวรัส (VA)

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับอาร์เอ็นเอที่ไม่เข้ารหัส

• "RNAdb"เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 2550 ฐานข้อมูลนี้เป็นฐานข้อมูล RNA ที่ไม่เข้ารหัสของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอย่างครอบคลุม (RNAdb)
• ฐานข้อมูล Rfam — รายการที่รวบรวมตระกูลของ ncRNA ที่เกี่ยวข้องหลายร้อยตระกูล
• NONCODE.org — ฐานข้อมูลฟรีของ RNA ที่ไม่เข้ารหัสทุกชนิด (ยกเว้น tRNA และ rRNA)
• การทำนายและการจำแนกประเภทของ ncRNA โดย RNAcon BMC Genomics 2014, 15:127
• ENCODE threads explorer การจำแนกลักษณะของ RNA ที่ไม่เข้ารหัส Nature (วารสาร)
• แหล่งข้อมูลฐานข้อมูล RNA ที่ไม่เข้ารหัส (NRDR) — แหล่งข้อมูลที่คัดสรรมาอย่างดีเกี่ยวกับฐานข้อมูล RNA ที่ไม่เข้ารหัสมากกว่า 100 ฐานข้อมูลที่มีอยู่บนอินเทอร์เน็ต
• DASHR - ฐานข้อมูลของ RNA ขนาดเล็กที่ไม่เข้ารหัสชีวสารสนเทศศาสตร์ 2018