RNA

Ácido ribonucléico (RNA) é uma família onipresente de grandes moléculas biológicas que executam múltiplas funções vitais na codificação, decodificação, regulação e expressão de genes.

Juntamente com o DNA, o RNA compreende os ácidos nucleicos, os quais, juntamente com as proteínas, constituem as três principais macromoléculas essenciais para todas as formas de vida conhecidas.

Tal como o DNA, o RNA é montado como uma cadeia de nucleótidos, mas é geralmente de cadeia simples.

Organismos celulares utilizam RNA mensageiro (RNA m) para transmitir informação genética (geralmente notado usando as letras G, A, U, C e para os nucleótidos guanina, adenina, citosina e uracilo), que dirige a síntese de proteínas específicas, ao passo que muitos vírus codificam sua genética informações usando um genoma RNA.

Algumas moléculas de RNA desempenham um papel ativo dentro das células, catalisando reações biológicas, controle de expressão gênica, ou sentir e comunicar as respostas aos sinais de celulares.

Um destes processos ativos é a síntese de proteínas, em que uma função universal moléculas de mRNA dirigir a montagem de proteínas em ribossomas. Este processo utiliza moléculas de RNA de transferência para proporcionar aminoácidos para o ribossoma, onde RNA ribossomal (rRNA), ligações de aminoácidos juntos para formar proteínas.

O que é RNA?

O ácido ribonucléico (RNA) é uma cadeia de nucleotídeos presente nas células de toda a vida. Essa cadeia tem uma série de funções importantes para os organismos vivos, que vão desde a regulação da expressão gênica até a ajuda na cópia de genes.

Severo Ochoa, Robert Holley e Carl Woese desempenharam papéis críticos na descoberta do RNA e na compreensão de como ele funcionava, e mais pesquisas estão sendo realizadas constantemente.

Muitas pessoas estão familiarizadas com o ácido desoxirribonucléico (DNA), um ácido nucléico que costuma ser chamado de “blocos de construção da vida” porque contém o material genético de seu organismo original.

O RNA é igualmente importante, mesmo que seja menos conhecido, porque desempenha um papel crítico ao ajudar o DNA a copiar e expressar genes e a transportar material genético na célula.

O RNA também tem uma série de funções independentes que não são menos importantes.

As fitas de RNA têm uma estrutura formada por grupos de fosfatos e ribose, aos quais podem se ligar quatro bases.

As quatro bases são: adenina, citosina, guanina e uracila. Ao contrário do DNA, o RNA consiste em uma única fita, com fitas se dobrando para se compactar no espaço apertado da célula.

Muitos vírus dependem do RNA para transportar seu material genético, usando-o para sequestrar o DNA de células infectadas a fim de forçar essas células a fazerem o que o vírus deseja que façam.

Este ácido nucléico desempenha um papel na síntese de proteínas, duplicação de material genético, expressão gênica e regulação gênica, entre outras coisas. Existem vários tipos diferentes, incluindo RNA ribossômico (rRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA mensageiro (mRNA), todos os quais têm funções ligeiramente diferentes. Estudos sobre esses diferentes tipos às vezes revelam informações interessantes. O rRNA, por exemplo, sofre muito poucas mudanças ao longo dos milênios, então pode ser usado para rastrear as relações entre diferentes organismos, procurando ancestrais comuns ou divergentes.

O DNA desempenha um papel na síntese do RNA. Essencialmente, o DNA contém os projetos para a produção de RNA, portanto, quando a célula precisa de mais, ela obtém as informações necessárias no DNA e começa a trabalhar. Esse processo é conhecido como “transcrição”, referindo-se ao fato de que a informação é basicamente copiada de uma molécula para outra.

Alguns vírus muito sorrateiros, como o HIV, são capazes de fazer a transcrição reversa, o que significa que podem traduzir RNA em DNA.

As drogas que visam esses vírus geralmente se concentram na capacidade de transcrição reversa do vírus, trabalhando para bloqueá-lo de forma que ele não possa desempenhar essa função.

O Ácido ribonucleico [RNA]

A ação do DNA como controlador da atividade e da arquitetura celular conta com a participação do RNA, molécula capaz de transcrever as informações contidas nas moléculas do DNA cromossômico e transferi-las para o citoplasma. Ao nível dos ribossomos, as informações trazidas pelo RNA serão decifradas e irão controlar a produção de proteínas específicas.

O RNA também é formado pela união de nucleotídeos.

Esses nucleotídeos de RNA possuem um grupo fosfato, uma ribose e uma dessas 4 bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina e uracila.

As moléculas de RNA são formadas por um único filamento de nucleotídeos, que pode se dobrar sobre si mesmo mas que não se emparelha com outro filamento de RNA. Para o RNA, não são válidas as relações de Chargaff!

No núcleo, grande quantidade de RNA se concentra nos nucléolos, e menor quantidade junto dos filamentos de cromatina. No citoplasma, há moléculas de RNA dispersas pelo hialoplasma, e como componente estrutural dos ribossomos.

Há três tipos de RNA nas células:

a) RNA mensageiro (RNAm): é um único de RNA, que se forma tendo um filamento de DNA como molde e é complementar a ele. A formação do RNAm se chama transcrição, e é semelhante em muitos aspectos à replicação do DNA. O processo da transcrição é catalisado pela enzima RNA-polimerase.

As pontes de hidrogênio que unem os dois filamentos complementares de uma molécula de DNA são rompidas, separando-se os filamentos. Sobre um dos filamentos dessa molécula de DNA, começam a se colocar filamentos complementares de RNA. Como os nucleotídeos de RNA não possuem timina sobre os nucleotídeos de adenina do DNA, colocam-se nucleotídeos de RNA com uracila.

Os nucleotídeos de RNA são unidos, formando um filamento.

No final do processo, o filamento de nucleotídeos de RNA se desprende na forma de uma longa molécula de RNA-mensageiro. Os dois filamentos da molécula de DNA voltam a se unir.

b) RNA transportador (RNAt): também pode ser chamado RNA de transferência ou RNA solúvel. Suas moléculas também são formadas por um único filamento, mas com apenas de 80 a 100 nucleotídeos.

Esse filamento único se dobra sobre si mesmo, assumindo o aspecto de “folhas de trevo”.

Todas as moléculas de RNAt conhecidas são muito semelhantes. Há pouco mais de 50 tipos de RNAt, cada um correspondente a uma seqüência de bases do RNA mensageiro.

As funções do RNA transportador são colocar cada aminoácido em sua posição correta sobre a molécula de RNA mensageiro, e estabelecer ligações peptídicas entre esses aminoácidos, durante a síntese de proteínas.

c) RNA ribossômico (RNAr): é formado a partir de regiões específicas de alguns cromossomos, chamadas regiões organizadoras de nucléolo. Trata- se do tipo de RNA encontrado em maior quantidade, nas células, e um dos componentes estruturais dos ribossomos, juntamente com proteínas.

Comparação com o DNA

A estrutura química do RNA é muito semelhante ao do DNA, mas difere em três vias principais:

Ao contrário de DNA de cadeia dupla, é uma molécula de RNA de cadeia simples, em muitas das suas funções biológicas e tem uma cadeia mais curta de nucleótidos. No entanto, o RNA pode, por emparelhamento de bases complementares, intracadeia formar hélices duplas, como no tRNA.

Embora o DNA contém desoxirribose, ribose contém RNA (em desoxirribose não houver um grupo hidroxilo ligado ao anel de pentose na posição 2 ‘). Estes grupos hidroxilo fazer RNA menos estável do que o DNA, porque é mais propenso a hidrólise.

A base complementar para adenina não é timina, como é no DNA, mas em vez de uracilo, que é uma forma não metilado de timina.

Como DNA, RNA biologicamente mais ativas, incluindo RNAm, RNAt, RNAr, snRNAs, e outros RNAs não-codificantes, contêm sequências de auto-complementares, que permitem as partes do RNA para dobrar e um par de si própria para formar hélices duplas. A análise destes RNAs revelou que eles são altamente estruturadas. Ao contrário de DNA, as suas estruturas não consistem de duplas hélices longas, mas, em vez de colecções de hélices curtas embaladas conjuntamente em estruturas semelhantes às proteínas. Desta forma, pode conseguir RNAs catálise química, assim como enzimas, por exemplo, a determinação da estrutura do ribossoma, uma enzima que catalisa a formação da ligação peptídica, revelou que o sítio ativo é composto inteiramente de RNA.

História do RNA

Robert W. Holley, à esquerda, posa com sua equipe de pesquisa.

Pesquisa sobre RNA levou a muitas descobertas biológicas importantes e numerosos prêmios Nobel. ácidos nucléicos foram descobertos em 1868 por Friedrich Miescher, que chamou o material de “nucleína”, uma vez que foi encontrado no núcleo.

Mais tarde, foi descoberto que as células procariotas, que não têm um núcleo, conter também ácidos nucleicos.

O papel do RNA na síntese de proteínas foi suspeitado já em 1939. Severo Ochoa ganhou a 1959 Nobel de Medicina (compartilhado com Arthur Kornberg ) após descobriu uma enzima que pode sintetizar o RNA no laboratório. No entanto, o enzima descoberto por Ochoa ( fosforilase de polinucleótido ), foi mais tarde demonstrado ser responsável pela degradação de RNA, e não a síntese de RNA.

A seqüência de 77 nucleotídeos de um tRNA de levedura foi encontrada por Robert W. Holley, em 1965, Holley vencedor de 1968 do Prêmio Nobel de Medicina (compartilhado com Har Gobind Khorana e Marshall Nirenberg). Em 1967, Carl Woese hipótese de que o RNA pode ser catalítico e sugeriu que as primeiras formas de vida (moléculas auto-replicantes) poderia ter contado com RNA tanto para transportar informação genética e de catalisar reações bioquímicas, um mundo de RNA.

Durante o início da década de 1970 os retrovírus e de transcriptase reversa foram descobertos, mostrando pela primeira vez que as enzimas podem copiar RNA em DNA (o oposto da via normal para a transmissão de informação genética). Para este trabalho, David Baltimore, Renato Dulbecco e Howard Temin foi agraciada com o Prêmio Nobel em 1975.

Em 1976, Walter Fiers e sua equipe determinada a primeira sequência de nucleótidos completa de um genoma de vírus de RNA, a de bacteriófago MS2.

Em 1977, os intrões e de splicing de RNA foram descobertos em ambos os vírus de mamíferos e de genes celulares, resultando numa Nobel 1993 a Philip afiada e Richard Roberts.

Moléculas de RNA catalíticas ( ribozimas ) foram descobertos na década de 1980, levando a um prêmio Nobel 1989 de Thomas Cech e Sidney Altman.

Em 1990, ela foi encontrada em Petunia que introduziram genes pode silenciar genes semelhantes de próprio da usina, agora conhecido por ser um resultado da interferência de RNA.

Mais ou menos ao mesmo tempo, os RNAs de 22 nt de comprimento, agora chamado microRNAs, foram encontrados a ter um papel no desenvolvimento de C. elegans.

Estudos sobre a interferência do RNA recolhido um Prêmio Nobel por Andrew Fire e Craig Mello, em 2006, e um outro Nobel foi concedido para os estudos sobre a transcrição do RNA para Roger Kornberg no mesmo ano.

A descoberta dos RNAs reguladores de genes conduziu a tentativas para desenvolver medicamentos feitos de RNA, tais como siRNA, para silenciar genes.

Fonte: exploringorigins.org /flexbooks.ck12.org/www.umassmed.edu/rna.umich.edu/theconversation.com/www.livescience.com/www.wisegeek.org/www.khanacademy.org/www.rnasociety.org