Chapter 14: Gene Expression

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Estabilidade do RNA

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RNA Stability

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A RNA é uma molécula celular, relativamente curta que é muito menos estrutural e quimicamente estável em comparação com o DNA. No RNA, o açúcar ribose de cinco carbonos tem um grupo hidroxila no segundo carbono, enquanto a desoxirribose tem um único hidrogénio. O hidrogénio do grupo hidroxila é suscetível a ser removido em soluções básicas.Quando isso ocorre, o oxigénio que permanece carregado negativamente é capaz de quebrar a estrutura do açúcar fosfato. Além disso, o RNA é geralmente de fita simples, tornando-o menos estruturalmente estável do que a dupla hélice do DNA. As moléculas de RNA também são muito mais curtas do que as moléculas de DNA, então elas são mais vulneráveis à degradação em seus fins.Fatores externos também podem influenciar a estabilidade do RNA. Por exemplo, exonucleases específicas no citoplasma chamadas RNases quebram RNAs que não estão sendo traduzidos ativamente. Outras proteínas, conhecidas como proteínas de ligação de RNA têm função de estabilização, reconhecendo e vinculando a sequências de nucleotídeos de RNA específicas.Transcrições de RNA com elementos ricos em UA geralmente se repete de AUUUA, em suas três primeiras regiões não traduzidas, ou UTRs de três-primes, atraindo classes diferentes de

14.5:

Estabilidade do RNA

Cadeias de DNA intactas podem ser encontradas em fósseis, enquanto que os cientistas às vezes lutam para manter o RNA intacto em condições laboratoriais. As variações estruturais entre RNA e DNA estão por trás das diferenças na sua estabilidade e longevidade. Como o DNA é duplo, é inerentemente mais estável. A estrutura de RNA de cadeia simples é menos estável, mas também mais flexível e pode formar ligações internas fracas. Além disso, a maioria dos RNAs na célula são relativamente curtos, enquanto que o DNA pode ter até 250 milhões de nucleótidos de comprimento. O RNA tem um grupo hidroxilo no segundo carbono do açúcar de ribose, aumentando a probabilidade de clivagem do esqueleto açúcar-fosfato.

A célula pode explorar a instabilidade do RNA, regulando a sua longevidade e disponibilidade. mRNAs mais estáveis estarão disponíveis para tradução por um período de tempo mais longo do que transcriptos de mRNAs menos estáveis. As proteínas de ligação de RNA (RBPs) nas células desempenham um papel fundamental na regulação da estabilidade do RNA. As RBPs podem ligar-se a uma sequência específica (AUUUA) na região não traduzida (UTR) de 3’ de mRNAs. Curiosamente, o número de repetições AUUUA parece recrutar RBPs de uma maneira específica: menos repetições recrutam RBPs estabilizadores. Várias repetições sobrepostas resultam na ligação de RBPs desestabilizadores. Todas as células têm enzimas chamadas RNases que quebram RNAs. Normalmente, a tampa em 5’ e a cauda poli-A protegem o mRNA eucariótico da degradação até que a célula não precise mais do transcripto.

Os estudos emergentes em epitranscriptómica visam definir modificações regulatórias de mRNA. Recentemente, os cientistas descobriram um papel importante para a metilação na estabilidade do mRNA. A metilação de resíduos de adenosina (m^₆A) parece aumentar a tradução e a degradação do mRNA. m^₆A também tem funções em respostas ao stress, exportação nuclear, e maturação de mRNA. A presença de um resíduo de uracilo modificado, pseudouridina, também parece desempenhar um papel importante na regulação do RNA.

Leitura Sugerida

Zhao, Boxuan Simen, Ian A. Roundtree, and Chuan He. “Post-Transcriptional Gene Regulation by MRNA Modifications.” Nature Reviews. Molecular Cell Biology 18, no. 1 (January 2017): 31–42. [Source]

Agris, Paul F. “The Importance of Being Modified: An Unrealized Code to RNA Structure and Function.” RNA 21, no. 4 (April 2015): 552–54. [Source]

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