RNA: Estrutura e Funções do RNA - Explained!

Leia este artigo para aprender sobre a estrutura e função do RNA, a base molecular da herança!

O RNA ou ácido ribonucléico é um polirribonucleotídeo de cadeia única que funciona como portador de informações genéticas ou hereditárias codificadas do DNA para o citoplasma, por participar da síntese de proteínas e enzimas. Em lugares, o RNA pode parecer parcialmente trançado em dobro devido à dobragem ou enrolamento da fita simples (Fig. 6.20). Contém 70-12000 ribonucleotídeos unidos de ponta a ponta.

Imagem Cortesia: kurzweilai.net/images/RNA_square.jpg

O eixo ou espinha dorsal é formado por resíduos alternados de açúcar fosfato e ribose. O fosfato combina com o carbono 5 'do seu açúcar e carbono 3' do próximo açúcar semelhante ao arranjo encontrado na fita de DNA. Bases de nitrogênio são ligadas a açúcares no carbono 1 ′ do último. Existem quatro tipos de bases nitrogenadas - adenina (A), guanina (G, ambas purinas), citosina (C) e uracila (U, ambas pirimidinas).

Bases de nitrogênio podem ser organizadas em qualquer seqüência, mas o mesmo é complementar à sua sequência no modelo de DNA. Por exemplo, uma sequência de modelo ATACTG de DNA deve aparecer como UAUGAC sobre RNA. Existem seis tipos de RNAs - ribossômico, transferência, mensageiro, genômico (genético), pequeno nuclear e pequeno citoplasmatico.

Destes, os três primeiros (rRNA, mRNA e tRNA) são classes principais de RNAs que estão envolvidos na expressão gênica. O RNA é genômico (genético) em alguns vírus como o vírus da gripe aviária, vírus da gripe aviária, etc. Ele é duplamente encadeado em reovírus, vírus do tumor da ferida, vírus da anã do arroz e micófagos.

1. RNA ribossômico (rRNA):

É o RNA mais abundante (70-80% do total) que tem 3-4 tipos. Alguns de seus tipos (23S, 28S) são os mais longos de todos os RNAs. Como o nome indica, o rRNA é um constituinte dos ribossomos. Aqui está enrolado entre as moléculas de proteína.

Dependendo do seu coeficiente de sedimentação, os rRNAs dos eucariotos são de quatro tipos - 28S, 18S, 5.8S e 5S. Os ribossomos procarióticos possuem três tipos de rRNAs - 23S, 16S e 5S. 28S, 5.8S e 5S (23S e 5S em procariontes) ocorrem em subunidades maiores do ribossomo, enquanto o 18S (16 S em procariontes) é encontrado em subunidades menores do ribossomo. O rRNA é transcrito na forma de uma cadeia mais longa de 45S em eucariotos e 30S em procariotas.

Na transcrição eucariótica, o arranjo na direção 5> -> 3 is é 18S - 5.8S - 28S. Várias metilação ocorrem antes da remoção do RNA espaçador. A remoção do RNA espaçador quebra o transcrito em 2-3 partes. O 5S é frequentemente transcrito separadamente.

Classes de RNA em Escherichia coli:

Funções:

(i) rRNAs se ligam a moléculas de proteína e dão origem a ribossomos, (ii) 3 ′ final de 18S rRNA (16S em procariontes) tem nucleotídeos complementares àqueles da região cap de mRNA. (iii) 5S rRNA e complexo de prote�a envolvente proporcionam local de liga�o para ARNt. (iv) rRNAs se associam a proteínas específicas para formar subunidades ribossomais. A subunidade 50S do ribossomo procariótico contém 23S rRNA, 5S rRNA e cerca de 32 moléculas de proteína.

A subunidade 30S do ribossomo procariótico possui 16S rRNA e cerca de 21 moléculas de proteína. A subunidade 60S do ribossomo eucariótico contém 28S rRNA, 5S rRNA, 5.8S rRNA e cerca de 50 moléculas de proteína. A subunidade 40S do ribossomo eucariótico consiste de 18S rRNA e cerca de 33 moléculas de proteína (Fig. 6.21).

2. Transfira o RNA (tRNA):

É também chamado solúvel ou sRNA em que forma era conhecido antes da descoberta do código genético. Existem mais de 100 tipos de tRNAs. RNA de transferência constitui cerca de 15% do RNA total. O RNAt é o menor RNA com 73-93 nucleotídeos e coeficiente de sedimentação de 4S. As bases azotadas de vários dos seus nucleótidos são modificadas, por exemplo, pseudouridina (y), di-hidrouridina (DHU), inosina (I) ribotimidina (rT).

Isto provoca o enrolamento do ARNt, de outro modo de cadeia simples, na forma em forma de L (tridimensional, Klug, 1974) ou na forma semelhante a trevo (bidimensional, Holley, 1965). Cerca de metade dos nucleotídeos são pareados em bases para produzir hastes emparelhadas. Cinco regiões são desemparelhadas ou de cadeia simples - local de ligação de AA, loop de T Ψ С, loop de DHU, loop extra e loop anticódon.

(i) Anticodon Loop. Tem 7 bases, das quais três bases formam anticodon (nodoc) para reconhecer e anexar ao codon de mRNA. (ii) Site vinculativo de AA. É o sítio de ligação de aminoácidos. O site fica no final oposto ao anticódon e tem o grupo CCA-OH. A extremidade 5 'carrega G. O aminoácido ou sítio de ligação a AA e o anticódon são os dois locais de reconhecimento do tRNA. (iii) T Ψ С Loop. Tem 7 bases_out das quais (pseudouridine) e rT (ribothymidine) são bases incomuns. O loop é o local para anexar ao ribossomo, (iv) DHU Loop. O loop contém 8 a 12 bases. É o maior ciclo e tem dihydrouridine. É local de ligação para a enzima aminoacil sintetase, (v) Extra Arm. É um braço ou laço lateral variável que fica entre a alça de T Ψ С e o anticódon. Não está presente em todos os ARNt. O papel exato do braço extra não é conhecido.

Funções, (i) Como primeiro postulado por Crick, o ARNt é uma molécula adaptadora que se destina à transferência de aminoácidos para ribossomas para a síntese de polipéptidos. Existem diferentes ARNt para diferentes aminoácidos. Alguns aminoácidos podem ser captados por 2-6 ARNt. Os ARNt colocam aminoidos especicos em pontos particulares durante a stese do poliptido conforme cods de ARNm.

Os códons são reconhecidos pelos anticodons dos tRNAs. Aminoácidos específicos são reconhecidos
por activação particular ou enzimas aminoacil sintetases, (ii) Elas contêm cadeias peptídicas sobre os mRNAs. (iii) O ARNt iniciador tem a função dupla de iniciar a síntese de proteínas, bem como de introduzir o primeiro aminoácido. Não há, no entanto, nenhum tRNA para sinais de parada.

3. RNA mensageiro (mRNA):

É um RNA longo que constitui 2-5% do conteúdo total de RNA da célula. Ele traz instruções do DNA para a formação de um tipo particular de polipeptídeo. O mRNA é, portanto, também chamado RNA informacional ou genético. As instruções estão presentes na seqüência de base de seus nucleotídeos. É chamado código genético.

Três bases nitrogenadas adjacentes especificam um aminoácido específico. A formação de polipéptido ocorre sobre o ribossoma. O mRNA fica ligado ao ribossomo. Os ARNt s induzidos a trazer aminoidos numa sequcia particular de acordo com a sequcia de cods presentes sobre o ARNm. O ARNm possui uma região metilada no terminal 5 '. Funciona como uma tampa para fixação com ribossomo. O Cap é seguido por um codon de iniciação (AUG) imediatamente ou depois de uma pequena região líder não codificadora.

Depois, há a região de codificação seguida pelo codão de terminação (UAA, UAG ou UGA). Após o códon de terminação, há uma pequena região não-codificadora de reboque e uma área ou cauda poli A no terminal 3′. As regiões líder e trailer são chamadas de UTR (regiões não traduzidas). Um ARNm pode especificar apenas um único polipéptido ou um número deles.

O primeiro é chamado monocistrônico, enquanto o segundo é conhecido como policistrônico. O mRNA policistrônico é mais comum em procariotos. O mRNA eucariótico é geralmente monocistrônico. O tempo de vida do mRNA também é variável.

Em algumas formas mais baixas, é de alguns minutos a algumas horas. Por outro lado, os mRNAs de formas superiores parecem ter uma vida longa. São vários dias no caso de glóbulos vermelhos jovens que continuam a formar hemoglobina mesmo quando o núcleo degenerou.

Funções:

(i) o ARNm transporta informação codificada para tradução na formação de polipéptidos.

(ii) Através de transcrição reversa, pode formar genes compactos que são usados ​​em engenharia genética. O fenômeno também ocorre na natureza e adicionou certos genes nos genomas,

(iii) tem uma região cap para fixação ao ribossomo,

(iv) Cap protege o mRNA da degradação de enzimas,

(v) O mRNA possui uma região de cauda para proteção contra enzimas celulares e descolamento do ribossomo.

4. RNA genômico (RNA genético):

É encontrado em alguns vírus chamados ribovírus. O RNA genômico pode ser de fita simples (por exemplo, vírus do mosaico do tabaco ou TMV) ou fita dupla (por exemplo, Reovirus). É fragmentado no vírus da gripe. RNA genômico atua como um material hereditário. Pode replicar-se diretamente ou formar DNA na célula hospedeira para produzir RNA de seu próprio tipo.

5. RNAs catalíticos:

Cech et al (1981) encontraram atividade catalítica (clivagem e formação de ligações covalentes) no precursor de RNA do protozoário ciliado chamado Tetrahymena thermophila. Foi chamado ribozima. Em 1983, Altman et al descobriram que a ribonuclease - P, que participa do processamento de RNAt de seu precursor, é um biocatalisador feito de RNA e proteína. Noller et al. (1992) descobriram que a peptidiltransferase é uma enzima de RNA.

6. RNA Nuclear Pequeno (snRNA):

É um RNA de pequeno tamanho presente no núcleo. Cada RNA é combinado com 7 a 8 moléculas de proteínas para formar uma pequena ribonucleoproteína nuclear ou snRNP. O SnRNA participa do processamento de splicing (U1 e U2), rRNA (U3) e mRNA (U7).

7. RNA citoplasmático pequeno (scRNA):

É RNA de pequeno porte que ocorre livre no citoplasma. Um tal pequeno RNA citoplasmático é 7S e combina com 6 moléculas de proteína para produzir partícula de reconhecimento de sinal ou SRP. Este último ajuda na tomada e ligação de um ribossomo ao retículo endoplasmático para a produção de proteínas secretoras.