Biologia do RNA

Os muitos papéis do RNA para além do transporte de mensagens — como moléculas estruturais, catalíticas e reguladoras — e o que revelam sobre a lógica molecular e as origens da vida.

Definition

A biologia do RNA é o estudo dos ácidos ribonucleicos em todas as suas formas e funções — RNAs mensageiros, de transferência, ribossômicos, catalíticos e não codificadores reguladores — incluindo como suas estruturas permitem papéis na transferência de informação, catálise e controle da expressão gênica.

Scope

Esta área abrange a diversidade e as funções do RNA: as principais classes e suas estruturas, o RNA como catalisador (ribozimas), o mundo em expansão dos RNAs não codificadores e o silenciamento genético baseado em RNA. Complementa as áreas de transcrição e tradução ao tratar o RNA por si só, incluindo o seu significado regulatório e evolutivo. O processamento detalhado do transcrito é abordado na seção de transcrição.

Sub-topics

• Non-Coding RNA
• Ribozymes and Catalytic RNA
• RNA Interference and Gene Silencing
• RNA Types and Structure

Core questions

• Que classes de RNA existem e o que cada uma faz?
• Como as moléculas de RNA podem atuar como enzimas?
• Que papéis os RNAs não codificadores desempenham na célula?
• Como o silenciamento baseado em RNA regula os genes e defende contra parasitas?

Key theories

RNA como catalisador (o mundo do RNA)

A descoberta de que o RNA pode catalisar reações, exemplificada pelos íntrons auto-splicing, mostrou que o RNA combina armazenamento de informação com catálise e apoia a hipótese de que sistemas baseados em RNA precederam o DNA e as proteínas.

RNA como regulador ubíquo

Para além dos papéis mensageiros e estruturais, RNAs não codificadores pequenos e longos regulam a expressão gênica e a defesa do genoma, como demonstrado pela descoberta da interferência de RNA, tornando o RNA um ator central no controle, e não um mero intermediário.

Mechanisms

Os RNAs dobram-se em estruturas secundárias e terciárias definidas que determinam suas funções: os RNAs mensageiros transportam informação codificadora, os RNAs de transferência e ribossômicos constroem proteínas, e as ribozimas usam sítios ativos dobrados para catalisar reações como o auto-splicing e a formação de ligações peptídicas. RNAs não codificadores de muitos tamanhos guiam modificações, servem de andaime para complexos e regulam a transcrição e a cromatina. Pequenos RNAs carregados em complexos efetores pareiam-se com alvos para silenciar genes e restringir elementos móveis, integrando o RNA nas redes reguladoras e defensivas da célula.

Clinical relevance

As moléculas e vias de RNA são a base de importantes terapias e vacinas e estão desreguladas em muitas doenças; isto é oferecido como significado, e não como orientação clínica.

History

O reconhecimento no início da década de 1980 de que o RNA pode ser catalítico, através do trabalho de Cech e Altman, transformou as visões sobre os papéis e origens do RNA; a posterior descoberta da interferência de RNA e a explosão da biologia do RNA não codificador estabeleceram o RNA como uma molécula funcional e reguladora versátil.

Key figures

• Thomas Cech
• Sidney Altman
• Andrew Fire
• Craig Mello

Seminal works

• kruger1982
• fire1998
• watson2013

Frequently asked questions

O RNA é apenas um mensageiro entre o DNA e a proteína?

Não. O RNA também forma partes estruturais e catalíticas da maquinaria de tradução e inclui muitos RNAs não codificadores reguladores que controlam a expressão gênica.

O que é a hipótese do mundo do RNA?

A ideia de que a vida primitiva dependia do RNA tanto para armazenar informações quanto para catalisar reações, antes que o DNA e as proteínas assumissem esses papéis, motivada pela descoberta de RNAs catalíticos.