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4.4: RNA - Biologia

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RNA, o outro ácido nucléico, é assim. Sem tRNA, mRNA e rRNA, as proteínas não podem ser feitas.

RNA

O DNA sozinho não pode "dizer" às suas células como fazer proteínas. Precisa da ajuda de RNA, o ácido ribonucléico, o outro ator principal no dogma central da biologia molecular. Lembre-se de que o DNA "vive" no núcleo, mas as proteínas são feitas nos ribossomos do citoplasma. Como a informação genética vai do núcleo ao citoplasma? RNA é a resposta.

RNA vs. DNA

O RNA, como o DNA, é um ácido nucléico. No entanto, o RNA difere do DNA de várias maneiras. Além de ser menor que o DNA, o RNA também

  • consiste em uma cadeia de nucleotídeos em vez de duas,
  • contém a base de nitrogênio uracila (U) em vez de timina,
  • contém o açúcar ribose em vez de desoxirribose.

Tipos de RNA

Existem três tipos principais de RNA, todos envolvidos na produção de proteínas.

  1. RNA mensageiro (mRNA) copia as instruções genéticas do DNA no núcleo e leva as instruções para o citoplasma.
  2. RNA ribossomal (rRNA) ajuda a formar ribossomos, a organela onde as proteínas são montadas.
  3. RNA de transferência (tRNA) traz aminoácidos para os ribossomos, onde eles são unidos para formar proteínas.

São mostrados os três tipos de RNA e seus papéis: (1) o mRNA contém a mensagem genética, (2) o tRNA transfere os aminoácidos para o ribossomo, (3) o rRNA é o principal componente do ribossomo. Mais sobre os papéis dos RNAs serão discutidos nestes conceitos: ‘‘ Transcrição de DNA em RNA ’’, ‘‘ Código Genético ’’ e ‘‘ Tradução de RNA em Proteína ’’.

Resumo

  • O RNA difere do DNA de várias maneiras.
  • Existem três tipos principais de RNA: RNA mensageiro (mRNA), RNA ribossômico (rRNA) e RNA de transferência (tRNA).
  • Cada tipo desempenha um papel diferente na produção de proteínas.

Explore mais

Use esses recursos para responder às perguntas a seguir.

Explorar mais I

  • O que é RNA? em http://exploringorigins.org/rna.html.
  1. Qual é o papel do RNA?
  2. Quais são os componentes de um nucleotídeo de RNA?
  3. Como a estrutura do RNA difere daquela do DNA?
  4. Qual é a vantagem de ser de fita simples?

Análise

  1. Quais são os três tipos principais de RNA? Descreva suas funções.
  2. Compare e contraste DNA e RNA.

Células de mamíferos podem converter segmentos de RNA de volta em DNA, revelam novas pesquisas

Uma equipe de pesquisadores da Thomas Jefferson University, Filadélfia, da University of Southern California, do Beckman Research Institute da City of Hope e da New York University School of Medicine forneceu a primeira evidência de que as sequências de RNA podem ser escritas de volta no DNA, um feito mais comum em vírus do que em células eucarióticas.

Estrutura ternária de Polθ em um molde de iniciador de DNA / RNA: (A) Polθ polimerase (B) extensão de DNA / RNA por Polθ e PolθΔL (C) estrutura de Polθ: DNA / RNA: ddGTP (D) sobreposição de Polθ: DNA / RNA (marinho) e Polθ: DNA / DNA (laranja, 4x0q) os subdomínios dos dedos e polegar sofrem reconfiguração (E) sobreposição de Polθ: DNA / RNA (marinho) e Polθ: DNA / DNA (laranja, 4x0q) destacando um 12- Å shift de K2181 (blue box thumb) e 4,4-Å shift de E2246 (gray box palm) (F) sobreposição de ácidos nucléicos e ddGTP de Polθ: DNA / RNA: ddGTP e Polθ: DNA / DNA: estruturas ddGTP (G ) superior: densidade de elétrons de ddGTP e terminal de iniciador 3 ′ em Polθ: estrutura de DNA / RNA inferior: imagem ampliada da sobreposição de sítios ativos, ilustrando uma conformação diferente de ddGTP em Polθ: DNA / RNA (azul) e Polθ : Interações de complexos de DNA / DNA (salmão) (H) entre grupos ribose 2'-hidroxila do modelo de RNA e resíduos na Polθ: estrutura de DNA / RNA linhas tracejadas vermelhas, ligações de hidrogênio (I) DNA / RNA usado para cocristalização com Polθ e ddGTP (topo) forte densidade de elétrons está presente para quatro pares de bases [nucleotídeos localizados nas posições 2 a 5 (sublinhados) do DNA / RNA] e dois pares de bases resultantes de um ddGMP incorporado (2 ', 3' monofosfato de didesoxiguanosina ) (posição verde 1) e um ddGTP não incorporado ligado (posição vermelha 0) no local ativo (topo) interações entre Polθ e ácidos nucleicos em Polθ: DNA / RNA: ddGTP (parte inferior) interações entre resíduos e estrutura de fosfato, oxigênio de açúcar, ou nucleobases são mostradas em azul, amarelo e verde, respectivamente ligações de hidrogênio entre Polθ e ribose 2'-hidroxila grupos são indicados (resíduos em caixa) (J) interações entre Polθ e ácidos nucleicos em Polθ: DNA / DNA: ddGTP (4x0q) esquema de cores idêntico a (I). Crédito da imagem: Chandramouly et al., doi: 10.1126 / sciadv.abf1771.

“A realidade de que uma polimerase humana pode fazer isso com alta eficiência levanta muitas questões.”

“Por exemplo, esta descoberta sugere que as mensagens de RNA podem ser usadas como modelos para reparar ou reescrever o DNA genômico.”

Em seu estudo, o Dr. Pomerantz e colegas focaram em uma polimerase muito incomum chamada polimerase teta (Polθ).

Das 14 DNA polimerases em células de mamíferos, apenas três fazem a maior parte do trabalho de duplicação de todo o genoma para se preparar para a divisão celular.

Os 11 restantes estão principalmente envolvidos na detecção e realização de reparos quando há uma quebra ou erro nas fitas de DNA.

Polθ repara o DNA, mas é muito sujeito a erros e comete muitos erros ou mutações.

Os cientistas notaram que algumas das qualidades de Polθ eram compartilhadas com outra máquina celular, embora uma seja mais comum em vírus & # 8212, a transcriptase reversa.

Como Polθ, a transcriptase reversa do HIV atua como uma DNA polimerase, mas também pode se ligar ao RNA e ler o RNA de volta em uma fita de DNA.

Em uma série de experimentos, os autores testaram Polθ contra a transcriptase reversa do HIV, que é um dos mais bem estudados de seu tipo.

Eles mostraram que o Polθ era capaz de converter mensagens de RNA em DNA, o que fez tão bem quanto a transcriptase reversa do HIV, e que na verdade fez um trabalho melhor do que ao duplicar DNA em DNA.

Polθ foi mais eficiente e introduziu menos erros ao usar um modelo de RNA para escrever novas mensagens de DNA, do que ao duplicar DNA em DNA, sugerindo que esta função pode ser seu objetivo principal na célula.

Usando cristalografia de raios-X, a equipe descobriu que esta molécula foi capaz de mudar de forma para acomodar a molécula de RNA mais volumosa & # 8212 um feito único entre as polimerases.

"Nossa pesquisa sugere que a função principal de Polθ é atuar como uma transcriptase reversa", disse o Dr. Pomerantz.

“Em células saudáveis, o propósito desta molécula pode ser em direção ao reparo de DNA mediado por RNA.”

“Em células não saudáveis, como células cancerosas, Polθ é altamente expresso e promove o crescimento de células cancerosas e resistência a medicamentos.”

"Será emocionante entender melhor como a atividade de Polθ no RNA contribui para o reparo do DNA e a proliferação de células cancerosas."


Molecular Cell Biology. 4ª edição.

Embora o DNA armazene as informações para a síntese de proteínas e o RNA execute as instruções codificadas no DNA, a maioria das atividades biológicas é realizada por proteínas. A síntese precisa de proteínas, portanto, é crítica para o funcionamento adequado das células e organismos. Vimos no Capítulo 3 que a ordem linear dos aminoácidos em cada proteína determina sua estrutura e atividade tridimensionais. Por esse motivo, a montagem dos aminoácidos em sua ordem correta, conforme codificada no DNA, é a chave para a produção de proteínas funcionais.

Três tipos de moléculas de RNA desempenham funções diferentes, mas cooperativas na síntese de proteínas (Figura 4-20):

Figura 4-20

Os três papéis do RNA na síntese de proteínas. O RNA mensageiro (mRNA) é traduzido em proteína pela ação conjunta do RNA de transferência (tRNA) e do ribossomo, que é composto de numerosas proteínas e duas moléculas principais de RNA ribossômico (rRNA). [Adaptado de (mais.)

O RNA mensageiro (mRNA) carrega a informação genética copiada do DNA na forma de uma série de códigos de três bases & # x0201 palavras, & # x0201d, cada uma das quais especifica um determinado aminoácido.

O RNA de transferência (tRNA) é a chave para decifrar as palavras de código no mRNA. Cada tipo de aminoácido tem seu próprio tipo de tRNA, que o liga e o carrega para a extremidade crescente de uma cadeia polipeptídica se a próxima palavra de código no mRNA o exigir. O tRNA correto com seu aminoácido anexado é selecionado em cada etapa porque cada molécula de tRNA específica contém uma sequência de três bases que pode emparelhar com sua palavra de código complementar no mRNA.

O RNA ribossômico (rRNA) se associa a um conjunto de proteínas para formar ribossomos. Essas estruturas complexas, que se movem fisicamente ao longo de uma molécula de mRNA, catalisam a montagem de aminoácidos em cadeias de proteínas. Eles também ligam tRNAs e várias moléculas acessórias necessárias para a síntese de proteínas. Os ribossomos são compostos de uma subunidade grande e pequena, cada uma contendo sua (s) própria (s) molécula (s) de rRNA.

Tradução é todo o processo pelo qual a sequência de bases de um mRNA é usada para ordenar e juntar os aminoácidos em uma proteína. Os três tipos de RNA participam dessa via essencial de síntese de proteínas em todas as células. De fato, o desenvolvimento das três funções distintas do RNA foi provavelmente a chave molecular para a origem da vida. Como cada RNA realiza sua tarefa específica é discutido nesta seção, enquanto os eventos bioquímicos na síntese de proteínas e os fatores de proteína necessários são descritos na seção final do capítulo.


Assista o vídeo: EXTRACCIÓN DE RNA EN 4 MINUTOS (Agosto 2022).