RNA CONTROLA SPLICING DURANTE EXPRESSÃO GÊNICA – MAIS UMA EVIDÊNCIA DO “RNA WORLD” NA ORIGEM DA VIDA

RNA é o componente funcional chave dos spliceossomas, máquinas moleculares que controlam a forma como os genes se expressam, publicou e, um relatório cientistas da Universidade de Chicago on-line no dia 06 de novembro na Nature. A descoberta estabelece que o RNA , e não de proteína , é responsável por catalisar esse processo biológico fundamental e enriquece a hipótese de que a vida na Terra começou em um mundo baseado unicamente em RNA.

Ácido ribonucleico (ARN) é uma molécula semelhante ao ADN. Ao contrário do DNA, o RNA é de cadeia simples. Uma fita de RNA tem uma espinha dorsal feita de alternância de açúcar (ribose) e grupos fosfato. Junto de cada açúcar é uma de quatro bases - adenina (A), uracilo (U) e citosina (C) ou guanina (G). Diferentes tipos de RNA existe na célula: o RNA mensageiro (mRNA), RNA ribossómico (rRNA), e ARN de transferência (ARNt). Mais recentemente, alguns pequenos RNAs foram encontrados estar envolvido na regulação da expressão génica. (Crédito: Darryl Leja, NHGRI)

Ácido ribonucleico (RNA) é uma molécula semelhante ao DNA. Ao contrário do DNA, o RNA é de cadeia simples. Uma fita de RNA tem uma espinha dorsal feita de alternância de açúcar (ribose) e grupos fosfato. Junto de cada açúcar há uma de quatro bases – adenina (A), uracilo (U) e citosina (C) ou guanina (G). Diferentes tipos de RNA existem na célula: o RNA mensageiro (RNAm), RNA ribossómico (RNAr), e RNA de transportador (RNAt). Mais recentemente, alguns pequenos RNAs foram encontrados estar envolvido na regulação da expressão gênica. (Crédito: Darryl Leja, NHGRI)

Dois dos três principais processos na expressão gênica eucariótica – splicing e tradução – agora são conhecidos por serem catalisados por RNA, disse Jonathan Staley, PhD , professor de genética molecular e biologia celular da Universidade de Chicago e co- autor correspondente do estudo. A via de expressão gênica de seres eucarióticos é mais baseada em RNA do que a base de proteína.

Para os genes serem expressos, o DNA deve ser traduzido em proteínas, as moléculas estruturais e funcionais, que catalisam reações químicas necessárias para a vida. Para fazer isso, a informação genética armazenada no DNA é primeiro copiada em cadeias de RNA mensageiro (mRNA), que são posteriormente usadas para criar proteínas.

Nos eucariotas, quase todos os genes sofrem splicing alternativo, em que uma forma precursora do RNAm é cortada, editada e recosturada em numerosas combinações diferentes. Isso aumenta significativamente o número de proteínas de um único gene codifica e explica a grande complexidade de organismos de ordem mais elevada. Splicing é um mecanismo biológico crítico, por exemplo, cerca de 15% de todas as doenças humanas são derivadas de erros de splicing.

Spliceosomas feitos a partir de pequenas proteínas e fragmentos de RNA não codificantes realizam catálise por meio de vias de splicing, que nos processos biológicos é usualmente atribuída à enzimas, a base de proteínas. No entanto, a pesquisa anterior sugeriu que o RNA do spliceosoma pode ser responsável por essa catalise. Apesar de décadas de estudo, esta questão ate agora tinha permanecido sem resposta.

Para resolver isso, Staley e Joseph Piccirilli, PhD professor de biologia, bioquímica e química molecular da Universidade de Chicago, em parceria com os alunos de pós-graduação Sebastian FICA e Nicole Tuttle, co-autores principais do estudo estudaram a fundo o caso.

Os investigadores primeiramente desativaram a capacidade do spliceossoma de se auto-corrigir de erros no splicing. Eles então modificaram átomos individuais em locais sobre de precursores de RNAm conhecidos para serem cortados durante o splicing, bem como nas subunidade U6 do RNA do spliceossoma que são importantes para a catálise. Algumas dessas modificações renderam splicing ineficazes. Eles analisaram sistematicamente esta perda de função, investigam locais individualmente e em combinação. Isto permitiu-lhes selecionar os locais críticos para a função splicing e identificar as conexões entre U6 e precursores de RNAm .

A equipe descobriu que a subunidade de U6 do RNA controla diretamente a função catalítica, agindo efetivamente como a lâmina do spliceossoma. Esta é a primeira prova experimental de que o RNA é o componente funcional principal deste mecanismo biológico.

Eles também encontraram semelhanças notáveis ​​na estrutura e função entre RNAs spliceossômicos e íntrons do grupo II, uma antiga classe evolutiva de auto-splicing e RNA catalítico encontrados em todos os principais ramos da vida. Eles acreditam que isso indica que esses RNAs catalisadores de splincig compartilham uma origem evolutiva comum, oferecendo mais evidências de que importantes complexos RNA -proteína modernas (incluindo o spliceosome e o ribossomo), evoluíram a partir de um cenário de RNA-World.

Esta hipótese propõe que o mundo atual com vida baseada principalmente no DNA e proteínas foi precedido por um mundo em que a vida era baseada em RNA. A proposição para uma etapa da evolução da vida na Terra chamada “Mundo do RNA” (RNA world) foi feita por Walter Gilbert em 1986 Ela supõe que antes das células modernas, o RNA era o material genético e era ele que catalisava as reações químicas nas células primitivas. Apenas posteriormente é que o DNA tornou-se o material genético e as proteínas os maiores componentes estruturais e catalisadores das células.

Na vida moderna, as enzimas catalisam reações biológicas mas, a descoberta de que um sistema como o spliceossoma , que contém mais proteína do que o RNA, usa RNA para a catálise, e tem um antepassado molecular composta inteiramente de RNA sugere que o centro de reação do spliceossoma pode ser um fóssil molecular do” RNA World”.

Fonte: Science Daily

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s