Estrutura geral da molécula
O RNA é um heteropolímero linear de fita simples. Sua unidade estrutural é o ribonucleotídeo, que consiste em três componentes obrigatórios:
- Carboidrato: pentose (ribose).
- Bases nitrogenadas: púricas (adenina e guanina) ou pirimidínicas (citosina e uracila).
- Resíduo de ácido fosfórico.
Os nucleotídeos estão ligados entre si em uma única cadeia exatamente da mesma forma que na molécula de DNA — através do átomo de carbono do açúcar e do grupo fosfato. Além da tradução de proteínas, a molécula é capaz de realizar funções endonucleásicas especializadas e regular estágios da expressão gênica.
Tipos principais de RNA (procariontes e eucariontes)
Nas células de qualquer organismo vivo, existem estavelmente três classes principais de RNA:
- Ribossômico (rRNA). Constitui a esmagadora maioria (cerca de 85%) de todo o RNA celular. São as maiores moléculas, com massa de 1,0–1,5 milhão de Daltons e comprimento de até 5 mil nucleotídeos. É sintetizado no nucléolo em genes especializados (em humanos, eles estão localizados nos pares cromossômicos 13, 14, 15, 21 e 22). A principal função é a formação do centro ativo do ribossomo e a garantia de sua interação com o tRNA. Nesse caso, os ribossomos citoplasmáticos dos eucariontes (80S) são maiores do que as estruturas de procariontes, mitocôndrias e plastídios (70S).
- Transportador (tRNA). Representa cerca de 10%. São as cadeias mais curtas (70–90 nucleotídeos, massa de 25–30 mil Daltons). A principal tarefa é o transporte de aminoácidos no citoplasma para o local de montagem do polipeptídio.
- Mensageiro (mRNA). Representa cerca de 5%, mas sua quantidade depende muito do estágio do ciclo celular e da intensidade da síntese proteica. O tamanho varia consideravelmente (300–3000 nucleotídeos) dependendo do volume de informação copiada. É sintetizado no núcleo durante o processo de transcrição e transporta o código da estrutura proteica para os ribossomos.
Tipos específicos de RNA em eucariontes
Nas células eucarióticas, distinguem-se adicionalmente moléculas envolvidas na maturação das cadeias mensageiras:
- Nuclear heterogêneo (hnRNA). Encontra-se no núcleo e é uma mistura de transcritos de muitos genes nucleares. Inclui cópias primárias (correspondentes ao comprimento do gene) e cadeias parcialmente processadas que, durante o splicing, perdem íntons e se tornam o mRNA maduro.
- Pequeno nuclear (snRNA). Moléculas curtas, mas extremamente estáveis, que fazem parte das partículas ribonucleoproteicas do núcleo. Nos mamíferos, elas formam espliceossomos — estruturas para a remoção de regiões não informativas. Devido ao seu alto teor de uracila, são chamados de U-RNA. Eles diferem por sua conservação incrível: em todos os vertebrados, suas sequências coincidem em 95%.
Estrutura e funcionamento do tRNA
A molécula de RNA transportador possui uma estrutura secundária específica que se assemelha à forma de uma "folha de trevo". Vários centros-chave são distinguidos em sua configuração:
- Haste aceptor. Localiza-se nas extremidades da cadeia (extremidades 3' e 5'); é aqui que o aminoácido necessário se fixa.
- Alça T e alça D.
- Alça do anticódon. Contém um triplete de nucleotídeos (anticódon) estritamente complementar ao códon no mRNA.
O processo de fixação do aminoácido ocorre fora do ribossomo com a participação de enzimas — as aminoacil-tRNA sintetases (codases). O complexo resultante é chamado de aminoacil-tRNA. Graças à complementaridade do anticódon e do códon do mRNA, o aminoácido trazido ocupa um lugar estritamente definido na proteína em construção.
Características comparativas de DNA e RNA
Apesar da afinidade química, as moléculas apresentam diferenças estruturais e funcionais fundamentais.
| Característica | DNA | RNA |
|---|---|---|
| Número de fitas | Duas | Uma |
| Glucídio (pentose) | Desoxirribose | Ribose |
| Bases nitrogenadas | Adenina (A), Timina (T), Guanina (G), Citosina (C) | Adenina (A), Uracila (U), Guanina (G), Citosina (C) |
| Localização (procariontes) | Citoplasma | Citoplasma, ribossomos |
| Localização (eucariontes) | Núcleo, organelas (plastídios, mitocôndrias) | Núcleo, nucléolo, citoplasma, ribossomos, organelas |
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais etapas, além do splicing, o processamento do pré-mRNA inclui?
O processamento do transcrito primário (pré-mRNA) no núcleo, além da remoção de íntons e junção de éxons, inclui duas etapas de modificação das extremidades da molécula:
- Capping — adição do cap-5' à extremidade 5' da molécula.
- Poliadenilação — adição da cauda poli-(A)-3' à extremidade 3'.
Estas reações bioquímicas transformam o transcrito primário inativo em um RNA mensageiro maduro e funcionalmente ativo, pronto para exportação através dos poros nucleares e tradução subsequente.
Quais tipos de RNA polimerases são responsáveis pela síntese de rRNA, mRNA e tRNA em eucariontes?
Nos eucariontes, três tipos diferentes de RNA polimerases nucleares, que possuem uma estrutura quaternária complexa, são responsáveis pela síntese dos principais tipos de RNA:
- RNA polimerase I — transcreve os genes dos RNAs ribossômicos (rRNA).
- RNA polimerase II — transcreve genes que codificam proteínas (sintetiza o iRNA ou mRNA), bem como genes de pequenos RNAs nucleares.
- RNA polimerase III — é responsável pela transcrição de genes de RNAs transportadores (tRNA), RNA ribossômico 5S e certos tipos de snRNA.
Para lembrar a diferença entre as bases, use a regra: o RNA não tem Timina, em seu lugar está a Uracila. E a estrutura do tRNA é fácil de imaginar como uma flor de trevo, onde a haste "segura" o aminoácido e a folha oposta (anticódon) "lê" a matriz.
Questões de aulas e exames
Onde ocorre a síntese de RNA ribossômico na célula?
A síntese de rRNA ocorre no núcleo, na região do nucléolo, em regiões especiais do genoma (organizadores nucleolares).
Qual é a particularidade do RNA viral?
Em muitos vírus que contêm RNA (retrovírus), esta molécula atua como o principal guardião da informação genética, e sua estrutura pode ser não apenas de fita simples, mas também de fita dupla.
O que é o splicing e qual RNA participa dele?
O splicing é o processo de maturação do mRNA, durante o qual as regiões não informativas (íntons) são removidas dele. Os pequenos RNAs nucleares (snRNA), que formam os espliceossomos, participam ativamente desse processo.
O que mais estudar sobre o tema
- Organização do organizador nucleolar nos cromossomos humanos
- Mecanismo de ação das enzimas aminoacil-tRNA sintetases (codases)
- Diferenças na estrutura das subunidades de ribossomos 70S e 80S
- Funções regulatórias e endonucleásicas dos ácidos ribonucleicos
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