Estrutura molecular do RNA

RKA4G - Nós já devotamos muita atenção à estrutura molecular do DNA. Aqui, temos duas vertentes de DNA formando uma dupla hélice e podemos olhar para sinais que indicam que isso, de fato, é um DNA. Em particular, podemos olhar para o açúcar de 5 carbonos encontrados sobre a sua espinha dorsal. Vamos numerar os carbonos. Temos aqui: 1 linha, 2 linha, 3 linha, 4 linha e 5 linha. Podemos ver que o carbono 2 não apresenta oxigênio ligado a ele, ou seja, não há grupo hidroxila no carbono 2. Por isso, sabemos que isso não é uma ribose, mas sim uma desoxirribose. Do mesmo modo, isso é uma desoxirribose, isso é uma desoxirribose, isso também é uma desoxirribose. Logo, temos duas cadeias de DNA, ou seja, duas cadeias de ácido desoxirribonucleico, uma vez que são constituídas de desoxirribose. Desoxirribose. Então, como deveríamos modificar a cadeia da esquerda se quiséssemos que ela fosse uma cadeia de RNA mensageiro sendo gerado durante a transcrição, a partir de uma cadeia de DNA à direita? Bem, para transformar o DNA em RNA, precisamos transformar a desoxirribose em uma ribose. Para isso, precisamos adicionar ao carbono 2 linha uma hidroxila, que é o que eu vou fazer agora. Aqui, um oxigênio e um hidrogênio ligado a ele. Vou fazer isso aqui embaixo também: adicionar um oxigênio e um hidrogênio ligados a ele. Então, temos aqui, dentro desse pontilhado, o que nós chamamos de ribose. Ribose. Agora, temos a constituição de RNA na cadeia principal à esquerda e de DNA na cadeia à direita. Mas ainda não finalizamos a nossa transformação de DNA em RNA na cadeia à esquerda, pois as bases nitrogenadas do RNA são ligeiramente diferentes das bases nitrogenadas do DNA. No DNA, as bases nitrogenadas são a adenina, guanina, citosina e timina. Esta base, por exemplo, é uma citosina, ao passo que esta acima é uma timina. A citosina e a timina são anéis simples chamados pirimidinas, ao passo que a adenina e guanina são chamadas de purinas. Já no RNA, nós temos ainda a adenina, guanina e a citosina, mas no lugar da timina há um composto muito similar chamado uracila. Mesmo que no início do vídeo esta cadeia à esquerda fosse de DNA, agora queremos que ela seja de RNA. Porém, isso que está dentro do circulado é uma timina realizando ligações de hidrogênio com a adenina ao lado, ao passo que deveria ser uma uracila efetuando estas ligações. Para transformarmos essa timina em uracila, precisamos apenas nos livrar desse grupo metila, aqui em cima, substituindo-o por um hidrogênio. Então, temos aqui uma uracila. Uracila. Esse é o motivo pelo qual a uracila e a timina são moléculas muito próximas, isso é, são bases nitrogenadas muito semelhantes entre si e, consequentemente, desempenham um papel muito similar. Veja aqui. Por isso, inclusive, que tanto a timina quanto a uracila estabelecem ligações de hidrogênio com a adenina e todo o resto continua naturalmente o mesmo. Uma questão interessante é: por que a timina e não a uracila, ou vice versa? Com base no que eu li, a uracila é uma base nitrogenada um pouco mais propensa a erros. Ela pode acabar se ligando a outras coisas e, na codificação, é pouco menos estável que a timina. Assim, a uracila torna molécula de RNA e, consequentemente, o aparato de transferência de informação genética menos estável. Logo, temos aqui que a uracila é um composto menos estável. Menos estável. E, conforme algumas teorias, na história evolutiva, as moléculas de RNA precederam as moléculas de DNA. Assim, nas fases iniciais da vida, havia muito mais alterações, mais mutações ocorrendo na codificação da informação, apontando a uracila como forte responsável pela mudança evolutiva e caracterizando sua vulnerabilidade estrutural como apropriada diversificação. Mas, à medida que o tempo passou, a consistência da informação genética passou a ser evolutivamente interessante e, como consequência, o DNA passou a desempenhar um papel mais proeminente como principal molécula portadora dessa informação, uma vez que, em sua composição, a uracila é substituída pela timina, mais estável. Sob outro ponto de vista, podemos pensar a instabilidade da uracila como funcional em detrimento dos papéis celulares que o RNA desempenha na célula. Isso porque o RNA é dinâmico, ele é móvel. O RNA mensageiro, por exemplo, tem de se desligar do DNA e dirigir-se aos ribossomos, assim como o RNA transportador tem de carregar aminoácidos até o ribossomo. Tudo isso para que a maquinaria celular funcione adequadamente. Se o RNA fosse estável como o DNA, haveria muita dificuldade de se desligar dos compostos com os quais interage, afetando sua mobilidade e, consequentemente, sua funcionalidade. Agora, voltando, o que temos dentro dessa linha pontilhada que eu estou desenhando é um segmento de uma molécula de RNA. Veja bem, um RNA. Se assumirmos que esse desenho representa o momento da transcrição, isto é, quando o único filamento de DNA serve de base para que a informação seja replicada para o RNA, podemos inferir que a molécula no interior do pontilhado é um RNA mensageiro. Eu vou escrever aqui, RNA mensageiro. A partir de então, o que está acontecendo aqui? Vamos pensar um pouco sobre isso? A orientação do RNA mensageiro consiste em um grupo fosfato no carbono 5 linha, outro 4 linha, um carbono 3 linha, e recomeça a sequência: fosfato, carbono 5 linha, 4 linha, 3 linha. Assim, a orientação dessa molécula é de 5 linha em direção a 3 linha. Já na molécula de DNA à direita, note que a orientação é contrária, pois temos um fosfato, um carbono 3 linha, um carbono 4 linha e um carbono 5 linha. Recomeçando, fosfato, 3 linha, 4 linha, 5 linha. Desta maneira, a orientação do DNA é de 3 linha a 5 linha. Então, adotando símbolos para as bases nitrogenadas, temos aqui a nossa moléculas de RNA mensageiro com seu sentido 5 em direção a 3 linha. Como temos, aqui em cima, uma uracila. Vamos colocar, aqui, a uracila. E, pelo mesmo raciocínio, temos uma citosina. Então, vamos colocar, aqui, a citosina. Este segmento está sendo transcrito a partir de um segmento de DNA, em seu sentido 3 linha a 5 linha que, por sua vez, apresenta como base nitrogenada a adenina. Então, vou colocar a adenina e também a guanina. Circulando, aqui, a guanina. Vou colocar a guanina. E ambos interagem entre si por ligações de hidrogênio, que estou colocando aqui em pontilhado branco. Agora, quais são os outros tipos de RNA? Já conversamos sobre isso em outros vídeos, mas apenas recapitulando, temos o RNA mensageiro, cuja função é reter temporariamente as informações do DNA e ser traduzido nos ribossomos, sintetizando as proteínas. Temos também o RNA transportador, ou de transferência, responsável por transportar os aminoácidos até o ribossomo durante a síntese proteica. No vídeo que aborda a visão geral sobre transcrição e tradução, falamos sobre como o RNA transportador faz isso, ligando aminoácidos de uma extremidade ao ribossomo e emparelhando os anticódons da outra extremidade aos códons do RNA mensageiro. Esta imagem, por exemplo, no canto inferior direito, representa uma molécula de RNA transportador. É importante notar que, embora seja comum considerarmos que o RNA é uma peça intermediária entre o DNA e a síntese proteica, o RNA, por si só, contém especificidades que vão além da transmissão de informações. Exemplo disso é o que vemos nesse RNA transportador, que possui uma configuração interessante, apresentando, mais ou menos nessa região, o aminoácido que irá se ligar ao ribossomo. Ao passo que, aqui embaixo, podemos ver o anticódon que irá se ligar ao códon do RNA mensageiro. Desta maneira, diferentes moléculas de RNA transportador anexam diferentes aminoácidos, uma vez que têm diferentes anticódons em sua conformação. Portanto, esta é uma outra função do RNA. Por fim, há o RNA ribossômico que desempenha função estrutural na constituição dos ribossomos e, portanto, é o local onde ocorre a tradução. E há também o microRNA, que são curtas cadeias de RNA responsáveis por regular a tradução de outras moléculas de RNA. Deste modo, veja que o DNA recebe muita atenção, mas o RNA é realmente muito importante. Essa importância é conferida pelo seu papel evolutivo e pelo seu papel funcional na célula. Sua importância evolutiva concerne, primeiro, na suposição de que foi o RNA o responsável pelas formas de vida primordiais, uma vez que tais formas provavelmente consistiam em moléculas de RNA auto replicantes. E em segundo lugar, pelo fato de que o RNA, provavelmente, foi um importante responsável pela diversidade genética inicial. E em terceiro, porque o RNA também foi o provável precursor do DNA. Já sua importância funcional na célula se dá pelo seu dinamismo e mobilidade, conferidos pela sua instabilidade em termos de reações. Portanto, o RNA é, de fato, muito importante.