Ácido ribonucleico
O ácido ribonucleico (ARN ou RNA) é similar ao ADN em que é também uma cadeia (ou polímero) de nucleotídeos com a mesma direção 5' a 3' das suas cadeias. No entanto, o componente de açúcar da ribose do ARN é um pouco diferente do que a química do ADN. O ARN tem um átomo de 2' oxigênio que não está presente no ADN. Existem outras diferenças estruturais fundamentais. Por exemplo, o uracil toma o lugar do nucleotídeo timina encontrado no ADN, e o ARN é, na sua maior parte, uma molécula de fita única. O ADN dirige a síntese de uma variedade de moléculas de RNA, cada um com um papel único na função celular. Por exemplo, todos os genes que codificam para proteínas são produzidos primeiro em uma cadeia de ARN no núcleo chamado um ARN mensageiro (ARNm). O mRNA transporta a informação codificada no ADN para fora do núcleo para as máquinas de montagem de proteínas, chamados ribossomas, no citoplasma. O complexo de ribossomas usa o ARNm como um molde para a sintetizar a proteína exata codificada pelo gene.[1]
Composição
O ácido ribonucleico é constituído por um grupo pentose, que é um açúcar de cinco carbonos, um ácido fosfórico e uma base orgânica. A estrutura do ARN é muito semelhante ao ADN. O RNA é um polímero linear. No entanto, não têm uma estrutura linear. Ele tem muitas regiões em sua cadeia polinucleotídica, onde ela se dobra sobre si mesmo criando estruturas que são chamadas hairpin loops (laços de grampo). Isto resulta na formação de uma estrutura helicoidal, como o DNA em certas porções da sua cadeia. Nucleotídeos tais como o ATP, GTP, CTP ou UTP anexam à molécula por pontes fosfodiéster (ligações). Estas ligações anexam tanto o carbono 3' ou o carbono 5' no grupo de açúcar ribose. Na sua estrutura química cada nucleotídeo que faz parte do ARN tem apenas uma pequena diferença entre o seu homólogo no ADN. Ele tem um grupo OH adicional. Conforme o ADN muda em ARN um grupo OH é adicionado e o TTP muda para UTP. A estrutura em dupla hélice do ADN é dividida em duas, uma vez que torna-se o ARN. O ARN tem uma única estrutura helicoidal. [1]
Funções do ARN
Existem quatro tipos de ARN. Há o ARN mensageiro (ARNm), o ARN de transferência (ARNt), o ARN ribossomal-(ARNr), e os ARNs catalíticos.(Purves 236-39)
ARN mensageiro
O ácido ribonucleico mensageiro (ARNm) é uma molécula de RNA de cadeia simples que é complementar de uma das cadeias de ADN de um gene. O ARNm é uma versão de ARN do gene que deixa o núcleo da célula e se desloca para o citoplasma, onde as proteínas são feitas. Durante a síntese proteica, uma organela chamada ribossomo se move ao longo do mRNA, lê a sua sequência de bases, e utiliza o código genético para traduzir cada tripleto de três bases, ou códon, no seu correspondente aminoácido.[2]
ARN de Transferência
O ácido ribonucleico de transferência (ARNt) é uma molécula de ARN pequena que participa na síntese de proteínas. Cada molécula de ARNt tem duas áreas importantes: uma região trinucleótido chamado o anticódon e uma região de ligação de um aminoácido específico. Durante a tradução, cada vez que um aminoácido é adicionado à cadeia em crescimento, uma molécula de ARNt forma pares de bases com a sequência complementar no ARN mensageiro (ARNm) a molécula, assegurando que o aminoácido apropriado seja inserido na proteína.[3]
ARN ribossomal
Ácido ribonucleico ribossomal (ARNr). Mais de 50% do ribossoma é feito de ARNr e é necessário para as proteínas a serem introduzidas correctamente.(Purves 236-39)
Papel na expressão gênica
Ver artigo principal: As proteínas no corpo são feitas a partir do código de instrução encontrado no ADN. O ADN no entanto permanece no núcleo e não é acessível para os ribossomos que catalisam a polimerização de aminoácidos. O ARN é criado em vez disso como uma "mensagem" (chamado ARN mensageiro) para ser enviado para o ribossoma com instruções para a montagem de uma proteína.
O ácido ribonucleico feito durante a expressão do gene é uma transcrição ou cópia de ADN que é quase, mas não 100% idêntica. Em particular, o ADN é uma forma desoxi da molécula (menos um grupo OH por nucleotídeo). Também, no processo de fazer o ARN, um dos nucleótidos é substituído - TTP (trifosfato de timidina) é substituído por UTP (uridina trifosfato).
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A transcrição é o processo pelo qual o ADN é copiado para um ARN de cadeia simples. Este processo é catalisado pela enzima RNA polimerase. Esta enzima liga-se a uma porção da cadeia de ADN e a replica enviando um ARNm ou ARNr. Durante a transcrição, é necessário que haja um promotor. Um promotor é uma certa sequência de DNA à qual a RNA polimerase pode se ligar. Ela cria um vínculo muito estreito com o promotor. Há pelo menos um promotor para cada gene no genoma. Os promotores fazem três trabalhos específicos. Eles dizem ao RNA: 1. Onde começar a transcrição, 2. Que fita de DNA ler e 3. A direção a seguir desde o início. Após o promotor específico ter sido escolhido pela RNA polimerase, inicia-se um processo denominado alongamento. Este processo é onde a polimerase adiciona nucleotídeos (A, U, C, G) a uma seção de DNA de cerca de 20 aminoácidos e a replica. No entanto, é criado antiparalelo ao DNA. O DNA é de 5 'para 3' e o RNA é transcrito como de 3 'para 5'. O processo de alongamento continuará até atingir um determinado local de terminação no DNA. Há também um local de iniciação específico que diz onde a transcrição deve começar. (Purves 236-39)
Galeria
Micrografia eletrônica de unidades de transcrição de RNA ribossômico de Chironomus thummi (Diptera). Ampliação - 40.000x.
Referências
- ↑ What is a Genome? by the National Center for Biotechnology Information
- ↑ Messenger RNA (mRNA) Talking Glossary of Genetics Terms, National Human Genome Research Institute. Accessed September 25, 2010.
- ↑ Transfer RNA (tRNA) Talking Glossary of Genetics Terms, National Human Genome Research Institute. Acessado em 25 de setembro de 2010.
- Biologia molecular mais informação
- Purves, William K. et al. Life: The Science of Biology. Gordensville, VA. 2004.
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