RNA

Existem vários tipos de RNA, que estão envolvidos em funções essenciais, como expressão gênica, síntese de proteínas ou atividades catalíticas. Aqui revisamos suas principais ações e como a molécula se comporta no corpo.

Escrito e verificado por el biólogo Samuel Antonio Sánchez Amador.

Última atualização: 26 junho, 2023

O DNA, o polímero da vida, foi estudado em humanos em muitas ocasiões. Sem ir mais longe, o projeto Genoma Humano terminou de sequenciar, em 2003, todos e cada um dos genes. Com impressionantes 3200 milhões de pares de bases e mais de 20.000 genes, o DNA humano não deixa ninguém indiferente. Mas há algo mais: RNA.

Podemos encontrar no centro da vida esse outro polímero que tem despertado um pouco menos de interesse na cultura geral. Você conhece as características dessa molécula irmã do DNA? Você sabe quais são suas funções? Se a resposta for não, não se preocupe, pois aqui fazemos uma extensa revisão.

Composição química do RNA

Primeiro, podemos definir o RNA (ácido ribonucleico) como uma macromolécula polinucleotídica de cadeia simples que segue uma direção 5′ para 3′. Explicamos cada termo nas seguintes linhas:

• Macromolécula: é uma molécula grande, gerada pela polimerização de subunidades menores. Esses tipos são feitos de milhares de átomos.
• Polinucleotídeo: formado por vários nucleotídeos. Nas seções a seguir, definimos esse termo.
• Monocatenario: o DNA é uma macromolécula de cadeia dupla, ou seja, é formada por cadeias dispostas de maneira antiparalela, o que lhe confere aquele característico formato de dupla hélice. Por outro lado, o RNA é de cadeia simples, ou seja, é de fita simples.
• Direção 5′ para 3′: A direção na qual a molécula de RNA é lida. Mais uma vez, descrevemos esse termo com mais profundidade em linhas posteriores.

Estabelecemos as bases mais simples do RNA nesta pequena lista, mas ainda temos muito tecido para cortar. A subunidade que compõe o RNA, o nucleotídeo, requer uma explicação extensa.

Os nucleotídeos

Introduzimos um termo que não podemos ignorar: nucleotídeos. Essas moléculas orgânicas são as subunidades da vida, pois constituem as macromoléculas do DNA e do RNA. Os portais informativos dividem a composição química dos nucleotídeos em dois grandes blocos:

1. Nucleosídeo: uma pentose —um açúcar com cinco átomos de carbono, neste caso a ribose— e uma base nitrogenada de natureza específica.
2. Grupo fosfato: ácido fosfórico com a fórmula H3PO4_.

O que dá a cada nucleotídeo seu nome e especificidade são as bases nitrogenadas; compostos orgânicos cíclicos com dois ou mais átomos de hidrogênio. Não vamos nos aprofundar muito neste conglomerado químico, então nos limitaremos a dizer que os diferentes tipos de bases podem ser distinguidos nos seguintes grupos:

• Bases purínicas: adenina (A) e guanina (G).
• Bases de pirimidina: timina (T), citosina (C) e uracilo (U).

Adenina, guanina e citosina são comuns ao DNA e ao RNA, enquanto a timina é exclusiva do DNA e a uracila exclusiva do RNA. Portanto, em um breve resumo, o agrupamento de nucleotídeos para o DNA seria AGCT e a combinação para o RNA seria AGCU. O que tudo isso significa?

Se tivermos tal sequência: GAUUACA, podemos deduzir que se trata de um segmento de RNA que contém sete nucleotídeos —para o número total de letras— colocados na seguinte ordem:

Guanina (G)-adenina (A)-uracila (U)-uracila (U)-adenina (A)-citosina (C)-adenina (A)

É de fundamental importância saber que a ordem dos nucleotídeos, tanto no DNA quanto no RNA, é a chave de todos os processos biológicos. Assim, as bases nitrogenadas permitem nomear cada cadeia de natureza genética em uma nomenclatura global e padronizada.

A estrutura de RNA

Além das bases nitrogenadas e dos nucleotídeos, o RNA se distribui no espaço tridimensional de certas formas que achamos necessário definir. Vá em frente:

1. Estrutura primária do RNA:  é o que descrevemos na seção anterior. Refere-se ao ordenamento das bases nitrogenadas que definem os nucleotídeos, ou seja, a leitura típica.
2. Estrutura secundária: o RNA pode se dobrar sobre si mesmo em um plano e apresentar bases pareadas em determinadas regiões, conferindo-lhe formas de importância essencial em determinados processos. Alguns exemplos dessas formações são loops internos, loops em forma de grampo ou saliências.
3. Estrutura terciária: dobramento complexo na estrutura secundária, que dá ao RNA sua forma tridimensional.

Tipos de RNA

Agora que desvendamos o conglomerado químico que compõe a estrutura dos nucleotídeos e do próprio RNA, é hora de mergulhar nos tipos e funções dessa macromolécula essencial. Portais profissionais, como o Instituto Nacional de Pesquisa do Genoma Humano (NIH), nos dizem que existem três tipos principais de RNA.

1. RNA ribossômico (rRNA)

Começamos pelo mais fácil de entender, pois o RNA ribossômico tem uma função essencial de natureza estrutural. Como o próprio nome indica, faz parte dos ribossomos, partículas celulares localizadas no citoplasma da célula, que são responsáveis pela síntese de proteínas.

O RNA é o material mais predominante do ribossomo, pois representa 60% dele. Os 40% restantes são proteínas.

2. RNA mensageiro (mRNA)

Estamos entrando em um terreno um pouco mais complexo, pois esse tipo de RNA tem uma função sofisticada e ao mesmo tempo incrível: transfere o código genético do DNA —presente no núcleo da célula— para os ribossomos, localizados no citoplasma. O processo que envolve esse polímero tão importante é a transcrição.

Como resumo rápido, podemos dizer que a RNA polimerase é responsável por sintetizar o RNA mensageiro a partir de uma das fitas de DNA, no sentido 5′ para 3′ descrito acima. Como uracil e timina são complementares, a leitura seria, neste exemplo:

GATTACACT (DNA) → GAUAUCACU (RNA)

Assim, essa nova cadeia de RNA mensageiro — sintetizada a partir de um segmento de DNA — deixará o núcleo da célula por certos poros e seguirá para o citoplasma, onde se encontram os ribossomos. Portanto, esse RNA atua como mensageiro das instruções para a síntese de proteínas.

Representa 3% a 5% do RNA celular total. Seu tamanho depende do gene transcrito.

3. RNA transportador (tRNA)

Como definição simples, podemos dizer que o RNA transportador é um polímero curto —cerca de 80 nucleotídeos— que transporta os aminoácidos para o ribossomo na ordem específica, a fim de sintetizar uma proteína específica.

A ordem dos aminoácidos que formarão a proteína é codificada, como já dissemos, no RNA mensageiro, que por sua vez vem da transcrição de um segmento de DNA. Esse RNA mensageiro contém uma série de códons, que são três nucleotídeos em uma ordem específica – por exemplo, UUA.

Esse códon UUA específico codifica o aminoácido leucina, de modo que o RNA de transferência, por meio de um anticódon complementar, o lê e traz a leucina para o ribossomo para que seja integrada à estrutura da proteína. Assim, cada códon é mais uma etapa até a formação da proteína completa. Esse processo permite a transformação da informação do RNA mensageiro em uma proteína específica, por isso é conhecido como tradução.

Finalmente, queremos destacar que existem mais tipos: microRNAs, RNAs antisenso e RNAs de interferência. Essas tipologias se enquadram em terrenos muito específicos.

As funções

Sem perceber, descrevemos a função dessa macromolécula ao defini-la. É claro: os diferentes tipos dirigem os estágios intermediários da síntese de proteínas.

Além disso, alguns RNAs também possuem funcionalidade para regular a expressão gênica ou possuem atividade catalítica, tornando a molécula muito mais versátil que o DNA.

Como resumo, podemos definir as funções no seguinte conceito esquemático:

O DNA contém as instruções para a síntese de uma proteína → O mRNA leva essas instruções ao ribossomo → O tRNA leva os aminoácidos que formarão a proteína ao ribossomo → O rRNA faz parte do próprio ribossomo → Graças à ação conjunta das três, forma-se a proteína.

Seu papel nas doenças

A regulação da expressão gênica em alguns tipos de RNA é de fundamental importância, pois segundo portais informativos, isso nos permite entender e prevenir certas doenças. Por exemplo, alguns processos de câncer são promovidos pela expressão deficiente de certos genes.

A capacidade de modificar essa expressão, ao entender os RNAs reguladores desses eventos e muitos outros mecanismos, pode nos permitir entender e identificar os problemas subjacentes que levam às deficiências.

Uma macromolécula vertiginosa

Apesar de a informação genética e a hereditariedade de todos os seres vivos estarem armazenadas na macromolécula de DNA, este polímero vital não seria nada sem a ajuda e integração do RNA nos diferentes processos. Enquanto o DNA é a biblioteca de informações, o RNA corresponderia à força de trabalho que traduz todos esses dados em proteínas.

Assim, tanto o RNA mensageiro, quanto o RNA de transferência e o RNA ribossômico são moléculas essenciais para o funcionamento celular e processos fisiológicos. É claro que, embora seja menos famoso que seu irmão de fita dupla, podemos afirmar que sem o RNA a vida como a conhecemos não seria possível.