Ácido ribonucleico

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Articulação das nucleobases C, G, A e U para a espinha dorsal de fosfato de ribose de RNA

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

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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

ARNt.

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

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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Deoxyuridine
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Uridine

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. During transcription there needs to be a promoter. A promoter is a certain sequence of DNA which RNA polymerase can bind to. It creates a very tight bond with the promoter. There are at least one promoter for every gene in the genome. Promoters do three specific jobs. They tell RNA, 1. Where to start transcription, 2. Which strand of DNA to read, and 3. The direction to take from the start. After the specific promoter has been chosen by the RNA polymerase a process called elongation begins. This process is where the polymerase adds nucleotides (A, U, C, G) to a section of DNA of about 20 amino acids and replicates it. However it is created antiparallel to DNA. DNA is 5' to 3' and RNA transcribes as 3' to 5'. The elongation process will continue until it reaches a certain termination site in the DNA. There is also a specific initiation site the tells where the transcription is to start taking place.(Purves 236-39)

Galeria

Referências

  1. What is a Genome? by the National Center for Biotechnology Information
  2. Messenger RNA (mRNA) Talking Glossary of Genetics Terms, National Human Genome Research Institute. Accessed September 25, 2010.
  3. Transfer RNA (tRNA) Talking Glossary of Genetics Terms, National Human Genome Research Institute. Acessado em 25 de setembro de 2010.
  • Molecular Biology more info
  • Purves, William K. et al. Life: The Science of Biology. Gordensville, VA. 2004.