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14.5: Estabilidade do RNA
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RNA Stability
 
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14.5: RNA Stability

14.5: Estabilidade do RNA

Intact DNA strands can be found in fossils, while scientists sometimes struggle to keep RNA intact under laboratory conditions. The structural variations between RNA and DNA underlie the differences in their stability and longevity. Because DNA is double-stranded, it is inherently more stable. The single-stranded structure of RNA is less stable but also more flexible and can form weak internal bonds. Additionally, most RNAs in the cell are relatively short, while DNA can be up to 250 million nucleotides long. RNA has a hydroxyl group on the second carbon of the ribose sugar, increasing the likelihood of breakage of the sugar-phosphate backbone.

The cell can exploit the instability of RNA, regulating both its longevity and availability. More stable mRNAs will be available for translation for a longer period of time than less stable mRNAs transcripts. RNA binding proteins (RBPs) in cells play a key role in the regulation of RNA stability. RBPs can bind to a specific sequence (AUUUA) in the 3’ untranslated region (UTR) of mRNAs. Interestingly, the number of AUUUA repeats appears to recruit RBPs in a specific way: fewer repeats recruit stabilizing RBPs. Several, overlapping repeats result in the binding of destabilizing RBPs. All cells have enzymes called RNases that break down RNAs. Typically, the 5’cap and polyA tail protect eukaryotic mRNA from degradation until the cell no longer needs the transcript.

The emerging research on epitranscriptomics aims to define regulatory mRNA modifications. Recently, scientists have discovered an important role for methylation in mRNA stability. The methylation of adenosine residues (m6A) appears to increase mRNA translation and degradation. m6A also has roles in stress responses, nuclear export, and mRNA maturation. The presence of a modified uracil residue, pseudouridine, also appears to play an important role in RNA regulation.

Cadeias de DNA intactas podem ser encontradas em fósseis, enquanto que os cientistas às vezes lutam para manter o RNA intacto em condições laboratoriais. As variações estruturais entre RNA e DNA estão por trás das diferenças na sua estabilidade e longevidade. Como o DNA é duplo, é inerentemente mais estável. A estrutura de RNA de cadeia simples é menos estável, mas também mais flexível e pode formar ligações internas fracas. Além disso, a maioria dos RNAs na célula são relativamente curtos, enquanto que o DNA pode ter até 250 milhões de nucleótidos de comprimento. O RNA tem um grupo hidroxilo no segundo carbono do açúcar de ribose, aumentando a probabilidade de clivagem do esqueleto açúcar-fosfato.

A célula pode explorar a instabilidade do RNA, regulando a sua longevidade e disponibilidade. mRNAs mais estáveis estarão disponíveis para tradução por um período de tempo mais longo do que transcriptos de mRNAs menos estáveis. As proteínas de ligação de RNA (RBPs) nas células desempenham um papel fundamental na regulação da estabilidade do RNA. As RBPs podem ligar-se a uma sequência específica (AUUUA) na região não traduzida (UTR) de 3’ de mRNAs. Curiosamente, o número de repetições AUUUA parece recrutar RBPs de uma maneira específica: menos repetições recrutam RBPs estabilizadores. Várias repetições sobrepostas resultam na ligação de RBPs desestabilizadores. Todas as células têm enzimas chamadas RNases que quebram RNAs. Normalmente, a tampa em 5’ e a cauda poli-A protegem o mRNA eucariótico da degradação até que a célula não precise mais do transcripto.

Os estudos emergentes em epitranscriptómica visam definir modificações regulatórias de mRNA. Recentemente, os cientistas descobriram um papel importante para a metilação na estabilidade do mRNA. A metilação de resíduos de adenosina (m6A) parece aumentar a tradução e a degradação do mRNA. m6A também tem funções em respostas ao stress, exportação nuclear, e maturação de mRNA. A presença de um resíduo de uracilo modificado, pseudouridina, também parece desempenhar um papel importante na regulação do RNA.


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