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11.3:

Edição de RNA

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Molecular Biology
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RNA Editing

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A edição de RNA é um processo onde uma sequência de nucleotídeos em precursor ou pré-mRNA é alterado após a transcrição. Permite que um organismo produza diferentes formas de uma proteína sem alterar a sequência de DNA. A edição de mRNA em vertebrados é o resultado de uma desaminação de base específica do local.Uma reação onde um grupo aminado é removido de uma base nitrogenada, adenina, ou citosina. Quando a adenosina é desaminada, é convertida em inosina. A inosina assemelha-se de perto a guanosina e pode enganar o maquinário da tradução na leitura da inosina como guanosina.Esta reação é o tipo o mais comum de edição de RNA em animais e é catalisado pela enzima adenosina deaminase agindo no RNA ou ADAR. O ADAR reconhece um loop pré-mRNA do hairpin formado em uma junção de exão e intrão e edita uma adenina específica presente no exão. Em vertebrados, o ADAR edita o pré-mRNA do recetor do glutamato.Um codão específico do CAG é modificado ao CIG que é então lido como CGG pelo ribossoma. Esta substituição substitui uma glutamina com um arginina na proteína final. O segundo tipo de edição de mRNA ocorre quando a citidina é desaminada à uridina.A edição do pré-mRNA da apolipoproteína B B é um exemplo bem estudado. Há dois tipos de apolipoproteína B.O maior, específico do fígado Apo B 100 e o menor, específico do intestino APO B 48. O mesmo pré-mRNA codifica ambas as proteínas.No entanto, um complexo específico de enzimas do intestino age em uma citosina específica perto do meio do pré-mRNA transformando um codão CAA em UAA, um codão de parada. Isto resulta na proteína truncada de Apo B 48 que é produzida no intestino. Considerando que o pré-mRNA da apolipoproteína B inalterada produz a proteína Apo B 100 de comprimento total no fígado.

11.3:

Edição de RNA

A edição do RNA é uma modificação pós-transcricional onde uma sequência de nucleótidos do percursor do mRNA (pré-mRNA) é alterada por inserção, eliminação, ou modificação de bases. A extensão da edição do RNA varia de algumas centenas de bases, no DNA mitocondrial de tripanossomas, a uma única base, em genes nucleares de mamíferos. Mesmo uma única mudança de base no pré-mRNA pode converter um codão de um aminoácido para um codão de outro aminoácido ou um codão de terminação. Este tipo de recodificação pode afectar significativamente a estrutura e a função de uma proteína e pode levar à produção de múltiplas variantes de uma proteína a partir de um único gene.

Edição de RNA por Inserção e Eliminação

A edição de RNA por inserção e eliminação envolve a adição e exclusão de nucleótidos específicos ou sequências de nucleótidos do pré-mRNA. Na edição de RNA nas mitocôndrias de alguns tripanossomas patogénicos, centenas de uridinas não codificantes são adicionadas e resíduos específicos de uridina são excluídos do pré-mRNA. Essas adições e exclusões são realizadas por um complexo de enzimas, chamado editossoma.  O editossoma é guiado por um transcripto de RNA especial conhecido como RNA guia (gRNA). O gRNA liga-se à região alvo do pré-mRNA com a ajuda de uma sequência de ancoragem complementar, que tem 10-15 nucleótidos de comprimento. O gRNA também tem uma sequência molde que instrui o editossoma quanto à localização e número de resíduos de uridina a serem adicionados ou excluídos no pré-mRNA. Mais de 50% do RNA mitocondrial de alguns tripanossomas é formado pela adição de resíduos de uridina.

Edição de RNA por Substituição

A edição de RNA por substituição através de modificações de bases é observada em eucariotas mais elevados, em que a base é modificada sem alterar o comprimento do pré-mRNA. Em vertebrados, reações de desaminação envolvendo adenosina e citidina são o tipo mais comum de edição de RNA. A adenosina é desaminada para inosina por uma única enzima, conhecida como adenosina desaminase que age sobre o RNA (ADAR). Para reconhecer o local de edição, a ADAR precisa de uma estrutura de RNA de dupla cadeia formada entre a região alvo e a região intrónica complementar a jusante do pré-mRNA. Existem três tipos de enzimas ADAR encontradas em vertebrados. As enzimas ADAR1 e ADAR2 são encontradas em vários tecidos, enquanto que a ADAR3 é específica do cérebro de algumas espécies. Outro tipo menos comum de edição de RNA é observado no gene ApoB de mamíferos onde a citidina é modificada para uridina. Isto é realizado por um complexo de enzimas, incluindo o polipeptídeo catalítico da enzima de edição de mRNA da apolipoproteína B 1 (APOBEC1). Embora a edição do RNA seja um fenómeno relativamente raro em vertebrados, defeitos no processo podem causar várias doenças associadas ao sistema nervoso central, como esclerose lateral amiotrófica, epilepsia, depressão, e esquizofrenia.

Suggested Reading

  1. Brennicke, Axel, Anita Marchfelder, and Stefan Binder. "RNA editing." FEMS Microbiology Reviews 23, no. 3 (1999): 297-316. https://academic.oup.com/femsre/article/23/3/297/579126
  2. Savva, Yiannis A., Leila E. Rieder, and Robert A. Reenan. "The ADAR protein family." Genome Biology 13, no. 12 (2012): 252. https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/gb-2012-13-12-252
  3. Maas, Stefan, Yukio Kawahara, Kristen M. Tamburro, and Kazuko Nishikura. "A-to-I RNA editing and human disease." RNA biology 3, no. 1 (2006): 1-9. https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.4161/rna.3.1.2495?needAccess=true