ARN mensageiro

O ARN mensageiro, RNA mensageiro, ARNm, mARN, RNAm ou mRNA é o ácido ribonucleico responsável pela transferência de informações do ADN (ou, em inglês, DNA) até o citoplasma. Durante a transcrição, uma enzima, designada ARN-polimerase (ou RNA-polimerase) faz a cópia de um gene do ADN para o ARNm. Nos organismos procariotos o ARNm não sofre, geralmente, qualquer processo de modificação, de forma que a síntese das proteínas costuma ocorrer enquanto a transcrição ainda está em curso.[1]

Nos orgamismos eucariotos, por outro lado, a transcrição e a tradução ocorrem em locais distintos da célula: no núcleo e no citoplasma respectivamente. A síntese proteica (tradução) nos eucariotos é possibilitada pela atividade de ribossomos com o auxílio do ARN transportador, possibilitando que a sequência de nucleotídeos do ARNm seja traduzida em uma proteína correspondente ao gene transcrito.

O ARN mensageiro apresenta-se espacialmente como uma fita simples. As bases púricas (purinas) que compões o ARNm são: A (Adenina), e G (Guanina), enquanto as bases pirimídicas (pirimidinas) que o compõem são C (Citosina), e U (Uracila). Diferente do ADN, o ARN não possui Timina, apresentando a Uracila em seu lugar. O ARN mensageiro, após o processo de transcrição da fita molde (fita senso) do ADN, possui a sequência de nucleotídeos idêntica à da fita antissenso (fita codificadora) do ADN, com exceção das timinas substituídas pelas uracilas.

Estrutura

Esquema da estrutura molecular típica de mRNA de proteína humana.

Regiões Codificadoras

Regiões codificadoras são compostas por códons, que são decodificados e traduzidos em em aminoácidos que irão compor proteínas.Normalmente,em eucariotos, um ARNm codifica apenas uma proteína, sendo chamado monocistrônico, enquanto em procariotos mais de uma proteína pode ser sintetizada a partir de um único ARNm, sendo este referido portanto como policistrônico. Regiões codificadoras começam com um códon de iniciação e terminam com um códon de parada, sendo que geralmente o códon de iniciação é um AUG e o códon de parada é um UAA, UAG ou UGA. Essas regiões tendem a ser estáveis devido aos pares de bases internos, impedindo assim sua degradação. [2] [3] Além de serem responsáveis pela codificação de proteínas, partes das regiões codificadoras podem agir como sequências regulatórias no pré-mRNA como potenciadores ou silenciadores de splicing exônicos.

Regiões não traduzidas

Regiões não traduzidas (UTR) são seções do mRNA antes do códon de iniciação e depois do códon de parada que não são traduzidas, denominadas como 5'UTR e 3'UTR respectivamente. Essas regiões são transcritas junto com as regiões codificadoras, sendo assim são exônicas já que estão presentes no mRNA maduro. Vários papéis na expressão gênica têm sido atribuídos às regiões não traduzidas, incluindo instabilidade do mRNA, localização do mRNA e eficiência da tradução. A habilidade da UTR de realizar estas funções depende da sua sequência e pode diferir entre mRNAs. Variantes genética na 3'UTR também têm implicado da suscetibilidade a doenças devido a mudanças na estrutura do RNA e na tradução de proteínas. [4]

A estabilidade dos mRNAs pode ser controlada pela 5'UTR e/ou 3'UTR devido a uma afinidade variável com as enzimas que degradam RNA chamadas de ribonuclease e por proteínas auxiliares que podem promover ou inibir a degradação do RNA. Eficiência da tradução incluindo às vezes a completa inibição da tradução, pode ser controlada pelas UTRs. Proteínas que ligam-se tanto na 3'UTR quanto na 5'UTR podem afetar a tradução devido a sua influência na habilidade do ribossomo de se ligar no mRNA. Micro-RNA ligados a 3'UTR também podem afetar a eficiência da tradução ou a estabilidade do mRNA.

Acredita-se que a localização do mRNA no citoplasma seja em função da 3'UTR. Proteínas que são necessárias em uma região específica da célula também podem ser traduzidas lá; neste caso, a 3'UTR pode conter sequências que permitem que o transcrito seja localizado para esta região para tradução.

Alguns dos elementos contidos nas região não traduzidas formam uma estrutura secundária característica quando transcrita em RNA. Estes elementos estruturais de mRNA estão envolvidos na regulação do mRNA. Algumas, como os elementos SECIS, são alvos de proteínas para se ligar. Uma classe de elementos de mRNA, os riboswitch, ligam-se diretamente em moléculas pequenas, mudando seu fold para modificar os níveis de transcrição e tradução. Nestes casos, o mRNA regula-se.

Cauda poli-A

A 3' da cauda Poli-A é uma longa sequência de nucleotídeos de adenina (normalmente várias centenas) adicionadas à extremidade 3' do pre-mRNA. Esta cauda promove a exportação do núcleo e tradução, além de proteger o mRNA de degradação.