O Mistério das Diferenças Celulares
Embora existam diferenças marcantes entre as células que formam seus olhos, rins, cérebro e dedos, o plano genético do DNA dessas células é essencialmente o mesmo. Porém, onde essas diferenças surgem? Além disso, os cientistas estão descobrindo que as características que definem cada célula residem em uma molécula relacionada ao DNA chamada RNA.
Entendendo o Papel do RNA
O RNA foi considerado por muito tempo o parente entediante do DNA. Por exemplo, os pesquisadores acreditavam que o RNA apenas transportava a informação genética do DNA para outras partes da célula, onde as proteínas responsáveis pelas funções celulares eram produzidas.
No entanto, cerca de apenas 2% do DNA codifica proteínas. Portanto, as sequências restantes, que não codificam proteínas, são conhecidas como a matéria escura do genoma, despertando grande interesse para entender suas funções. É nesse campo que o RNA desempenha um papel crucial.
A Diversidade do RNA e Sua Função Reguladora
Nesse material genético escuro, o DNA não codificante é transcrito em RNA não codificante, incluindo pequenas e longas formas de RNA que nunca se transformam em proteínas. Além disso, esses RNAs têm potencial para regular o genoma, ativando ou desativando genes, o que gera a diversidade celular observada.
Quando esses RNAs multifacetados apresentam falhas, podem causar uma ampla variedade de doenças em humanos.
Por isso, cientistas especializados em RNA, como a equipe da qual faço parte, estão sequenciando todos os tipos de RNA humanos no Projeto Human RNome, equivalente em RNA ao renomado Projeto Genoma Humano. Assim, buscamos contribuir para a saúde humana e aprimorar tratamentos de doenças.
Modificações de RNA e a Regulação Celular
O dogma central da biologia explica que a informação genética flui do DNA para o RNA e, finalmente, para as proteínas. Entretanto, enquanto o DNA armazena informações, o RNA regula quando e onde essas proteínas são produzidas.
Existem várias variedades de RNA, que diferem em tamanho e estrutura. Por exemplo, formas menores estão envolvidas na regulação e desenvolvimento celular. Além disso, grande parte do RNA transcrito do DNA sofre processamento e modificações após a sua produção.
As modificações de RNA são estruturas químicas adicionadas que regulam a transferência de informações. Importante destacar que elas diferem das modificações no DNA conhecidas como marcas epigenéticas, que podem ser herdadas. Por outro lado, as modificações de RNA respondem ao estado atual da célula, sendo dinâmicas e com efeitos significativos na estrutura e função celular, incluindo a produção de proteínas sob diferentes condições.
Por exemplo, em situações normais, certos padrões de modificação de RNA acionam a eliminação de RNAs que codificam proteínas de resposta ao estresse. Quando a célula sofre estresse, esse padrão é reprogramado para permitir o acúmulo dessas proteínas, ajudando na recuperação celular.
Diversidade Química do Epitranscriptoma Humano
A diversidade química das modificações de RNA é maior do que a das modificações de DNA. Além disso, além das variações nos blocos básicos do RNA, existem mais de 50 tipos químicos conhecidos como epitranscriptoma humano em uma célula. Em comparação, as marcas epigenéticas do DNA são muito mais restritas.
Pesquisas colaborativas, incluindo nosso laboratório, identificaram níveis elevados de modificações em um tipo específico de RNA chamado tRNA. Esse RNA transporta os blocos de construção das proteínas até as partes da célula responsáveis pela sua montagem.
Essas modificações no tRNA podem ser um fator chave para o desenvolvimento do câncer e a resistência à quimioterapia. Além disso, elas também estão relacionadas a doenças desenvolvimentais e neurológicas.
Matéria original: https://www.sciencealert.com/dark-matter-in-your-genome-could-unlock-new-disease-treatments
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