Três tipos principais de RNA estão envolvidos na síntese de proteínas: RNA mensageiro (mRNA), RNA de transferência (tRNA) e RNA ribossômico (rRNA). Esses RNAs desempenham diversas funções e podem ser amplamente classificados como RNA codificador ou não codificante de proteínas. Os RNAs não codificantes desempenham papéis importantes na regulação da expressão gênica em resposta a mudanças ambientais e de desenvolvimento. RNAs não codificantes em procariontes podem ser manipulados para desenvolver medicamentos antibacterianos mais eficazes para uso humano ou animal.

O RNA desempenha funções diversas, mas cooperativas

O dogma central da biologia molecular afirma que o DNA contém as informações que codificam as proteínas, e o RNA usa essas informações para direcionar a síntese de proteínas.

O RNA mensageiro (mRNA) é o RNA codificador de proteínas. Consiste em códons - sequências de três nucleotídeos que codificam um aminoácido específico. O RNA de transferência (tRNA) e o RNA ribossômico (rRNA) são RNAs não codificantes. O tRNA atua como uma molécula adaptadora que lê a sequência de mRNA e coloca os aminoácidos na ordem correta na cadeia polipeptídica em crescimento. O rRNA e outras proteínas compõem o ribossomo - a sede da síntese de proteínas na célula. Durante a tradução, os ribossomos se movem ao longo de uma fita de mRNA, onde estabilizam a ligação das moléculas de tRNA e catalisam a formação de ligações peptídicas entre os aminoácidos. Assim, diferentes tipos de RNA desempenham funções específicas, mas complementares, durante a síntese de proteínas.

RNAs não codificantes em eucariotos regulam a expressão gênica

RNAs não codificantes diferentes de tRNA e rRNA foram inicialmente considerados "lixo genômico", uma vez que não codificavam proteínas. No entanto, seus papéis na regulação da expressão gênica foram descobertos nas últimas décadas e continuam a ser amplamente pesquisados. Com base em seu comprimento, os RNAs não codificantes podem ser classificados como pequenos RNAs reguladores (< 100 nucleotídeos) ou RNAs longos não codificantes (> 200 nucleotídeos).

Tanto os RNAs reguladores pequenos quanto os RNAs não codificantes longos regulam a expressão gênica alterando vários estágios de transcrição e tradução. Os RNAs não codificantes afetam o splicing de mRNA - remoção de segmentos não codificantes e união das sequências codificadoras de proteínas. Dessa forma, eles controlam a formação de diferentes variantes de proteínas a partir de um único gene. Pequenos RNAs reguladores, como microRNAs (miRNAs) e pequenos RNAs interferentes (siRNAs), ligam-se a sequências complementares no mRNA e inibem a síntese de proteínas, bloqueando o acesso da maquinaria de tradução ao mRNA ou degradando o próprio mRNA. RNAs longos não codificantes interagem e recrutam enzimas que modificam quimicamente o DNA e as histonas - proteínas que ajudam a empacotar o DNA no núcleo - para ativar ou reprimir a transcrição.