Fundamentos da Biologia Celular - Alberts et al - 2017 - 4 Edicao-377

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350 Fundamentos da Biologia Celular
Uma das maneiras mais rápidas e fáceis de silenciar genes em células e or-
ganismos é via interferência de RNA (RNAi). Descoberta em 1998, a RNAi ex-
plora um mecanismo natural utilizado em uma ampla variedade de plantas e 
animais para se proteger contra certos vírus e a proliferação dos elementos gené-
ticos móveis (discutidos no Capítulo 9). A técnica envolve a introdução, em uma 
célula ou organismo, de moléculas de RNA de fita dupla com uma sequência de 
nucleotídeos que pareia com o gene a ser inativado. O RNA de fita dupla é clivado 
e processado por uma maquinaria de RNAi especial para produzir fragmentos 
de fita dupla mais curtos, chamados de pequenos RNAs de interferência (siR-
NAs, do inglês, small interfering RNAs). Esses siRNAs são separados para formar 
fragmentos de RNA de fita simples que hibridizam com o mRNA do gene-alvo e 
promovem sua degradação (ver Figura 8-26). Em alguns organismos, os mesmos 
fragmentos podem promover a produção de mais siRNAs permitindo a inativação 
de forma contínua dos mRNAs-alvo.
A RNAi frequentemente é utilizada para inativar genes em linhagens celula-
res cultivadas de mamíferos, Drosophila e o nematódeo C. elegans. A introdução 
de RNAs de fita dupla em C. elegans é particularmente fácil: o verme pode se 
alimentar de E. coli que foram modificadas por engenharia genética para pro-
duzir os RNAs de fita dupla que acionam a RNAi (Figura 10-34). Esses RNAs se 
convertem em siRNAs, que se distribuem pelo corpo do animal para inibir a ex-
pressão do gene-alvo em vários tecidos. Para muitos organismos cujos genomas 
foram completamente sequenciados, a RNAi pode, em princípio, ser usada para 
explorar a função de qualquer gene, e grandes coleções de vetores de DNA que 
produzem esses RNAs de fita dupla estão disponíveis para algumas espécies.
Um gene conhecido pode ser removido ou 
substituído por uma versão alterada
Apesar da sua utilidade, a RNAi tem algumas limitações. Genes que não são alvo 
algumas vezes são inibidos junto com o gene de interesse, e certos tipos de células 
são totalmente resistentes à RNAi. Mesmo para tipos celulares nos quais o mecanis-
mo funciona de maneira eficiente, a inativação gênica via RNAi muitas vezes é tem-
porária, recebendo a descrição de atenuação gênica (do inglês, gene knockdown).
Felizmente, existem outros meios, mais específicos e eficazes, de eliminar a 
atividade gênica em células e organismos. Com o uso de técnicas de DNA recom-
binante, a sequência codificadora de um gene clonado pode ser alterada in vitro 
para modificar as propriedades funcionais do seu produto proteico. De modo al-
ternativo, a região codificadora pode ser mantida intacta e a região reguladora do 
gene alterada, de maneira que a quantidade de proteína produzida seja alterada 
ou o gene seja expresso em um tipo diferente de célula ou em um momento di-
ferente durante o desenvolvimento. Ao introduzir esse gene alterado de volta no 
E. coli, expressando
RNA de fita dupla,
ingerida pelo verme
(A)
(B)
(C)
20 μm
Figura 10-34 A função gênica pode ser testada por interferência 
de RNA. (A) RNA de fita dupla pode ser introduzido em C. elegans (1) 
alimentando os vermes com E. coli que expressam o RNA de fita dupla 
ou (2) injetando o RNA de fita dupla diretamente no intestino do animal. 
(B) Em um embrião do verme do tipo selvagem, os pronúcleos do óvulo 
e do espermatozoide (setas vermelhas) migram para a metade posterior 
do embrião logo após a fertilização. (C) Em um embrião no qual um 
determinado gene foi silenciado por RNAi, os pronúcleos falham na 
migração. Tal experimento revelou uma função importante desse gene 
no desenvolvimento embrionário, antes desconhecida. (B e C, de P. 
Gönczy et al., Nature 408:331–336, 2000. Com permissão de Macmillan 
Publishers Ltd.)
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