MicroRNA

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O controle da tradução e a degradação do RNAm constituem etapas de notável importância no processo de regulação da expressão gênica, mediada pela ação de pequenas moleculas de RNA contendo de 21 a 26 nucleotideos, denominadas miRNAs ou siRNAs. Tais moleculas caracterizam-se por serem efetivas moduladoras da expressão gência em diversas células eucarióticas, podendo afetar tanto os processos de tradução e degradação do RNA mensageiro, como a manutenção da condensação de regioes da cromatina e da supressão da transcrição nas proximidades de tais regioes, alterando, assim, as taxas transcricionais celulares.
Originalmente descritas a partir de analises celulares do nematódeo Caenorhabditis elegans, inumeras moléculas similares e seus possíveis alvos já foram investigadas nos genomas de plantas e animais. Análises de Bioinformática aventam que aproximadamente 30% dos genes humanos podem ser regulados por miRNAs. 
Embora funcionalmente equivalentes, miRNAs e siRNAs são moleculas distintas no que se refere as suas biogêneses. De uma forma geral, microRNAs são transcritos longas moleculas de RNA, que realizam autopareamento através de dobras e, em seguida, é fracionado por ação enzimática, liberando fragmentos de dupla hélice com cerca de 22 nucleotídeos. Em contrapartida, siRNAs são moléculas sintéticas de dupla fita de RNA contendo de 19 a 30 pares de bases, originarias da clivagem de longas moléculas de RNA dupla cadeia (dsRNA) endogenas ou exogenas, pela ação da nuclease Dicer e que atuam por meio de pareamento a sequências complementares ao RNA mensageiro alvo, causando sua degradação e, portanto, silenciamento específico do gene (imagem 1).
 
Imagem 1: Sintese de siRNA
A regulação da expressão gênica é intimamente relacionada ao controle citoplasmatico dos processos de tradução e degradação do RNAm, sendo tal regulação mediada pela ação de microRNA, através de ocasionar o silenciamento do RNAm citoplasmatico ou por desencadear um processo denominado clivagem endonucleolitica, com consequente repressão da tradução da molecula do RNAm, ou ainda, por causar a aceleração do processo de desintegração do RNAm. Tal regulação direcionada por miRNAs ou siRNAs é conhecida como silenciamento do RNA ou ainda interferencia por RNA (RNAi). 
As moleculas denominadas microRNA, ao serem incorporadas na forma ativa a um complexo intracitoplasmático, conecta-se a uma sequência complementar de nucleotídeos do mRNA-alvo, ocasionando assim o seu silenciamento, por inibição da tradução ou degradação do mRNA. A interferência por RNA (RNAi), por sua vez, é um mecanismo de silenciamento gênico pós-transcricional mediado por pequenos RNAs de fita dupla capazes de reconhecer especificamente uma sequência de mRNA-alvo e mediar sua clivagem ou repressão traducional. 
O emprego da RNAi como uma artificio para realização da terapia gênica tem sido amplamente pesquisada, especialmente no que tange a infecções virais, câncer, desordens genéticas herdadas, doenças cardiovasculares ou ainda doenças reumáticas. Os conhecimentos acerca do silenciamento gênico mediado por RNAi podem ocasionar a determinação funcional de inumeros genes expressos em uma célula e sua regulação para a manutenção da homeostase celular.
 
O controle de expressão gênica pode ser realizado em diversas etapas (imagem 2): Após a transcrição, o mRNA é submetido ao processo de remoção de introns e junção de éxons, denominado splicing (imagem 3), seguido de sua maturação, transporte e tradução, até a sua degradação. Tais processamentos são sujeitos a mecanismos regulatórios a partir da ação do microRNA, o que torna o mRNA um elemento central no controle da expressão gênica. A formação da extremidade 3' do mRNA, que inclui clivagem endonucleolítica e poliadenilação, constitui um importante estágio de maturação do mRNA antes deste ser transportado para o citoplasma.
Imagem 2: Etapas gerais da síntese protéica
Imagem 3: Detalhamento de mecanismo de Splicing
Os genes que codificam miRNAs são transcritos a partir de uma enzima denominada RNA polimerase II em um microRNA primário que, logo em seguida, é clivado ainda no núcleo por um complexo proteico RNase III – Pasha/DGCR8. Tal complexo apresenta um domínio de ligação para dsRNA. A clivagem resulta na formação de um microRNA precursor,o qual contem uma porção de fita dupla e uma alça de fita simples (hairpin). O miRNA precursor é, por sua vez, exportado para o citoplasma por intermédio da proteina exportina-5, clivado pela RNAse Dicer, gerando um miRNA com cerca de 22 nucleotídeos de comprimento.O processo em questão relaciona-se intimamente a presença de um complexo denominado RISC (RNA-Induced Silencing Complex), ao qual pertente algumas proteinas especificas, dentre elas a Argonauta (Ago2). O complexo RISC permite o pareamento entre a fita do miRNA incorporada e a região homóloga do mRNA-alvo por complementaridade de bases. Normalmente, quando a complementaridade é total, ocorre degradação do mRNA e, quando parcial, ocorre repressão da tradução e posterior degradação do mRNA (imagem 3).
Imagem 4: Representação esquemática da síntese do microRNA e sua interferência sobre o RNAm.