doi.org/10.1073/pnas.2408313121
Credibilidade: 999
#RNA
Um estudo recente identificou uma nova bioquímica para as funções do RNA em baixas temperaturas.
O ácido ribonucleico (RNA) é uma molécula biológica vital que desempenha um papel significativo na genética dos organismos e é essencial para a origem e a evolução da vida.
Estruturalmente semelhante ao DNA, o RNA desempenha várias funções biológicas, em grande parte determinadas por sua conformação espacial, ou seja, a maneira como a molécula se dobra sobre si mesma.
Agora, um artigo publicado no Journal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) descreve, pela primeira vez, como o processo de dobramento de RNA em baixas temperaturas pode abrir uma nova perspectiva sobre a bioquímica primordial e a evolução da vida no planeta.
O estudo é liderado pelo professor Félix Ritort, da Faculdade de Física e do Instituto de Nanociência e Nanotecnologia (IN2UB) da Universidade de Barcelona, e também é assinado pelos especialistas do IN2UB Paulo Rissone, Aurélien Severino e Isabel Pastor.
New biochemistry for RNA at low temperatures
RNA is formed by linking molecules of ribose (a monosaccharide) with phosphate groups that bind to four types of nitrogenous bases: adenine (A), guanine (G), cytosine (C), and uracil (U).
Tanto a sequência de bases quanto a estrutura tridimensional do RNA são fatores determinantes na grande versatilidade das funções que caracterizam a molécula.
A equipe utilizou o desdobramento mecânico do RNA para entender com precisão as diversas formas que o RNA assume quando se desdobra sobre si mesmo.
Fèlix Ritort, chefe do Laboratório de Pequenos Biossistemas do Departamento de Física da Matéria Condensada da UnB, diz que “as estruturas dobradas das moléculas biológicas, desde o DNA até o RNA e as proteínas, determinam sua ação biológica.
Sem estrutura, não há função e, sem função, não há vida.”
O estudo revela que as sequências de RNA que criam estruturas de pinos de cabelo começam a adotar novas estruturas compactas abaixo de 20°C.”
Todas as moléculas de RNA estudadas compartilham estruturas novas e inesperadas em baixas temperaturas”, observa o relatório.
“Identificamos uma faixa de temperaturas entre 20°C e 50°C.
Abaixo de 20°C, as interações entre ribose e água começam a se tornar importantes, e um máximo de estabilidade de RNA é alcançado a 5°C, onde a densidade da água é máxima.
Abaixo de 5ºC, a estabilidade do novo RNA é determinada pelas interações entre a ribose e a água até 50ºC, quando o RNA se desdobra novamente, levando ao fenômeno da desnaturação a frio”.
O artigo hipotetiza que essa faixa de temperatura é universal e comum a todas as moléculas de RNA, embora seja modulada pela sequência e por outras condições ambientais, como o sal e a acidez do meio.
Esses ramos de RNA são estruturas simples estabilizadas pela formação de pares de bases complementares, nos quais a adenina se liga ao auracil (A-U) e a guanina se liga à citosina (G-C).
Os pesquisadores acreditam que essas novas estruturas “são criadas devido à formação de ligações de hidrogênio entre a ribose e a água, que pesam tanto ou mais do que as interações entre as bases complementares no RNA (A-U e G-C)”.”
De fato”, acrescenta Ritort, “esse fenômeno só é observado no RNA, ao passo que não é observado no DNA, onde o próton na posição 2’da desoxirribose não forma ligações de hidrogênio com a água”.
Para chegar às suas conclusões, a equipe aplicou a técnica de espectroscopia de força de pinça óptica, uma técnica fina e precisa para medir a termodinâmica molecular.
Essa técnica tornou possível medir as mudanças de entropia e a capacidade de calor durante o dobramento de diferentes RNAs.
Portanto, ele detecta uma diminuição na capacidade de calor do estado dobrado em torno de 20°C, indicando uma redução no número de graus de liberdade do RNA dobrado (provavelmente devido ao efeito induzido pelas ligações de ribose-água).
Além da visão tradicional do RNAMas quais são as implicações que esse fenômeno pode ter para a bioquímica e as funções biológicas do RNA”Um primeiro ponto sendo observado é que o predomínio das interações entre a ribose e a água representa uma alteração das regras até então conhecidas que determinam como a bioquímica do RNA é estabilizada pelas forças de empilhamento de pares A-U e G-C e de base para base.
O professor da UnB acrescenta que “essa nova bioquímica alterada que definimos no artigo tem implicações para os organismos que habitam as regiões frias da Terra (psicrófilos),desde as regiões alpinas até as águas profundas dos oceanos e territórios árticos, em temperaturas abaixo de 10ºC na fase eutética da água salina.”
Além das regras de emparelhamento específicas de A-U e G-C, a nova bioquímica de RNA determinada pelas interações entre a ribose e a água indica a existência de uma bioquímica primitiva e grosseira baseada na ribose e em outros açúcares que precede a do próprio RNA, que chamamos de mundo do RNA doce.
Essa bioquímica primitiva possivelmente começou evoluindo em ambientes frios no vasto espaço sideral, provavelmente em corpos celestes próximos às estrelas e sujeitos a ciclos térmicos de calor e frio”, conclui Ritort.
Publicado em 17/09/2024 15h49
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