7 de março de 2009

microRNAs, macroPossibilidades


Já algum tempo que tenho ouvido falar dos microRNAs, uma nova classe de RNAs curtos e não codificantes (não são traduzidos em proteínas), porém, não menos importantes! Estes pequenos segmentos de RNA (~20 bases) hibridam nos seus RNAs mensageiros alvo e assim regulam negativamente a sua tradução ou induzem a sua degradação. Em animais, os microRNAs hibridam com o mRNA alvo na sua UTR 3’ (untranslated region) por meio de um pareamento de bases imperfeito o que acaba por impedir o prosseguimento da tradução. Já em plantas, há complementariedade completa (ou quase) entre o microRNA e o seu alvo e portanto o pareamento entre os dois é perfeito, resultando na degradação por clivagem do mRNA alvo devido a formação de uma dupla fita de RNA que é imediatamente degradada.

O importante nesta história é que os microRNAs constituem mais um mecanismo de regulação da expressão gênica. Mais uma forma de se controlar com especificidade quando, onde e com que intensidade os genes são expressos. A importância evolutiva destes mecanismos refinados de controle da expressão gênica eu já discuti um pouco por aqui antes. A meu ver, no entanto, mais importante que saber quando um determinado gene é expresso, ou não, é identificar e entender que mecanismos o regulam. Entendendo-se esta mecânica e toda a sucessão de eventos moleculares envolvidas poderíamos, dadas as circunstâncias, prever como os genes se comportariam e com isso ter uma idéia das conseqüências, dos efeitos biológicos das mais diversas “circunstâncias”: doenças, estresse térmico, oxidativo, exposição a poluentes, drogas e fármacos, etc.

Colocado assim, talvez pareça simples, mas não é. Os genes são muitos e, para a maioria das espécies, os seqüenciados são poucos. E se não conhecemos os genes, como estudá-los? As circunstâncias são infinitas. Os mecanismos de regulação gênica também parecem ser muitos e complexos. Mas o que me chamou atenção nos microRNAs é que um mesmo microRNA pode regular a expressão de vários genes alvo, assim como fatores de transcrição regulam um grupo de genes, e assim influenciar diferentes vias simultaneamente. Cada via de regulação gênica tem como alvo um grupo de genes correlacionados que se comportam da mesma forma, dada uma certa circunstância. Os genes, por sua vez, podem estar sujeitos a regulação por diferentes vias e, portanto, podem fazer parte de diferentes grupos, dependendo das circunstâncias.

O que eu concluo disso tudo, que pode já ser óbvio para muitos, é que é importante e mais fácil primeiramente estudar os elementos chaves desta rede de vias de regulação gênica. E, acredito, que os microRNAs sejam um elemento chave importante e que até então era ignorado. Por exemplo, resolvi escrever este post quando estava lendo um paper que descrevia a identificação de novos microRNAs induzidos por metais pesados em arroz e também os possíveis alvos destes microRNAs (Huang et al, 2008). Então, acho que é mais parcimonioso avaliar o nível de expressão de um destes microRNAs (e por tabela dos seus genes alvo) do que olhar para cada um dos genes sujeitos a sua regulação...É claro, atualmente, existe a técnica de microarrays, que possibilita avaliar a expressão de milhares de genes e inclusive já vi trabalhos de microarray para microRNAs. No entanto, esta técnica ainda é muito cara e não está disponível para a maioria dos laboratórios. Então, para quem só possa fazer um PCR quantitativo ou semi quantitativo ou northen blot, avaliar a expressão de um só microRNA pode significar acessar a informações sobre os níveis de expressão gênica de muitos outros genes.

Além disso, a regulação por microRNAs parece ser bem comum (no genoma humano, já foram identificados 462 microRNAs e estima-se que este número chegue a 1000) e até pouco tempo não era nem considerada! É mais uma forma de regular a expressão dos genes e a nível pós transcricional, o que significa, por exemplo, que, ao menos em animais onde a tradução é apenas bloqueada pelos microRNAs, esta regulação não seria detectada por técnicas que avaliam os níveis de mRNA.

...talvez tenha sido um pouco confusa neste post! Isso que dá meses sem postar.

9 comentários:

Fabricio disse...

Olá Juliana! Ficou bem claro sim a sua postagem (pelo menos pra quem é da área hehe.
Mas fiquei com duas dúvidas: Os animais não tem regulação por Interferência por RNA (RNAi)? Aliás, esse seria um tema interessante, pois o RNAi é um pouco mais complicado pq envolve enzimas... Então, fica a minha sugestão!
A outra dúvida é: Os procariontes (bactérias) possuem micro RNA? Acho que não, pq a transcrição e tradução são quase simultâneas, mas mesmo assim fiquei me perguntando que tipos de regulações pós transcricionais eles teriam!
Abraços e parabéns pelo Blog!

Juliana Americo disse...

Olá Fabrício! Obrigada pela visita e pelo comentário!

Este tipo de mecanismo está restrito a eucariotos, sim. Em procariotos, em geral, a regulação é feita a nível transcricional. No entanto, existe um mecanismo de regulação pós transcricional comum em bactérias:"RNA antisenso", onde um mRNA antisenso (complementar ao mRNA alvo) é sintetizado a partir do mesmo gene, porém da fita oposta. A Traduação é impedida devido a formação de um RNA dupla fita.

O RNAi funciona em animais, uma vez que é usado experimentalmente como um método de silenciamento gênico em lab. Mas não tenho certeza se é uma forma de regulação natural em animais. É bastante comum em plantas, como um mecanismo de defesa contra vírus (os que tem RNA fita dupla como material genético).

Vou aceitar sua sugestão e escrever um post mais detalhado sobre small RNAs (que inclui os microRNAs e também os RNA de interferência) e ver se respondo melhor sua pergunta hehe

Abraços

Fabricio disse...

Interessante esta questão do RNA antisenso em bactérias produzido pela fita complementar.
Quanto ao RNAi, acredito que seja um mecanismo natural sim, pq envolve enzimas etc.
Vou aguardar então o post (mas não tenha pressa hehe) =)

Rafa disse...

Parabens! vc tem um lindo e explicativo blog!!!

Juliana Americo disse...

Rafa, obrigada!

Eliane, a Lia disse...

uau, teu blog tá bombando!!!!

Juliana Americo disse...

estou tendo un surto de postagens! hehe

Flávia Divino disse...

Ei Juliana, parabéns pelo blog.
Tenho uma dúvida...você ja leu algum trabalho que descreva a presença de microrna em leveduras??

Juliana Americo disse...

Obrigada, Flávia!

Este artigo da Nature mostra que S. cerevisae tem uma via ativa de RNAi envolvida na formação de heterocromatina:

http://www.nature.com/nsmb/journal/v16/n10/full/nsmb1009-1008.html