Principal diferença - mRNA vs tRNA

O RNA mensageiro (mRNA) e o RNA de transferência (tRNA) são dois tipos de RNAs principais que atuam na síntese de proteínas. Os genes que codificam proteínas no genoma são transcritos em mRNAs pela enzima RNA polimerase. Esta etapa é a primeira etapa na síntese de proteínas e é conhecida como codificação de proteínas. Este mRNA codificado por proteína é traduzido nos ribossomos em cadeias polipeptídicas. Esta etapa é a segunda etapa da síntese de proteínas e é conhecida como decodificação de proteínas. Os tRNAs são os portadores de aminoácidos específicos codificados no mRNA. o principal diferença entre mRNA e tRNA é que mRNA serve como o mensageiro entre genes e proteínas, enquanto tRNA carrega o aminoácido especificado para o ribossomo, a fim de processar a síntese de proteínas.

Este artigo explica,

1. O que é mRNA - Estrutura, Função, Síntese, Degradação 2. O que é tRNA - Estrutura, Função, Síntese, Degradação 3. Qual é a diferença entre mRNA e tRNA

O que é mRNA

O RNA mensageiro é um tipo de RNA encontrado nas células que codificam os genes que codificam as proteínas. O mRNA é considerado o portador da mensagem de uma proteína para o ribossomo, o que facilita a síntese protéica. Genes codificadores de proteínas são transcritos em mRNAs pela enzima RNA polimerase durante o evento conhecido como transcrição, que ocorre no núcleo. O transcrito de mRNA após a transcrição é referido como o transcrito primário ou pré-mRNA. A transcrição primária do mRNA sofre modificações pós-transcricionais dentro do núcleo. O mRNA maduro é liberado no citoplasma para tradução. A transcrição seguida pela tradução é o dogma central da biologia molecular, como mostrado na figura 1.

Figura 1: Dogma central da biologia molecular

Estrutura do mRNA

O mRNA é uma molécula linear de fita simples. Um mRNA maduro consiste em uma região de codificação, regiões não traduzidas (UTR), capa 5 'e uma cauda poli-A 3'. o região de codificação de mRNA contém uma série de códons, que são complementares aos genes que codificam proteínas no genoma. A região de codificação contém um códon de início para iniciar a tradução. O códon de início é AUG, que especifica o aminoácido metionina na cadeia polipeptídica. Os codões seguidos do codão de iniciação são responsáveis ​​pela determinação da sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica. A tradução termina no códon de parada. Os códons, UAA, UAG e UGA são responsáveis ​​pelo término da tradução. Além de determinar a sequência de aminoácidos do polipeptídeo, algumas regiões da região de codificação do pré-mRNA também estão envolvidas na regulação do processamento do pré-mRNA e servem como intensificadores / silenciadores de splicing exônico.

As regiões do mRNA encontradas primeiro e depois na região de codificação são chamadas de 5 ′ UTR e 3 ′ UTR, respectivamente. As UTRs controlam a estabilidade do mRNA variando a afinidade para as enzimas RNase que degradam os RNAs. A localização do mRNA é realizada no citoplasma pela 3 ′ UTR. A eficiência de tradução do mRNA é determinada pelas proteínas ligadas às UTRs. Variações genéticas na região 3 ′ UTR levam à suscetibilidade à doença, alterando a estrutura do RNA e a tradução da proteína.

Figura 2: Estrutura de mRNA maduro

O cap 5 ′ é um nucleotídeo modificado da guanina, 7-metilguanosina, que se liga por meio de uma ligação 5′-5′-trifosfato. A cauda 3'poly-A é várias centenas de nucleotídeos de adenina adicionados à extremidade 3 'do transcrito primário do mRNA.

O mRNA eucariótico forma uma estrutura circular ao interagir com a proteína de ligação poli-A e o fator de iniciação da tradução, eIF4E. As proteínas de ligação eIF4E e poli-A se ligam ao fator de iniciação da tradução, eIF4G. Esta circulação promove uma tradução eficiente em termos de tempo, circulando o ribossomo no círculo de mRNA. Os RNAs intactos também serão traduzidos.

Figura 3: O círculo de mRNA

Síntese, processamento e função do mRNA

O mRNA é sintetizado durante o evento conhecido como transcrição, que é a primeira etapa do processo de síntese de proteínas. A enzima envolvida na transcrição é a RNA polimerase. Os genes que codificam as proteínas são codificados na molécula de mRNA e exportados para o citoplasma para a tradução. Apenas o mRNA eucariótico sofre o processamento, que produz um mRNA maduro a partir do pré-mRNA. Três eventos principais ocorrem durante o processamento do pré-mRNA: adição de cap de 5 ′, adição de cap de 3 ′ e splicing de íntrons.

A adição de 5 ′ cap ocorre co-transcricionalmente. O cap 5 ′ serve como proteção contra RNases e é crítico no reconhecimento do mRNA pelos ribossomos. A adição de 3 ′ cauda poli-A / poliadenilação ocorre imediatamente após a transcrição. A cauda poli-A protege o mRNA de RNases e promove a exportação de mRNA do núcleo para o citoplasma. O mRNA eucariótico consiste em íntrons entre dois exons. Assim, esses íntrons são removidos da fita de mRNA durante o splicing. Alguns mRNAs são editados para alterar sua composição de nucleotídeos.

Tradução é o evento onde os mRNAs maduros são decodificados para sintetizar uma cadeia de aminoácidos. Os mRNAs procarióticos não possuem modificações pós-transcricionais e são exportados para o citoplasma. A transcrição procariótica ocorre no próprio citoplasma. Portanto, considera-se que a transcrição procariótica e a tradução ocorrem simultaneamente, reduzindo o tempo de síntese de proteínas. Os mRNAs eucarióticos maduros são exportados do núcleo para o citoplasma logo após seu processamento. A tradução é facilitada pelos ribossomos que flutuam livremente no citoplasma ou se ligam ao retículo endoplasmático nos eucariotos.

Degradação de mRNA

Os mRNAs procarióticos geralmente têm uma vida útil comparativamente longa. Mas, os mRNAs eucarióticos têm vida curta, permitindo a regulação da expressão gênica. Os mRNAs procarióticos são degradados por diferentes tipos de ribonucleases, incluindo endonucleases, 3 'exonucleases e 5' exonucleases. A RNase III degrada pequenos RNAs durante a interferência de RNA. A RNase J também degrada o mRNA procariótico de 5 ′ para 3 ′. Os mRNAs eucarióticos são degradados após a tradução apenas pelo complexo exossomo ou pelo complexo de decapagem. Os mRNAs eucarióticos não traduzidos não são degradados pelas ribonucleases.

O que é tRNA

O tRNA é o segundo tipo de RNA que está envolvido na síntese de proteínas. Os anticódons são carregados individualmente pelos tRNAs que são complementares a um códon particular no mRNA. O tRNA carrega o aminoácido especificado pelos códons do mRNA para os ribossomos. O ribossomo facilita a formação de ligações peptídicas entre os aminoácidos existentes e os que chegam.

Estrutura do tRNA

O tRNA consiste em estruturas primárias, secundárias e terciárias. o estrutura primária é uma molécula linear de tRNA. Tem cerca de 76 a 90 nucleotídeos de comprimento. o estrutura secundária é uma estrutura em forma de folha de trevo. o Estrutura terciária é uma estrutura 3D em forma de L. A estrutura terciária do tRNA permite que ele se encaixe no ribossomo.

Figura 4: A estrutura secundária do mRNA

A estrutura secundária do tRNA consiste em um grupo fosfato 5 'terminal. A extremidade 3 'do braço do aceitador contém a cauda CCA que está ligada ao aminoácido. O aminoácido está contentemente ligado ao grupo 3 'hidroxila da cauda do CCA pela enzima, aminoacil tRNA sintetase. O tRNA carregado de aminoácidos é conhecido como aminoacil-tRNA. A cauda CCA é adicionada durante o processamento do tRNA. A estrutura secundária tRNA consiste em quatro loops: loop D, loop T Ψ C, loop variável e loop anticódon. A alça anticódon contém o anticódon, que é uma ligação complementar com o códon do mRNA dentro do ribossomo. A estrutura secundária do tRNA torna-se sua estrutura terciária por empilhamento coaxial das hélices. A estrutura terciária do aminoacil-tRNA é mostrada na figura 5.

Figura 5: Aminoacil tRNA

Funções do tRNA

Um anticódon compõe-se de um tripleto de nucleotídeos, contendo individualmente em cada molécula de tRNA. É capaz de emparelhar bases com mais de um códon por meio de emparelhamento de bases oscilantes. O primeiro nucleotídeo do anticódon é substituído pela inosina. A inosina é capaz de fazer ligações de hidrogênio com mais de um nucleotídeo específico no códon. O anticodon está na direção de 3 ′ a 5 ′ para formar um par de bases com o códon. Portanto, o terceiro nucleotídeo do códon varia no códon redundante especificando o mesmo aminoácido. Por exemplo, os codões GGU, GGC, GGA e GGG codificam para o aminoácido glicina. Assim, um único tRNA traz a glicina para todos os quatro códons acima. Sessenta e um códons distintos podem ser identificados no mRNA. Mas, apenas trinta e um tRNAs distintos são necessários como transportadores de aminoácidos devido ao emparelhamento de base oscilante.

o complexo de iniciação de tradução é formado pela montagem de duas unidades ribossomais com tRNA de theaminoacyl. O aminoacil tRNA se liga ao sítio A e a cadeia polipeptídica se liga ao sítio P da subunidade grande do ribossomo. O codão de iniciação da tradução é AUG que especifica o aminoácido metionina. Os processos de tradução por meio da translocação do ribossomo no mRNA pela leitura da sequência do códon. A cadeia polipeptídica cresce formando ligações polipeptídicas com os aminoácidos de entrada.

Figura 6: Tradução

Além de seu papel na síntese de proteínas, também desempenha um papel na regulação da expressão gênica, processos metabólicos, preparação da transcrição reversa e respostas ao estresse.

Degradação de tRNA

O tRNA é reativado ligando-se a um segundo aminoácido específico a ele após a liberação de seu primeiro aminoácido durante a tradução. Durante o controle de qualidade do RNA, duas vias de vigilância estão envolvidas na degradação de pré-tRNAs hipo-modificados e mal processados ​​e tRNAs maduros que não têm modificações. As duas vias são as vias de vigilância nuclear e a via de decomposição rápida do tRNA (RTD). Durante o via de vigilância nuclear, pré-tRNAs modificados erroneamente ou hipo-modificados e tRNAs maduros são submetidos a poliadenilação da extremidade 3 'pelo complexo TRAMP e sofrem rápida renovação. Foi descoberto pela primeira vez na levedura Saccharomyces cerevisiae. o via de decaimento rápido de tRNA (RTD) foi observada pela primeira vez na cepa mutante de levedura trm8∆trm4∆ que é sensível à temperatura e carece de enzimas de modificação de tRNA. A maioria dos tRNAs são dobrados corretamente em condições normais de temperatura. Porém, variações de temperatura levam a tRNAs hipo-modificados e eles são degradados pela via de RTD. Os tRNAs contendo mutações na haste aceitadora, bem como na haste T, são degradados durante a via de RTD.

Diferença entre mRNA e tRNA

Nome

mRNA: OM significa mensageiro; RNA mensageiro

tRNA: OT significa transferência; transferência de RNA

Função

mRNA: O mRNA serve como mensageiro entre genes e proteínas.

tRNA: O tRNA carrega o aminoácido especificado para o ribossomo, a fim de processar a síntese protéica.

Localização da Função

mRNA: O mRNA funciona no núcleo e no citoplasma.

tRNA: O tRNA funciona no citoplasma.

Codon / Anticodon

mRNA: O mRNA carrega uma sequência de códons que é complementar à sequência de códons do gene.

tRNA: O tRNA carrega um anticódon que é complementar ao códon no mRNA.

Continuidade da Sequência

mRNA: O mRNA carrega uma ordem de códons sequenciais.

tRNA: O tRNA carrega anticódons individuais.

Forma

mRNA: O mRNA é uma molécula linear de fita simples. Às vezes, o mRNA forma as estruturas secundárias como laços de grampo de cabelo.

tRNA: O tRNA é uma molécula em forma de L.

Tamanho

mRNA: O tamanho depende dos tamanhos dos genes que codificam as proteínas.

tRNA: Tem cerca de 76 a 90 nucleotídeos de comprimento.

Apego aos Aminoácidos

mRNA: O mRNA não se liga aos aminoácidos durante a síntese de proteínas.

tRNA: O tRNA carrega um aminoácido específico ligando-se a seu braço aceitador.

Destino após o funcionamento

mRNA: O mRNA é destruído após a transcrição.

tRNA: O tRNA é reativado anexando-o a um segundo aminoácido específico a ele após a liberação de seu primeiro aminoácido durante a tradução.

Conclusão

O RNA mensageiro e o RNA de transferência são dois tipos de RNAs envolvidos na síntese de proteínas. Ambos são compostos por quatro nucleotídeos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Os genes que codificam proteínas são codificados em mRNAs durante o processo conhecido como transcrição. Os mRNAs transcritos são decodificados em uma cadeia de aminoácidos com o auxílio de ribossomos durante o processo conhecido como tradução. O aminoácido especificado necessário para a decodificação de mRNAs em proteínas é transportado por tRNAs distintos para o ribossomo. Sessenta e um códons distintos podem ser identificados no mRNA. Trinta e um anticódons distintos podem ser identificados em tRNAs distintos, especificando os vinte aminoácidos essenciais. Portanto, a principal diferença entre mRNA e tRNA é que o mRNA é um mensageiro de uma proteína específica, enquanto o tRNA é um transportador de um aminoácido específico.

Referência: 1. “RNA mensageiro.” Wikipedia. N.p.: Wikimedia Foundation, 14 de fevereiro de 2017. Web. 5 de março de 2017.2. “Transfer RNA.” Wikipedia. N.p.: Wikimedia Foundation, 20 de fevereiro de 2017. Web. 5 de março de 2017. 3. “Structural bioquímica / ácido nucleico / RNA / RNA de transferência (tRNA) - Wikibooks, livros abertos para um mundo aberto.” WL. Rede. 5 de março de 2017 4.Megel, C. et al “Survaillence and cleavage of eucarióticos tRNAs”. Jornada Internacional de Ciências Moleculares,. 2015, 16, 1873-1893; doi: 10.3390 / ijms16011873. Rede. Acessado em 6 de março de 2017

Cortesia da imagem: 1. “MRNA-interação” - uploader original: Sverdrup na Wikipédia em inglês. (Domínio Público) via Commons Wikimedia2. “Maduro mRNA” (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia3. “MRNAcircle” de Fdardel - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia4. “TRNA-Phe yeast en” Por Yikrazuul - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia5. “Peptide syn” Por Boumphreyfr - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia6. “Aminoacyl-tRNA” Por Scientific29 - Trabalho do próprio (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia