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O ácido ribonucleico (RNA) é essencial para a vida celular, servindo como um mensageiro que transporta a informação genética do DNA para a maquinaria de síntese de proteínas da célula. O RNA ribossômico combina-se com proteínas para formar ribossomos, as fábricas de proteínas da célula. O RNA transportador leva aminoácidos aos ribossomos, permitindo a tradução do RNA mensageiro em cadeias polipeptídicas. Outras espécies de RNA regulam a atividade celular. A enzima RNA polimerase (RNAP), existente em múltiplas formas, orquestra o alongamento das cadeias de RNA durante a transcrição do DNA.

Estrutura da RNA Polimerase

Nas células eucarióticas, os RNAPs são classificados de I a V, cada um com uma estrutura distinta e produzindo uma classe específica de RNA. Por exemplo, RNAP II sintetiza RNA mensageiro (mRNA). As células procarióticas possuem um único tipo de RNAP. A enzima compreende várias subunidades proteicas que coordenam várias funções durante a transcrição. Um sítio ativo ligado ao magnésio dentro do complexo adiciona unidades de açúcar-fosfato ao RNA nascente, anexando bases de nucleotídeos de acordo com as regras de emparelhamento de bases.

Emparelhamento básico

A espinha dorsal do DNA consiste em resíduos alternados de açúcar e fosfato, com quatro bases nitrogenadas – adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) – ligadas a cada açúcar. A sequência de pares de bases ao longo do DNA determina a sequência de aminoácidos das proteínas. O DNA normalmente adota uma conformação de hélice dupla, onde A emparelha com T e C emparelha com G. O RNA, um análogo de fita simples, segue a mesma lógica de emparelhamento, mas substitui a timina por uracila (U).

Iniciação da transcrição

A iniciação requer um complexo de fatores de iniciação proteica e RNA polimerase que reconhece regiões promotoras no DNA. Esses promotores demarcam unidades de transcrição – agrupamentos de um ou mais genes. O complexo RNAP desenrola um pequeno segmento da dupla hélice para formar uma bolha de transcrição e, em seguida, lê a fita modelo base por base para iniciar a síntese de RNA.

Alongamento e Terminação

Antes do verdadeiro alongamento, o complexo RNAP pode realizar falsas partidas, transcrevendo cerca de dez nucleotídeos antes de abortar e reiniciar. O alongamento começa quando os fatores iniciadores se separam, liberando o RNAP para recrutar fatores de alongamento que facilitam o movimento das bolhas ao longo do DNA. A polimerase então estende a fita de RNA, incorporando nucleotídeos complementares. Se ocorrer um emparelhamento incorreto, o RNAP pode clivar e ressintetizar o segmento defeituoso. A transcrição termina quando a enzima encontra uma sequência de parada; a transcrição completa do RNA, juntamente com os fatores de iniciação e o DNA, é liberada.