RNAs regulatórios são encontrados em eucariotos e procariotos. Os RNAs não codificadores de proteínas mais conhecidos são os ribossômicos e os transportadores, sendo os RNAs nucleares (participantes no processo de splicing), os snoRNAs (condução de modificações químicas em outros RNAs), os siRNAs e os microRNAs menos conhecidos;
Os RNAs apresentam uma estrutura muito mais versátil que o DNA, o que permite a realização de diferentes funções. Além disso, podem assumir estruturas terciárias funcionais e reconhecer RNAs complementares por pareamento de bases. Esses dois últimos mecanismos mencionados permitem o recrutamento de proteínas para a cromatina.
RNAs não codificadores na regulação da expressão gênica: regulação em cis e trans do dobramento do RNA nos PROCARIOTOS
Em procariotos, o operon do triptofano é regulado ao nível do RNA, em mecanismo de atenuação semelhante ao de riboswitches. O RNA policistrônico é transcrito e assume estrutura terciária, podendo formar uma alça/hairpin, por exemplo;
Esses hairpins podem ser de diferentes tipos, a depender da concentração de triptofano na célula, que regula a velocidade com a qual o ribossomo percorre o RNA. Em caso de pouco triptofano, o ribossomo vai ter dificuldade de arranjar um RNAt carregado com essa substância e se deslocará lentamente. Dependendo do tipo de alça formada, a tradução é interrompida, haja vista que esse tipo pode ser uma alça de terminação;
Ainda em procariotos, os riboswitches são genes ou operons regulados pela estrutura do RNA durante a transcrição. A interação desse RNA com uma pequena molécula é determinante para a regulação da transcrição, nesse caso. O RNA assumirá uma estrutura que permite os processos de transcrição e tradução ou não;
A regulação em trans, por outro lado, é realizada pela proteína, que assume uma estrutura secundária de regulação de genes, guiada pelos CRISPR RNAs (sgRNAs), por exemplo. Esse mecanismo protege as bactérias de infecções por plasmídeos exógenos e bacteriófagos;
CRISPR são regiões repetitivas e palindrômicas de DNA bacteriano, separadas por sequências espaçadoras. Ambas as sequências são transcritas, sendo que a porção transcrita das regiões repetitivas se estrutura em alças. Tais alças são importantes para a associação do RNA às proteínas;
Alguns genes encontram-se associados às regiões CRISPR e são responsáveis pela produção de proteínas CAS, que formam um complexo denominado “Cascade”. Esse complexo reconhece as alças do transcrito inicial e realiza a clivagem desse último com seu componente RNAse, formando fragmentos de região repetitiva+região espaçadora. O complexo permanece associado aos fragmentos (crRNAs), mesmo após a clivagem;
Enfim, outras proteínas intermedeiam a interação do complexo Cascade + Fragmento com alvos majoritariamente exógenos no DNA, que acabam degradados e inativados. Alguns desses complexos podem ainda realizar a incorporação do material genético do invasor ao hospedeiro, tornando esse último resistente;
Os CRISPR RNAs podem ser utilizados na manipulação genética, em que uma região de RNA-guia é complementar a um determinado exon de RNA. A proteína Cas9, realiza uma quebra da dupla-fita por conta de sua atividade de endonuclease, possibilitando a ocorrência de mecanismos de reparo (recombinação homóloga ou não-homóloga). Tais mecanismos podem resultar visar a uma edição precisa do gene ou sua inativação.
É possível usar CRISPR para realizar um knockout de algum gene através de inserção/deleção de algumas bases, comprometendo a leitura do DNA na transcrição (quando é feita a junção não homóloga de extremidades, que é inespecífica); ou para realizar a inserção precisa de um gene específico, através da recombinação homóloga.
