Mecanismos de ação dos microRNAs

Os mecanismos de ação dos microRNAs podem ser classificados em cinco mecanismos gerais: processo de inibição da tradução, desestabilização do RNA-alvo, silenciamento transcricional, promoção da transcrição e aumento da eficiência da tradução. Cabe mencionar que esses processos ainda não são amplamente compreendidos, de modo que não há conhecimento se atuam independente, sequencial ou simultaneamente.

5.1.4.1 Processos de inibição da tradução - Competição pelo 5’ CAP

O início da tradução acontece através do reconhecimento do 5’ CAP. Nesse contexto, a literatura sugere três vertentes que poderiam explicar o processo de inibição da tradução pela competição dessa estrutura (42, 43). A primeira vertente reporta que os microRNAs e seus alvos não estão associados a fração polirribossomal, ou seja, que os microRNAs podem impedir a geração do complexo formado entre mRNAs e ribossomos

(44). A segunda vertente, sugere que transcritos independentes de 5’ CAP não são reprimidos por microRNAs (44-46). Por fim, a terceira vertente afirma que a parte central da proteína argonauta (AGO) possui um domínio similar ao da proteína de ligação ao CAP, competindo com o 5’ CAP e não permitindo que a tradução se inicie (47).

- Inibição da montagem dos ribossomos

Alguns microRNAs podem impedir o início do processo de tradução inibindo a montagem dos ribossomos. A proteína argonauta-2 (AGO2) se associa ao fator de iniciação da tradução eucariótica-6 (eIF6)¹ e à maior subunidade ribossomal, assim o AGO2 impede a interação da subunidade maior com a menor, subsequentemente impedindo a montagem do ribossomo e, por sua vez, a tradução (48).

- Deadenilação seguida pelo bloqueio da iniciação da tradução

Esse modo de ação dos microRNAs consiste num processo de deadenilação promovido pelo let-7, o que acarreta no impedimento da circulação do mRNA, ou seja, da interação do 5’ CAP com a cauda poli-A, consequentemente, impedindo a tradução (49).

- Dissociação prematura dos ribossomos

Esse processo consiste na “desmontagem” antecipada dos ribossomos pelos microRNAs. Polirribossomos reprimidos (microRNAs associados a mRNAs e a ribossomos) tratados com inibidores da tradução se dissociam mais rapidamente do que polirribossomos não reprimidos (mRNAs associados a ribossomos) e igualmente tratados.

Nesse contexto, os microRNAs tenderiam a reduzir a estabilidade polirribossomal, promovendo uma dissociação prematura in vivo (50).

1 Para melhor compreensão do processo de inibição de montagem dos ribossomos, destaca-se que o eIF6 é indispensável na biogênese da subunidade ribossomal 60S, atuando como um fator de limitação da tradução^a. Através do controle da tradução dos microRNAs, o eIF6 promove também a síntese de glicólise e ácidos graxos^b.

a) Brina D, Miluzio A, Ricciardi S, Biffo S. eIF6 anti-association activity is required for ribosome biogenesis, translational control and tumor progression. Biochim Biophys Acta. 2015;1849(7):830-5.

b) Biffo S, Manfrini N, Ricciardi S. Crosstalks between translation and metabolism in cancer. Curr Opin Genet Dev.

2018;48:75-81.

- Redução da velocidade de elongação

Durante esse processo, os microRNAs estariam diminuindo a velocidade da fase de elongação durante a síntese de proteínas. Por meio de técnicas de sedimentação de polissomos após tratamento com pactamicina (droga que inibe o início da tradução) ou puromicina (droga que age como terminador prematuro de cadeia polipeptídica), observa-se variação no número estimado de ribossomos interagindo com os mRNAs reprimidos em relação ao controle experimental, sugerindo que os microRNAs estariam assim reduzindo a velocidade da fase de elongação durante a síntese proteica (51).

- Proteólise durante a fase de elongação

Esse mecanismo de ação dos microRNAs ainda carece de mais investigações, dado que se baseia na ausência de proteínas, ao invés de evidências positivas diretas.

Acredita-se que os microRNAs promovam a degradação da cadeia polipeptídica oriunda dos ribossomos, ainda durante a fase de elongação, uma vez que fora identificada a ausência de proteínas correspondentes aos transcritos dos microRNAs nos polirribossomos reprimidos (52).

5.1.4.2 Desestabilização do RNA-alvo - Clivagem do transcrito-alvo

O processo de clivagem do RNA-alvo pode ser um processo realizado por microRNAs. Nesse processo, os miRISCs estão carregados com RNAs complementares ao alvo, sendo capazes de conduzir a AGO para promover a clivagem em um sítio do alvo (53). Para finalizar o processo, os produtos da clivagem – fragmento 5’ e 3’, são degradados pela exorribonucleases 5’-3’ e 3’-5’ (54).

- Deadenilação seguida da remoção do 5’ CAP

Nesse mecanismo de ação a AGO pode se associar a proteínas que acarretam o recrutamento de um complexo responsável pela remoção da cauda poli-A, bem como do 5’ CAP, gerando assim desestabilização do RNA. Por conseguinte, o RNA desestabilizado pode ser alvo fácil das exorribonucleases e ter seu transcrito degradado (55).

5.1.4.3 Silenciamento transcricional - Modificações da cromatina

Existem dois mecanismos de ação dos microRNAs capazes de silenciar a transcrição gênica através de modificações da cromatina. Um desses processos acontece quando o grau de complementariedade do microRNA é imperfeito, promovendo um silenciamento passageiro e não dependente da metilação do DNA (56). O outro processo ocorre quando há complementariedade perfeita entre o microRNA e as regiões promotoras, mediado pela proteína argonauta-1 (AGO1), microRNA-320 e uma enzima envolvida na metilação das histonas, coordenando a metilação em uma molécula de histona no promotor do gene-alvo (57).

5.1.4.4 Promoção da transcrição

Um dos mecanismos de ação dos microRNAs consiste em promover aumento do início do processo de transcrição – promoção da transcrição. Existem microRNAs plausíveis de interagir com o TATA-box, sugerindo a montagem do complexo de pré-iniciação da transcrição, acarretando num aumento na produção do transcrito correspondente (58).

5.1.4.5 Aumento da eficiência da tradução

O aumento na intensidade da tradução é um mecanismo de ação dos microRNAs.

Durante a parada no ciclo celular, o microRNA-396-3 pode ativar a tradução de alguns transcritos ao direcionar a associação de proteínas para a formação de elementos que vão favorecer a tradução. Cabe destacar que existem microRNAs que promovem uma transição entre repressão e ativação da tradução, dependendo do estado celular – fase de parada ou proliferação (59).

5.1.5 Bioinformática: ferramenta de auxílio na compreensão de microRNAs