O RNA, ou ácido ribonucleico, é uma molécula que é essencial para todas as formas de vida. Organismos com genomas de DNA fazem cópias de seus genes em um formato de RNA. O organismo lê essas cópias precisas, que fazem “sentido” e formam as proteínas corretas. O RNA anti-sentido é uma sequência que é o oposto do RNA “sentido” e, ao aderir ao RNA “sentido”, pode bloquear a formação correta de proteínas. Embora não ocorra amplamente na natureza, o RNA antisense tem aplicações em áreas da ciência, como medicina e organismos geneticamente modificados.
O processo regular de produção de proteínas começa com o DNA de um gene específico sendo copiado no RNA mensageiro (mRNA). Todo o mRNA é de cadeia simples. Os ribossomos e os RNAs de transferência (tRNA) lêem o mRNA e constroem a proteína que o gene codifica.
A sequência do RNAm é essencial para a produção da proteína certa. Além disso, o tRNA e os ribossomos leem apenas cordões únicos, não duplos. O RNA anti-sentido é ele próprio uma cadeia simples, mas possui uma sequência de bases que é complementar à sequência de bases em um mRNA específico.
Uracil (U), adenina (A), citosina (C) e guanina (G) compõem as diferentes bases do RNA. Uracil se liga à adenina e citosina se liga à guanina. Por exemplo, uma parte de um mRNA que codifica CAU possui uma sequência antisense complementar de GUA. A sequência anti-sentido se liga ao mRNA para formar um complexo de fita dupla.
Os engenheiros genéticos acharam esse conceito útil na criação de organismos modificados. Um exemplo é o do tomate conhecido como Flavr-Savr. O tomate produz uma enzima chamada poligalacturonase (PG) que amolece a fruta durante o amadurecimento. PG é codificado pelo genoma do tomate. Os agricultores de tomates comuns devem buscá-los antes que estejam totalmente maduros, para que o PG não amoleça a fruta antes de chegar à prateleira do supermercado.
Os tomates Flavr-Savr têm um gene extra colocado pelos engenheiros genéticos, que produz uma versão anti-sentido do mRNA da PG. Esta cadeia anti-sentido adere à maioria do mRNA PG produzido pelo tomate e, assim, bloqueia a produção da enzima PG. Isso impede que os tomates fiquem macios durante o amadurecimento, para que os agricultores possam cultivar tomates com sabor e aparência maduros, mas não macios.
O RNA anti-sentido também pode ter aplicações na medicina. Algumas doenças, como a doença de Huntington, são causadas pelos genes que produzem proteínas defeituosas ou indesejáveis. As pessoas não podem ser criadas para ter um genoma alterado como o tomate, mas os cientistas podem, de alguma forma, fornecer RNA antisense, ou um gene que codifique o RNA antisense, nas células que produzem uma proteína indesejada.
Usar um vírus como portador do gene antisense ou injetar o RNA diretamente na área são possíveis métodos de entrega. Um problema com a ciência, no entanto, é que otimizar os métodos de entrega é complexo. Outra desvantagem é que o RNA pode não ser específico o suficiente para atingir apenas o mRNA indesejado, uma situação que pode ser perigosa para o paciente. Exemplos de RNA antisense na natureza são incomuns. Uma dessas ocorrências ocorre em humanos e camundongos, onde o gene do receptor de fator de crescimento semelhante à insulina dois, herdado do lado da mãe, é bloqueado pelo RNA antisense produzido a partir da versão do pai para o gene.