Os iniciadores do ácido ribonucleico (RNA) desempenham um papel essencial na replicação do ácido desoxirribonucleico (DNA), a cópia de moléculas de DNA que ocorre em todos os organismos vivos. A replicação permite que um organismo transmita informações genéticas, contidas em uma cópia de seu DNA, para sua prole. Os iniciadores de RNA ajudam a iniciar a replicação no nível molecular. Eles agem em conjunto com várias enzimas, ou proteínas, que catalisam as reações envolvidas nesse processo.
O RNA, como o DNA, é uma molécula composta por subunidades chamadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo em uma cadeia de RNA ou DNA contém um composto químico conhecido como nucleobase. As nucleobases de DNA são adenina, timina, guanina e citosina. No RNA, o composto uracil é usado no lugar da timina, mas as outras nucleobases são as mesmas do DNA.
Cada nucleobase em uma fita de RNA ou DNA se liga quimicamente a uma nucleobase complementar em outra fita de DNA ou RNA para formar um par de bases, criando uma dupla hélice. Adenina emparelha com timina ou uracilo, enquanto guanina emparelha com citosina. O padrão de unidades repetidas cria uma sequência na qual a informação genética pode ser armazenada.
Durante a replicação, a enzima helicase divide as ligações entre nucleotídeos e separa a molécula de DNA em seus dois filamentos constituintes. Outra enzima, a DNA polimerase, liga nucleotídeos complementares a cada fita simples. Esse processo cria uma duplicata da molécula de DNA original usando cada uma das duas cadeias complementares como modelo.
A polimerase de DNA pode adicionar nucleotídeos a uma fita em desenvolvimento, mas não pode criar uma nova fita a partir do zero. É aqui que entram os iniciadores de RNA. Os iniciadores de RNA são cordões curtos de cerca de 10 ou 11 nucleotídeos cada, e são formados pela enzima primase. O primaz liga-se à helicase para formar uma estrutura conhecida como primossomo. O primossomo liga nucleotídeos complementares à molécula de DNA de fita simples, criando um primer de RNA, e a ação dos primers de RNA ao longo da cadeia desencadeia a polimerase de DNA.
O arranjo dos átomos nas moléculas de nucleotídeo faz com que as fitas de DNA e RNA tenham direcionalidade – cada fita tem uma orientação específica. As extremidades das cadeias são nomeadas com base na área da molécula de nucleotídeo com a qual terminam. A extremidade cinco-prime (5 ‘) de uma fita termina com o quinto átomo de carbono na estrutura do anel de carbono da molécula. Os fios complementares são orientados um contra o outro, de modo que o outro fio tenha uma extremidade de três primos (3 ‘) naquele local, terminando em seu terceiro átomo de carbono. Para visualizar isso, se um fio de uma hélice dupla passa de 5 ‘para 3’ da esquerda para a direita, o fio oposto deve executar de 3 ‘para 5’ da esquerda para a direita.
A polimerase de DNA pode apenas adicionar nucleotídeos ao extremo 3 ‘, trabalhando no sentido 5’. Apenas um iniciador de RNA é necessário para iniciar esse processo a partir da cadeia principal, que termina em 3 ‘. A replicação da linha de atraso oposta é mais complicada. A polimerase de DNA adiciona nucleotídeos para trás ao longo dessa fita de forma intermitente, trabalhando em sequências curtas à medida que as fitas são divididas. Cada sequência requer um iniciador de RNA no início, portanto, são necessários vários iniciadores de RNA para replicar a cadeia retardada.