Por Susha Cheriyedath, M. Sc.Revisado por Michael Greenwood, M.Sc.

El ARN o ácido ribonucleico es un polímero de nucleótidos que se compone de un azúcar ribosa, un fosfato y bases como adenina, guanina, citosina y uracilo. Desempeña un papel crucial en la expresión génica al actuar como intermediario entre la información genética codificada por el ADN y las proteínas.

El ARN tiene una estructura muy similar a la del ADN. La diferencia clave en la estructura del ARN es que el azúcar ribosa en el ARN posee un grupo hidroxilo (- OH) que está ausente en el ADN.

Tipos de ARN

Tanto en procariotas como en eucariotas, hay tres tipos principales de ARN: ARN mensajero (ARNm), ARN ribosómico (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt). Estos 3 tipos de ARN se discuten a continuación.

El ARN mensajero (ARNm)

El ARNm representa solo el 5% del ARN total en la célula. El ARNm es el más heterogéneo de los 3 tipos de ARN en términos de secuencia de bases y tamaño. Lleva código genético complementario copiado, del ADN durante la transcripción, en forma de trillizos de nucleótidos llamados codones.

Cada codón especifica un aminoácido en particular, aunque un aminoácido puede ser codificado por muchos codones diferentes. Aunque hay 64 posibles codones o bases triples en el código genético, solo 20 de ellos representan aminoácidos. También hay 3 codones de parada, que indican que los ribosomas deben cesar la generación de proteínas por traducción.

Como parte del procesamiento post-transcripcional en eucariotas, el extremo 5′ del ARNm está cubierto con un nucleótido de trifosfato de guanosina, que ayuda en el reconocimiento del ARNm durante la traducción o la síntesis de proteínas. De manera similar, el extremo 3′ de un ARNm tiene una cola poli-A o múltiples residuos de adenilato agregados, lo que evita la degradación enzimática del ARNm. Tanto el extremo 5′ como el 3′ de un ARNm imparten estabilidad al ARNm.

Los ARN ribosómicos (ARNr)

los ARNR se encuentran en los ribosomas y representan el 80% del ARN total presente en la célula. Los ribosomas se componen de una subunidad grande llamada 50S y una subunidad pequeña llamada 30S, cada una de las cuales está compuesta de sus propias moléculas específicas de ARNr. Los diferentes ARNR presentes en los ribosomas incluyen ARNR pequeños y ARNr grandes, que pertenecen a las subunidades pequeñas y grandes del ribosoma, respectivamente.

Los ARNR se combinan con proteínas y enzimas en el citoplasma para formar ribosomas, que actúan como el sitio de síntesis de proteínas. Estas estructuras complejas viajan a lo largo de la molécula de ARNm durante la traducción y facilitan el ensamblaje de aminoácidos para formar una cadena polipeptídica. Interactúan con ARNt y otras moléculas que son cruciales para la síntesis de proteínas.

En las bacterias, los ARNR pequeños y grandes contienen aproximadamente 1500 y 3000 nucleótidos, respectivamente, mientras que en los seres humanos, tienen aproximadamente 1800 y 5000 nucleótidos, respectivamente. Sin embargo, la estructura y función de los ribosomas es en gran medida similar en todas las especies.

El ARN de transferencia (ARNt)

El ARNt es el más pequeño de los 3 tipos de ARN, que posee alrededor de 75-95 nucleótidos. Los ARNT son un componente esencial de la traducción, donde su función principal es la transferencia de aminoácidos durante la síntesis de proteínas. Por lo tanto, se llaman ARN de transferencia.

Cada uno de los 20 aminoácidos tiene un ARNt específico que se une a él y lo transfiere a la cadena de polipéptidos en crecimiento. Los ARNT también actúan como adaptadores en la traducción de la secuencia genética del ARNm en proteínas. Por lo tanto, también se llaman moléculas adaptadoras.

Los ARNt tienen una estructura de hoja de trébol que se estabiliza mediante fuertes enlaces de hidrógeno entre los nucleótidos. Normalmente contienen algunas bases inusuales además de las 4 habituales, que se forman por metilación de las bases habituales. La metil guanina y la metilcitosina son dos ejemplos de bases metiladas.

Otros tipos de ARN

Más allá del papel principal del ARN en la síntesis de proteínas, existen varias variedades de ARN que están involucradas en la modificación post-transcripcional, la replicación del ADN y la regulación génica. Algunas formas de ARN solo se encuentran en formas particulares de vida, como en eucariotas o bacterias.

El ARN nuclear pequeño (snRNA)

El snRNA participa en el procesamiento del ARN pre-mensajero (pre-ARNm) en ARNm maduro. Son muy cortos, con una longitud media de solo 150 nucleótidos.

ARN reguladores

Varios tipos de ARN están involucrados en la regulación de la expresión génica, incluidos el micro ARN (miARN), el ARN de interferencia pequeña (siRNA) y el ARN antisentido (aRNA).

El miRNA (21-22 nt) se encuentra en los eucariotas y actúa a través de la interferencia de ARN (ARNi). El miRNA puede descomponer el ARNm al que es complementario, con la ayuda de enzimas. Esto puede bloquear la traducción del ARNm o acelerar su degradación.

Los ARNip (20-25 nt) a menudo se producen por descomposición del ARN viral, aunque también hay fuentes endógenas de ARNip. Actúan de manera similar al miRNA. Un ARNm puede contener elementos reguladores en sí, como los interruptores ribos, en la región no traducida de 5′ o en la región no traducida de 3′; estos elementos reguladores de la CEI regulan la actividad de ese ARNm.

ARN mensajero de transferencia (ARNm)

Se encuentra en muchas bacterias y plastidos. tmRNA etiqueta las proteínas codificadas por ARNm que carecen de codones de parada para la degradación, y evita que el ribosoma se atasque debido al codón de parada faltante.

Se sabe que las ribozimas (enzimas ARN)

los ARN adoptan estructuras terciarias complejas y actúan como catalizadores biológicos. Estas enzimas de ARN se conocen como ribozimas, y exhiben muchas de las características de una enzima clásica, como un sitio activo, un sitio de unión para un sustrato y un sitio de unión para un cofactor, como un ion metálico.

Una de las primeras ribozimas descubiertas fue la RNasa P, una ribonucleasa que participa en la generación de moléculas de ARNt a partir de ARN precursores más grandes. La RNasa P está compuesta de ARN y proteína; sin embargo, la fracción de ARN por sí sola es el catalizador.

ARN de doble cadena (dsRNA)

Este tipo de ARN tiene dos hebras unidas entre sí, al igual que con el ADN de doble cadena. El dsRNA forma el material genético de algunos virus.

Lectura adicional

• Todo el contenido de ARN
• ¿Qué es el ARN?
• Estructura de ARN
• Síntesis de ARN
• Descubrimiento de ARN

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