¿Qué es el ARN?

Por Benedette Cuffari, M.Sc.Reviewed by Dr. Ananya Mandal, MD

El ácido ribonucleico (ARN) es una importante macromolécula biológica que está presente en todas las células biológicas.

Participa principalmente en la síntesis de proteínas, llevando las instrucciones de mensajería del ADN, que a su vez contiene las instrucciones genéticas necesarias para el desarrollo y el mantenimiento de la vida. En algunos virus, el ARN, en lugar del ADN, transporta la información genética.

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ARN vs ADN

Hay dos tipos distintos de ácido nucleico: El ADN y el ARN. El ácido nucleico del ADN es la desoxirribosa, mientras que el ácido nucleico del ARN es la ribosa. Como demuestran sus nombres, la desoxirribosa del ADN carece de una molécula de oxígeno en comparación con el azúcar ribosa del ARN. Los nucleótidos que componen el ADN incluyen la adenina (A), la guanina (G), la citosina (C) y la timina (T), mientras que los nucleótidos del ARN incluyen la A, la G, la C y el uracilo (U).

Mientras que la estructura del ADN es una doble hélice en las células eucariotas, el ARN es típicamente monocatenario y se presenta en varias formas. La estructura monocatenaria del ARN permite que esta molécula se pliegue sobre sí misma y forme varias estructuras secundarias estables según sea necesario.

Tipos de ARN y sus funciones

El tipo de ARN dicta la función que esta molécula tendrá dentro de la célula. Aparte de la región codificante de las moléculas de ARN mensajero (ARNm) que se traducirán en proteínas, otros elementos celulares de ARN están implicados en diferentes procesos, que incluyen la regulación transcripcional y postranscripcional del material genético, la detección de la temperatura y de los ligandos, el control de la traducción y el recambio de ARN.

Transcripción (de ADN a ARNm)

Como el ADN no puede salir del núcleo, es incapaz de generar una proteína por sí mismo. La generación de proteínas a partir de su secuencia codificante de ADN comienza con un proceso llamado transcripción. Durante la transcripción, varias enzimas, como la helicasa y la topoisomerasa, desenrollan el ADN para dar acceso a otra enzima conocida como ARN polimerasa. La ARN polimerasa se desplaza a lo largo de la cadena de ADN desenrollada para construir la molécula de ARNm hasta que está lista para salir del núcleo.

Traducción (ARNm a proteína)

Una vez que el ARNm sale del núcleo y entra en el citoplasma de la célula, encontrará un ribosoma para que pueda comenzar el proceso de traducción. Un par de tres bases nucleotídicas de la molécula de ARNm se denomina codón, y cada codón es específico para un solo aminoácido.

Durante la traducción, las moléculas de ARN de transferencia (ARNt), que están unidas a un aminoácido concreto, reconocerán un codón en la molécula de ARNm e insertarán el aminoácido apropiado en ese lugar dentro de la cadena. Por ejemplo, el codón CUC generará el aminoácido leucina, mientras que el codón UGA es un tipo de codón de parada que indica que la traducción del gen ha finalizado. Los otros dos codones de parada son UAG y UAA.

Los ribosomas contienen tanto proteínas como diferentes moléculas de ARN ribosómico (ARNr). Una vez generados los aminoácidos, las moléculas de ARNr se desplazarán a lo largo de la molécula de ARNm para catalizar la formación de las proteínas. Es importante señalar que tanto el ARNm como el ARNt y el ARNr desempeñan papeles importantes en esta vía de síntesis de proteínas.

El ARN como catalizador biológico

Aunque durante muchos años se creía que sólo las proteínas podían ser enzimas, se ha demostrado que ciertas moléculas de ARN adoptan estructuras terciarias complejas y actúan como catalizadores biológicos. Por ejemplo, las moléculas de ARNr pueden funcionar como ribozimas durante la traducción.

Las ribozimas, que son enzimas compuestas por moléculas de ARN en lugar de proteínas, presentan 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. Las ribozimas unen aminoácidos durante la síntesis de proteínas, además de participar en el empalme de ARN, la biosíntesis de ARN de transferencia y la replicación viral.

Una de las primeras ribozimas que se descubrió 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 se compone tanto de ARN como de proteína; sin embargo, sólo la parte de ARN es el catalizador.

Hipótesis del mundo del ARN

La hipótesis del mundo del ARN, también conocida como la hipótesis del «primer ARN», es que la vida en la Tierra evolucionó primero con una molécula simple de ARN que podía autorreplicarse individualmente, a partir de la cual evolucionó posteriormente el ADN. Quizás la evidencia más fuerte para esta hipótesis es que el ribosoma, donde se ensamblan las proteínas, es una ribozima.

Otra evidencia es el hecho de que ciertos virus utilizan ARN. Como se cree que los virus son una forma de vida más simple y antigua que las células procariotas y eucariotas, más complejas, esto sugeriría que la vida surgió por primera vez en el mundo prebiótico mediante la utilización de este ácido nucleico simple para el almacenamiento y la transcripción de información. Así, la replicación de estas formas de vida simples y la propagación y evolución de organismos más complejos fue posible en este mundo antiguo.

Lectura adicional

• Todo el contenido del ARN
• Estructura del ARN
• Tipos de ARN: ARNm, ARNr y ARNt
• Síntesis del ARN
• Descubrimiento del ARN

Escrito por

Benedette Cuffari

Después de terminar su Licenciatura en Toxicología con dos menores en Español y Química en 2016, Benedette continuó sus estudios para completar su Maestría en Ciencias en Toxicología en mayo de 2018. Durante la escuela de posgrado, Benedette investigó la dermatotoxicidad de la mecloretamina y la bendamustina; dos agentes alquilantes de mostaza de nitrógeno que se utilizan en la terapia contra el cáncer.

Citaciones