El ácido ribonucleico o ARN es un tipo de macromolécula biológica esencial para la vida. Es un ácido nucleico de una cadena polinucleotídica formado por ribosa, grupos fosfatos, adenina, guanina, citosina y uracilo. Su nombre se deriva del azúcar ribosa que la diferencia del otro ácido nucleico importante de la célula, el ácido desoxirribonucleico o ADN.
Su principal función es participar en la síntesis de proteinas, pero interviene también en la regulación genética.
El ARN se localiza en el interior nuclear y en el citoplasma, libre o unido a proteinas. La enzima encargada de la síntesis del ARN es la ARN polimerasa, la cual usa como molde una de las cadenas del ADN.
Composición del ARN
El ARN está compuesto por monómeros llamados nucleótidos, que son una asociación de una base nitrogenada, un ázúcar y un grupo fosfato. Las bases nitrogenadas del ARN son:
- adenina o A: purina de dos anillos de carbono y nitrógeno;
- guanina o G: purina de dos anillos de carbono y nitrógeno;
- citosina o C: una pirimidina de un solo anillo de carbono y nitrógeno; y
- uracilo o U: una pirimidina de un solo anillo de carbono y nitrógeno.
El azúcar presente en el ARN es la ribosa, que es un carbohidrato simple de cinco carbonos o pentosa. A la ribosa se le unen una base nitrogenada en la posición 1' (se lee uno prima) y un grupo fosfato en la posición 5'. De esta forma se forma un nucleótido.
Los nucleótidos luego se combinan para formar una cadena de nucleótidos, al formar enlaces entre el fosfato de un nucleótido a la posición 3' de la ribosa de otro nucleótido. Por eso se dice que el polinucleótido crece desde el extremo 5'→ 3' (5 prima a 3 prima).
Estructura del ARN
El ARN presenta:
- estructura primaria: constituida por la secuencia de nucleótidos en la cadena del polímero. Ejemplo: la secuencia AAAGGGCCUUUAGGCUUAAG.
- Estructura secundaria: es la forma como se puede plegar la cadena de ARN sobre sí misma. Estas pueden ser estructuras de gancho de pelo, pseudonudos, lazos internos y externos, tallos, entre otros.
- Estructura terciaria: se refiere a la estructura tridimensional que adquiere las cadenas largas de ARN. Esto lo podemos ver en el ARN de transferencia y los ARN ribosomales.
Tipos de ARN
En la célula se consigue diferentes tipos de ARN con funciones específicas.
ARN mensajero (ARNm)
El ARN mensajero (ARNm) es una cadena de ARN que se sintetiza a partir del ADN en un proceso llamado transcripción y que actúa como intermediario entre el ADN y la síntesis de proteinas. Es producido en grandes cantidades en el núcleo, sale al citoplasma donde estan los ribosomas y luego se elimina.
En el núcleo de células eucariotas, la ARN polimerasa II es la enzima encargada de la síntesis de todos los ARNm que codifican para proteínas.
El ARNm se caracteriza por presentar en su extremo 5' un nucleótido modificado, 7-metilguanosina, y terminar su extremo 3' con una cadena de nucleótidos de adenina, llamados cola poliA.
ARN ribosomal (ARNr)
El ARN ribosomal ARNr es el ARN que forma los ribosomas. Se sintetiza en el nucléolo por acción de la ARN polimerasa I en las células eucariotas. Su función es estructural, pues participa en la construcción de la maquinaria de síntesis de proteínas sin ser particularmente traducido en proteínas.
En los eucariontes existen 4 ARNr denominados como 5S, 28S, 5,8S y 18S.
ARN de transferencia (ARNt)
El ARN de transferencia ARNt es una cadena corta de ARN que se une a un aminoácido específico y actúa a nivel de los ribosomas en la síntesis de las proteínas. Se caracterizan por poseer una secuencia específica de tres nucleótidos, llamado anticodón, que reconoce el codón en el ARNm.
El ARNt sirve como adaptador entre el ARNm y la cadena polipeptídica. Existen diferentes ARNt para los diferentes aminoácidos.
ARN no codificadores (ARNnc)
Los ARN no codificadores son transcritos del ADN que no se utilizan en la síntesis de proteínas y que, más bién, regulan la función de los ARNm, ARNt y ARNr. Estos ARNnc a su vez se subdividen en:
- micro ARN: de 21 a 23 nucleótidos, se unen al ARNm impidiendo la traducción;
- ARN de interferencia corta: de 20 a 25 nucleótidos, está asociado a la degradación del ARNm;
- ARN de interacción con PIWI: de 27 a 30 nucleótidos, está asociado
- ARN del cromosoma X: de 24 a 42 nucleotidos, asegura que solo se exprese uno de los cromosomas X en las hembras;
- ARNnc largo: de más de 200 nucleótidos.
Función del ARN
Síntesis de proteínas
En la síntesis de las proteínas, el ARN es una macromolécula clave. Primero, en el ARNm se transcribe la información genética del gen en el núcleo. Luego el ARNm se dirige a los ribosomas para servir como guia de la secuencia de los aminoácidos de la proteína. Estos aminoácidos son transportados hasta el ribosoma por los ARNt.
Función estructural
Tanto ARNr como ARNt son macromoléculas cuya función es estructural al formar parte de los ribosomas que son la maquinaria que utiliza la célula para sintetizar las proteínas.
El ribosoma en los eucariontes está formados por dos subunidades:
- La subunidad grande 60S, compuesta por los ARNr 28S, 5,8S y 5S y por 50 proteínas;
- la subunidad pequeña 40S, compuesta de el ARNr 18S y 33 proteínas.
Regulación de la expresión genética
La expresión de los genes en una célula está controlada a diferentes niveles, dentro de los cuales pueden participar los ARNnc. Por ejemplo, en las hembras con dos cromosomas X, uno de estos cromosomas es "reprimido" por un ARN, lo que regula la producción de proteínas a partir de este cromosoma.
Diferencias entre ARN y ADN
El ADN y el ARN son ambos ácidos nucleicos de las células que se diferencian en lo siguiente:
| Diferencias | ADN | ARN |
|---|---|---|
| Pentosa (azúcar de cinco carbonos) | Desoxirribosa | Ribosa |
| Bases nitrogenadas | Adenina, Timina, Guanina y Citosina | Adenina, Uracilo, Guanina y Citosina |
| Número de cadenas | Doble cadena | Simple cadena |
| Localización | Núcleo y mitocondria | Núcleo, citoplasma, ribosomas, mitocondria |
| Tipos |
Nuclear Mitocondrial |
ARN mensajero ARN transferencia ARN ribosomal ARN no codificadores |
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