¿Qué es ARN? - Conoce todo sobre el ácido ribonucleico

El ARN es una molécula muy estudiada durante el siglo XX, la cual forma parte fundamental del proceso sintetizador de las proteínas. El ácido ribonucleico en biología se encuentra en las células, ya sean eucariotas o procariotas, siendo una molécula base de la vida. Por lo que, si quieres saber más sobre ella, qué es, cuáles son sus características y su función, aquí te enseñamos.

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Definición y significado de ARN en biología

En biología se define al ácido ribonucleico, ARN, como uno de los ácidos presentes en las células eucariotas y procariotas que se forma a través de una cadena simple de ribonucleótidos. Conformándose así, por un fosfato, una ribosa y una de las bases nitrogenadas, que pueden ser la adenina (A), la guanina (G), el uracilo (U) y la citosina (C).

Su función principal es en ayudar a la producción de las proteínas. Actuando de esta manera, como un intermediario entre el ADN y los ribosomas.

Este ácido se genera en el núcleo de la célula, donde se mantiene junto al ADN. De hecho, gracias a que se encontró por primera vez en los núcleos y por uno de sus componentes, la ribosa, recibe el nombre de nucleína en 1867 en el calendario gregoriano, cuando el biólogo suizo, Friedrich Miescher lo descubrió.

Sin embargo, no fue hasta 1939 que se sospechó de su función dentro de la síntesis de las proteínas. Por el hecho de que, en 1959, Severo Ochoa explicó cómo se sintetizaba el ácido ribonucleico. A partir de este año, han continuado la investigación y experimentación del mismo hasta llegar a la hipótesis del mundo del ARN. Esta establece no solo su importancia, sino que también menciona que puede ser la primera forma de vida que habitó al planeta Tierra. Una hipótesis que fue comprobada y verificada en el 2023.

¿Cuál es la función del ARN?

La función principal del ARN es lograr el proceso de síntesis de proteínas mediante la información que le otorgó el ADN en el citoplasma. Para ello, debe de pasar por una biosíntesis que provoca que una enzima de ARN polimerasa use una hebra del ADN como molde. De esta manera transcribe la información genética mediante la copia de genes que estaban en el ADN.

Una vez se hace dicha transcripción, se comienza el reconocimiento de la enzima, lo cual permite que la secuencia de nucleótidos que están en el ADN se procese por el ARN. Sintetizando así, una molécula complementaria del ARN, haciendo que se efectúe la elongación de la misma. Tras la transcripción, las enzimas modifican la mayoría de los ARN con el fin de eliminar los intrones. A dicho proceso se le conoce como empalme.

Cuando se termina esto, el ARN se divide en sus cuatro tipos. Por lo que el mensajero llevará la información transcrita al ribosoma, que es donde se sintetizará la proteína. Dependiendo de la secuencia de los nucleótidos que están en el mensajero, nos definirá los aminoácidos que están presentes en la proteína. Esto será llevado por el ARN de transferencia que luego lo pasará al ribosómico.

En otras palabras, la función del ARN es ser un intermediario que regula y traduce la información del ADN que va dirigida a los ribosomas, para así formar una proteína.

¿Dónde se encuentra el ARN?

El ARN se encuentra en las células eucariotas y en las procariotas. Además, es el único material de tipo genético de algunos virus, los cuales son conocidos bajo el nombre de virus ARN. En esta última categoría encontramos virus como la hepatitis B e incluso algunas especies de influenza virus que han afectado gravemente a la humanidad y otros organismos.

¿Cuáles son los tipos de ARN?

Dependiendo de la estructura del ARN, así como de su función, nos encontramos varios tipos de ácidos ribonucleicos, los cuales trabajan de una manera particular en la formación y creación de las proteínas. Entre ellos, encontramos al ARN mensajero, abreviado comúnmente como ARN, el cual es una estructura lineal con una horquilla que transmite una determinada información.

Por otro lado, también está el ARNt, el cual tiene forma de trébol, y el ARNr que es un orgánulo que se encarga de traducir la información que fue compartida por el mensajero y el ADN.

ARN mensajero (ARNm)

El ARN mensajero, tal como su nombre lo indica, se encarga de transportar la información de un lugar a otro. Este deberá llevar la información de la secuencia de aminoácidos de la proteína que parte del ADN hasta el ribosoma, donde se deberá sintetizar la proteína de la célula procariota o eucariota.

ARN ribosómico (ARNr)

El ARNr, o ARN ribosómico, es aquel que está combinado con los ribosomas para generar así, las proteínas. Convirtiéndose, de esta manera, en una parte esencial para la síntesis proteica de los seres vivos.

Este se genera en los ribosomas y luego se asocian a unas determinadas proteínas para crear a las pre subunidades ribosómicas. Dentro de este tipo de ARN predomina el material ribosómico, por lo que el peso de cada uno de ellos se conforma por el 40 % de proteína y el 60 % de ARNr.

Este es el material más abundante en las células, razón por la cual es el más influyente en el organismo, por el hecho de que se dice que conforma el 80 % del ácido ribonucleico que está en el citoplasma de las eucariotas. Se trata de una sola cadena de nucleótidos que, a pesar de presentar una doble hélice, no cambia su estructura.

ARN de transferencia (ARNt)

El ARN de transferencia, abreviado como ARNt, es uno de los tipos de ácido ribonucleico que forma parte del proceso de la síntesis proteica. Su tarea principal es transferir las moléculas de aminoácidos a los ribosomas. Esto sucede de tal manera que, luego de que se ordenen a lo largo de la molécula de ARNm, la misma llevará la información que allí se encuentra hasta el ribosoma.

Este tipo de aminoácido se une a través de enlaces peptídicos. Generando de esta forma, las proteínas en su proceso sintético. Sin embargo, este proceso no es al azar, ya que cada tipo de ARNt se debe combinar con uno de los veinte aminoácidos presentes en las células. Llegando a transferir un solo aminoácido a la vez, por el hecho de que estos se pueden reutilizar. No obstante, existe más de un ARNt para cada aminoácido.

Antes de que los aminoácidos se incorporen a las proteínas, se unen a un extremo del ARNt a través de la acción enzimática. Una vez llega al ribosoma, l anticodón del ARNt se juntará con el ARN mensajero mediante el codón del mismo. Logrando así que el de transferencia, aporte uno a uno los aminoácidos que viajaron con él y así ensamblar la cadena polipeptídica que conforma la cadena de cordones del mensajero.

El ARN de transferencia representa el 15% del ARN presente en toda la célula, con una longitud que va desde los 65 a los 110 nucleótidos, los cuales son unas moléculas pequeñas que están sintetizadas en los organismos de los seres vivos. Sin embargo, estos nucleótidos son pocos usuales, encontrándose algunos ácidos como el inosílico y el pseudouridílico. Incluso, la timina, que es una de las bases del ADN.

¿Cuál es la estructura del ARN?

El ARN, al igual que el ADN, está formado por una cadena de monómeros, los cuales se repiten hasta formar los nucleótidos. Estos últimos se encuentran unidos por enlaces de fosfodiéster que se encuentra cargado negativamente.

De esta manera, la estructura de los nucleótidos se compone por una molécula de ribosa, que es una azúcar con 5 carbonos. Además, contienen un grupo fosfato, una base nitrogenada que puede ser con Guanina (G), Adenina (A), Citosina (C) o con Uracilo (U).

Sin embargo, para que estos componentes formen al ARN se distribuyen en tres estructuras:

• Primaria
• Secundaria
• Terciaria

La estructura primaria es la secuencia lineal que tiene la molécula de ARN que se constituye por nucleótidos. Sirve de manera particular, por lo que puede ayudar a la traducción para sintetizar las proteínas que están en el ARNm o permite adaptarse para trabajar como una región de conocimiento. Del mismo modo, puede ser una región catalítica.

La estructura secundaria es el resultado de la primera. Debido a la presencia de las regiones pequeñas que se aparean de manera intramolecular con las bases, que se formaron por otras secuencias complementarias, permite relacionar dicho apareamiento con la base que la generó. En otras palabras, expresa cualquier patrón que sufre el ARN por medio de la reproducción de las bases.

Dependiendo de su motivo estructural puede ser una hélice, un bucle simple o uno en horquilla, un bucle interno, uno múltiple o una protuberancia. De la misma manera, también se ha probado la existencia del pseudo nudo, que es una variación de un bucle que solo presenta a una parte de sí mismo apareada.

Por otro lado, la estructura terciaria es la que surge por la fuerza que se presenta en el espacio que hay entre los átomos que están en la molécula del ARN. Por la interacción de las bases y sus apareamientos.

¿Cuál es la importancia del ARN?

El ARN es una de las moléculas más importantes presentes en el planeta tierra, desde el punto de vista biológico y evolutivo. Primero, desde el punto de vista evolutivo, se considera como la primera forma con vida que existió en el planeta tierra de manera propia. De esta forma, generó a la tan discutida hipótesis del ARN, la cual establece que la vida en nuestro planeta surgió a base de la actividad molecular del ARN.

Gracias a la versatilidad de esta molécula, le permitió originar luego otras moléculas que serían capaces de hacer la actividad sintetizadora. Después, esto le dio paso a la formación del ADN y de las proteínas que, al rodearse de liposomas, una versícula esférica que forma parte de una solución acuosa que generaría las primeras células. A su vez, estas moléculas al evolucionar irían creando los seres vivos.

Por otro lado, en la actualidad se presenta como el único ácido capaz de hacer la actividad de sintetizar las proteínas. Del mismo modo, es la molécula que lleva la información genética del ADN, que se encuentra en el núcleo de la célula, hasta al citoplasma.

Sin la presencia de los diversos tipos de ARN, aunque se produjera la información genética a manos del ADN, no se podría compartir entre las células. De esta forma, quedaría atascado y no permitiría el desarrollo de la vida.

Del mismo modo, al ser una molécula tan sencilla, esta ha sido modificada para así poder generar nuevos antídotos ante pandemias, enfermedades virales y otros.  Además de ser empleados como vacunas, también son biomarcadores. Debido a que no son codificantes, permiten utilizarse como indicadores de la situación celular de algún organismo o medir la actividad genética del mismo.