ARN

El ARN (ácido ribonucleico) es un ácido nucleico formado por una sola cadena de nucleótidos que interviene en la lectura, la traducción y la regulación de la información genética. Mientras que el ADN conserva las instrucciones de la célula, el ARN actúa como copia de trabajo, adaptador y, en ocasiones, como catalizador, de modo que la información de los genes termine convertida en proteínas.

¿Qué es el ARN?

El ARN es una macromolécula presente en todas las células y en muchos virus. Su nombre alude a su azúcar, la ribosa, y a su carácter ácido por los grupos fosfato de su esqueleto. Es, junto con el ADN, uno de los dos ácidos nucleicos de la biología.

Muchos científicos defienden la hipótesis del «mundo de ARN», según la cual las primeras formas de vida habrían empleado ARN tanto para almacenar información como para catalizar reacciones, antes de que el ADN y las proteínas asumieran esos papeles. La existencia de ARN con actividad enzimática (ribozimas), descubierta a principios de la década de 1980 por Thomas Cech y Sidney Altman, apoya esta idea.

Estructura química

Cada nucleótido de ARN consta de tres partes: un grupo fosfato, el azúcar ribosa y una base nitrogenada. Los nucleótidos se unen mediante enlaces fosfodiéster y forman una cadena con dirección 5′ → 3′.

• Bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y uracilo (U), que sustituye a la timina del ADN.
• Azúcar: ribosa, con un grupo hidroxilo en el carbono 2′, lo que hace al ARN más reactivo y menos estable que el ADN.
• Cadena sencilla: aunque puede plegarse sobre sí misma y formar zonas de doble hélice local (horquillas, bucles), no forma una doble hélice larga como el ADN.

Diferencias entre ARN y ADN

Tipos de ARN

Existen muchas clases de ARN, que se pueden agrupar en codificantes (llevan información para fabricar proteínas) y no codificantes.

ARN mensajero (ARNm)

Transporta la información de un gen desde el ADN hasta los ribosomas. Se sintetiza en el proceso de transcripción. En eucariotas se procesa antes de salir del núcleo: se le añade una caperuza en el extremo 5′, una cola de poli-A en el extremo 3′ y se eliminan los intrones mediante el corte y empalme (splicing).

ARN de transferencia (ARNt)

Molécula pequeña, de unos 75-90 nucleótidos, con forma de «hoja de trébol» en dos dimensiones. Lleva un aminoácido en un extremo y un anticodón en el bucle central, que reconoce un codón del ARNm durante la traducción.

ARN ribosómico (ARNr)

Es el componente más abundante del ribosoma, junto con proteínas. Además de dar estructura, el ARNr de la subunidad mayor cataliza la formación del enlace peptídico, por lo que el ribosoma es en esencia una ribozima.

ARN no codificantes reguladores

• microARN (miARN): moléculas de unos 22 nucleótidos que se unen a ARNm y reducen su expresión.
• ARN interferente pequeño (ARNip): intervienen en la interferencia por ARN, que degrada ARNm concretos.
• ARN nucleares pequeños (ARNsn): participan en el corte y empalme del ARNm.
• ARN largos no codificantes (ARNlnc): regulan la actividad de los genes de varias maneras.

Funciones del ARN

El flujo de la información genética suele resumirse como ADN → ARN → proteína, el llamado dogma central de la biología molecular, formulado por Francis Crick.

1. Transcripción: la enzima ARN polimerasa copia una región del ADN y sintetiza una molécula de ARN complementaria.
2. Procesamiento: en eucariotas, el ARN recién transcrito se madura antes de ser funcional.
3. Traducción: los ribosomas leen el ARNm de tres en tres bases (codones) y los ARNt aportan los aminoácidos correspondientes para construir la proteína.
4. Regulación: los ARN reguladores ajustan cuánta proteína se fabrica de cada gen.

Además, en muchos virus, como los coronavirus, el virus de la gripe o el VIH, el ARN es el material genético en lugar del ADN. El VIH es un retrovirus: usa la transcriptasa inversa para copiar su ARN en ADN.

Importancia en biología y medicina

El conocimiento del ARN ha tenido aplicaciones muy visibles. Las vacunas de ARNm contra la COVID-19, autorizadas a finales de 2020, introducen en las células un ARNm que contiene las instrucciones para fabricar una proteína del virus y entrenar así al sistema inmunitario. Katalin Karikó y Drew Weissman recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2023 por los avances en la modificación de nucleósidos que hicieron posible estas vacunas. También se desarrollan terapias basadas en ARN de interferencia, y la técnica de edición genética CRISPR-Cas9 emplea un ARN guía para localizar la secuencia diana.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula. Omega.
• Lodish, H. et al. Biología celular y molecular. Editorial Médica Panamericana.
• Campbell, N. A. y Reece, J. B. Biología. Editorial Médica Panamericana.