El ácido ribonucleico ( ARN ) es una molécula polimérica esencial para la mayoría de funciones biológicas, ya sea realizando la función en sí ( ARN no codificante ) o formando una plantilla para la producción de proteínas ( ARN mensajero ). El ARN y el ácido desoxirribonucleico ( ADN ) son ácidos nucleicos . Los ácidos nucleicos constituyen una de las cuatro macromoléculas principales esenciales para todas las formas de vida conocidas . El ARN se ensambla como una cadena de nucleótidos . Los organismos celulares utilizan ARN mensajero ( ARNm ) para transmitir información genética (utilizando las bases nitrogenadas de guanina , uracilo , adenina y citosina , indicadas por las letras G, U, A y C) que dirige la síntesis de proteínas específicas. Muchos virus codifican su información genética utilizando un genoma de ARN .
Algunas moléculas de ARN desempeñan un papel activo dentro de las células al catalizar reacciones biológicas, controlar la expresión genética o detectar y comunicar respuestas a señales celulares. Uno de estos procesos activos es la síntesis de proteínas , una función universal en la que las moléculas de ARN dirigen la síntesis de proteínas en los ribosomas . Este proceso utiliza moléculas de ARN de transferencia ( ARNt ) para entregar aminoácidos al ribosoma , donde el ARN ribosómico ( ARNr ) une los aminoácidos para formar proteínas codificadas.
Ha llegado a ser ampliamente aceptado en la ciencia [1] que temprano en la historia de la vida en la Tierra , antes de la evolución del ADN y posiblemente también de las enzimas basadas en proteínas , existía un " mundo de ARN " en el que el ARN servía como organismo vivo. ' método de almacenamiento de información genética —función que hoy desempeña el ADN, excepto en el caso de los virus de ARN— y potencialmente desempeña funciones catalíticas en las células (función que hoy desempeñan las enzimas proteicas, con la notable e importante excepción del ribosoma, que es una ribozima .
Al igual que el ADN, la mayoría de los ARN biológicamente activos, incluidos el ARNm , el ARNt , el ARNr , los ARNsn y otros ARN no codificantes , contienen secuencias autocomplementarias que permiten que partes del ARN se doblen [6] y se emparejen consigo mismas para formar hélices dobles. El análisis de estos ARN ha revelado que están muy estructurados. A diferencia del ADN, sus estructuras no consisten en dobles hélices largas, sino en conjuntos de hélices cortas agrupadas en estructuras similares a las proteínas.
De esta manera, los ARN pueden lograr catálisis química (como las enzimas). [7] Por ejemplo, la determinación de la estructura del ribosoma (un complejo ARN-proteína que cataliza la formación de enlaces peptídicos) reveló que su sitio activo está compuesto enteramente de ARN. [8]
Cada nucleótido del ARN contiene un azúcar ribosa , con carbonos numerados del 1' al 5'. En la posición 1' se une una base, en general, adenina (A), citosina (C), guanina (G) o uracilo (U). La adenina y la guanina son purinas , la citosina y el uracilo son pirimidinas . Un grupo fosfato está unido a la posición 3' de una ribosa y a la posición 5' de la siguiente. Los grupos fosfato tienen una carga negativa cada uno, lo que convierte al ARN en una molécula cargada (polianión). Las bases forman enlaces de hidrógeno entre citosina y guanina, entre adenina y uracilo y entre guanina y uracilo. [9] Sin embargo, son posibles otras interacciones, como un grupo de bases de adenina que se unen entre sí en un bulto, [10]o el tetrabucle GNRA que tiene un par de bases de guanina-adenina. [9]