Ácido Ribonucleico (ARN)

La estructura primaria en todos los tipos de ARN es similar a la del ADN y está constituida por las uniones fosfodiéster 5′-3′ de los ribonucleótidos. Queda definida por la naturaleza y la secuencia de bases de sus nucleótidos. Las características químicas que diferencian el ARN del ADN son las siguientes:

• Los nucleótidos del ARN poseen ribosa, mientras que los del ADN contienen desoxirribosa. Esta característica permite que los grupos -OH en posición 2′ de los ribonucleótidos queden libres cuando se encadenan para dar moléculas de ARN, lo que origina en la estructura primaria tensiones que hacen que el ARN sea químicamente menos estable que el ADN. Por esta causa, el ARN en disolución acuosa se hidroliza con mayor facilidad, y tal vez por ello la información genética se encuentra almacenada en el ADN.
• Otra de las diferencias está en las bases nitrogenadas: ya que la adenina, guanina y citosina son comunes en ambos ácidos nucleicos, en el ARN en lugar de timina hay uracilo.
• Una última característica diferencial consiste en que las moléculas de ARN suelen tener únicamente estructura primaria.

ARN mensajero (ARNm)

Las moléculas de ARNm son largas cadenas de polinucleótidos de tamaño variable que solo presentan estructura primaria, por lo que tienen aspecto filamentoso. El nombre de «mensajero» hace referencia a la función que desempeña, ya que cada ARNm contiene la información necesaria para la síntesis de una proteína determinada.

Existe una correspondencia lineal entre la secuencia de bases del ARNm y la secuencia de aminoácidos de la proteína que se forma. Las moléculas de ARNm presentan características diferentes en procariotas y en eucariotas:

• En los procariotas, como, por ejemplo, las bacterias, los ARNm poseen en el extremo 5′ un grupo trifosfato.
• En los eucariotas, por su parte, la mayoría de los ARNm poseen en el extremo 5’ una especie de caperuza compuesta por un residuo de metil-guanosina unida al grupo trifosfato, y en el extremo 3’ presentan una cola formada por un fragmento de unos 150 a 200 nucleótidos de adenina denominada cola de poli A.

Además, estos ARNm de eucariotas contienen secuencias de bases que codifican para la síntesis de proteínas (exones) intercaladas con otras secuencias que no contienen información para la síntesis proteica (intrones); es decir, la información genética aparece fragmentada, por lo que requieren un proceso de maduración antes de convertirse en ARNm funcionales.

ARN nucleolar (ARNn)

Los ARNr son moléculas de diferentes tamaños, con estructuras secundaria y terciaria en algunas regiones de la molécula, que participan en la formación de las subunidades ribosómicas al unirse a más de setenta proteínas.

Los distintos tipos de ARNr contribuyen a que las subunidades grande y pequeña de los ribosomas posean una estructura acanalada, con hendiduras o sitios capaces de albergar simultáneamente a una molécula de ARNm (la subunidad pequeña) y a los diferentes aminoácidos unidos a los ARNt que participarán en la síntesis de una cadena polipeptídica (la subunidad grande).

Además, el ARNr 23 S en procariotas y el ARN 28 S en eucariotas tienen actividad de ribozimas y actúan como agentes catalíticos en la formación del enlace peptídico durante la síntesis de las proteínas.

ARN de transferencia (ARNt)

Los ARNt son moléculas pequeñas con estructuras secundaria y terciaria, encargadas del transporte de los aminoácidos hasta los ribosomas durante la síntesis de las proteínas.

Cada ARNt presenta estructura secundaria en algunas regiones de su molécula que contienen secuencias de bases complementarias y permiten el apareamiento y la consiguiente formación de una doble hélice; las zonas que no se aparean adoptan el aspecto de bucles.

Otra característica de los ARNt es la de contener aproximadamente un 10% de bases procedentes de modificaciones en las cuatro bases normales.

Funciones Biológicas de los Ácidos Nucleicos

El ácido desoxirribonucleico es una macromolécula que desempeña dos funciones:

• La doble hélice del ADN se replica. Para ello, en primer lugar, se libera de las histonas y luego se abre de manera que cada una de las dos hebras del ADN sirve de molde para que se sintetice su cadena complementaria. Así, cada molécula de ADN puede originar dos réplicas idénticas de sí misma.
• El ADN de los cromosomas es el material del que están formados los genes. Contiene la información necesaria que permite la síntesis de todas las proteínas de un organismo. Pero esta información genética heredada de nuestros progenitores debe descodificarse para poder ser utilizada por la célula y este proceso se realiza en dos fases:
  • Transcripción de la información genética contenida en un gen. Se sintetiza una cadena de ARN mensajero (ARNm) utilizando como molde una de las hebras del ADN del gen. Se denomina ARNm porque en las células eucariotas sale del núcleo y se dirige al citoplasma llevando el mensaje genético para que se sintetice una proteína.
  • Traducción del mensaje contenido en la secuencia de bases del ARNm correspondiente a un gen. En este proceso se utiliza un diccionario universal, conocido como código genético, que asigna a cada grupo de tres bases del ARNm uno de los veinte aminoácidos de las proteínas. El ribosoma recorre la molécula de ARNm, un codón tras otro, y va incorporando los aminoácidos, que llegan al ribosoma transportados por moléculas de ARN de transferencia (ARNt). De esta forma, los aminoácidos se incorporan de uno en uno a la proteína que se está formando y en el orden que indica la secuencia de bases del ARNm.