El ARNm, el ARNr y el ARNt son los tres tipos principales de ARN involucrados en la síntesis de proteínas. El ARN también sirve como material genético primario para los virus. Otras funciones incluyen la edición de ARN, la regulación de genes y la interferencia de ARN.
Los ácidos nucleídos son polímeros formados por la unión de su estructura fundamental, el nucleótido, mediante enlaces de tipo fosfodiéster. Los diferentes tipos de nucleótidos, así como la estructura, estabilidad y organización dan lugar a diferentes tipos de ácidos nucleídos. Los nucleótidos están formado por una pentosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato. Según la pentosa se define dos tipos de ácidos nucleídos, el ADN y el ARN. Las bases nitrogenadas existen dos tipos de ellas: las bases purinas (guanina y adenina) que son comunes tanto para ADN como para ARN; bases pirimidinas (uracilo que es exclusivo para ARN, timina que es exclusivo para ADN, y citocina el cual es común para ADN y ARN). En este artículo hablaremos sobre los tipos de ARN y sus funciones.
Que es el ARN o RNA
El ARN es también conocido ácido ribonucleico porque contiene ribosa, este ácido se encuentra en forma de cadena sencilla, es inestable, de vida media corta, está implicado en los procesos de expresión y regulación de los genes, sus bases nitrogenadas son adenina- uracilo, guanina-citosina. Sirve de intermediario de la información genética, por lo tanto, desempeña el papel de soporte de la información genética viral durante la replicación del virus en una célula huésped (cf. VIRUS ).
Tipos de ARN
Existen tres formas principales de ARN que son:
ARN mensajero (ARNm)
Se forma tomando como molde una de las cadenas del ADN que constituye cada gen, mediante la enzima de ARN polimeraza que se une a su secuencia de la cadena de ADN que va a transcribir llamada promotor. Es quien lleva la información del núcleo al citoplasma para sintetizar las cadenas peptídicas. Codifica la secuencia de aminoácidos de uno o más polipéptidos especificados por un gen o por un conjunto de genes.
De este modo, los ARN mensajeros han copiado una secuencia de ADN a nivel de cada gen. Cada molécula de ARN mensajero se unirá a un ribosoma. El ribosoma se deslizará a lo largo del mensajero dando lugar a la cadena de proteínas. Los codones se leen (traducen) en un sitio específico del ribosoma. Un aminoacil-tRNA se combina a través de su anticodón con el triplete mensajero. A medida que el ribosoma se desplaza, los diferentes aminoacil-t-ARN se unen sucesivamente a los tripletes de ARN y los aminoácidos se combinan entre sí, lo que permite la formación de la proteína. La parte codificante del ARN mensajero siempre termina con uno de los tres codones de «fin de síntesis».
ARN ribosomal o ribosómico (ARNr)
Están relacionados con la síntesis de proteínas. Forman parte de los ribosomas que son las complejas maquinarias celulares que sintetizan las proteínas.Son los más abundantes de los ARN. Están involucrados en la estructura de los ribosomas y juegan un papel en la unión de los ARN mensajeros.
ARN de transferencia (ARNt)
Se une al ARNm en función de la complementariedad de las bases de anticodón/codón. Su función es unir o enlazar aminoácidos y transportarlos hacia los ARNm para poder sintetizar las proteínas. Lee la información codificada en el ARN mensajero y transfiere el aminoácido adecuado a la cadena polipeptídica en crecimiento durante la síntesis proteica.
Cada ARN de transferencia se combina con un aminoácido utilizando una enzima, aminoacil-ARNt sintetasa. Existe una especificidad estricta de cada enzima y cada ARNt para un aminoácido. El anticodón del t-RNA permite que el t-aminoacil-tRNA se combine con el triplete característico del aminoácido. Por tanto, los T-RNA son intermediarios obligatorios entre los aminoácidos y el RNA mensajero.
La transcripción es el proceso por el cual pasa la información genética contenida en el ADN a ARN mensajero. El ARNm formado en la transcripción se denomina transcrito primario de ARN, y este debe madurar. En este primario hay intrones y exones. En la maduración han de retirarse los intrones, que contienen ADN no codificante, mediante un proceso llamado splicing (corte y empalme).
Mini ARN
De esta manera, se califican ARN muy pequeños cuyo papel parece ser cada vez más importante en los procesos reguladores de la maquinaria bioquímica de las células.
Factores que modifican la expresión
Una vez formado el trasncrito (ARNm) diversos factores pueden modificar la expresión como son:
- Splicing alternativo: un mismo gen puede dar lugar a diferentes ARNm, omitiendo unos u otros exones. Los intrones tienen gran importancia en la regulación de la transcripción
- Vida media del ARNm: viene condicionada por su secuencia, por el nivel de traducción y por unas moléculas de ARN denominadas ARN corto de interferencia.
La producción de ARN a partir de los genes está perfectamente controlada, de modo que la cantidad de proteína producida sea siempre la necesaria. Este control se realiza, a nivel de la regulación, en la transcripción del gen, y a nivel postranscripcional. Podemos decir que los principales mecanismos de regulación de la expresión de los genes suceden a nivel pretranscripcional, transcripcional y postranscripcional.
Existen una serie de factores que afectan a la transcripción que van a interferir con el funcionamiento del ARN para poder transmitir el mensaje, tales factores son:
- Organización del ADN: la cromatina debe estar descondensada para poder ser transcrita.
- Metilación del ADN: cuando este tiene mucha metilación se expresa en menor medida.
- Regiones de los genes: los genes contienen tres tipos de regiones que intervienen en la transcripción: promotor, intensificador, silenciador.
El promotor es una secuencia de ADN sobre la que se une la ARN polimerasa y los factores de transcripción para iniciar el proceso; el intensificador se une a proteínas denominadas factores de transcripción y otras proteínas reguladoras, estos controlan la tasa de transcripción; mientras que el silenciador reprime la transcripción.
La traducción es el proceso por el a partir de una molécula de ARNm, se sintetiza una proteína Tiene lugar en los ribosomas del retículo plasmático rugoso. El transporte de los aminoácidos hacia el ribosoma y su unión en un orden determinado establecido por la secuencia de ARNm, se produce gracias a la molécula del ARNt o de transferencia. Ésta molécula contiene un triplete de nucleótido denominados anticodón, que es complementario a los codones del código genético y aporta sus aminoácidos correspondientes.
Conociendo todos estos procesos y mecanismos del ARN podemos decir que el ARN es el ácido nucleído considerado como el ácido del material o código genético, por lo que tenemos que tener presente que el código genético cumple con las características básicas de:
- Es universal para virus, células eucariotas y células procariotas.
- Se organiza en codones o tripletes, cada tres nucleótido se escribe la secuencia necesaria para codificar un aminoácido
- Cada aminoácido puede ser codificado por más de un triplete, esto se denomina código degenerado.
- Existen codones que señalizan el comienzo y el final de la traducción.
Diferencias entre el ADN y el ARN
Hay dos tipos distintos de ácido nucleico: ADN y ARN. El ácido nucleico del ADN es desoxirribosa, mientras que el ácido nucleico del ARN es la ribosa. Como lo explican sus nombres, la desoxirribosa de ADN carece de una molécula de oxígeno en comparación con el azúcar de ribosa de ARN. Los nucleótidos que comprenden el ADN incluyen adenina (a), guanina (G), citosina (c) y timinas (t), mientras que los nucleótidos de ARN incluyen A, G, C y uracilo (NSC ).
Si bien la estructura del ADN es una doble hélice en las células eucariotas, el ARN es generalmente monocatenario y se presenta en varias formas. La estructura monocatenaria del ARN permite que esta molécula se pliegue sobre sí misma y forme varias estructuras secundarias estables según sea necesario.
Conociendo ya como está compuesto el ácido ribonucleico o ARN podemos distinguir las diferencias o los conceptos claves sobre las estructuras entre el ADN y el ARN para una mejor comprensión:
| ADN | ARN |
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Todas las células somáticas de nuestro organismo contienen la misma información genética (genotipo), sin embargo, el conjunto de los genes que expresan (fenotipo) son diferentes entre ellas, dando lugar a células de extirpes y funciones totalmente distintas. Incluso una misma célula puede expresar genes diferentes en función de múltiples factores.
