Es el encargado de transmitir sus órdenes a las células del organismo.
Por Araceli Aguilar Salgado
“En la célula, esta fotocopia de la información genética es el ácido ribonucleico o ARN”
El 1 de agosto se celebra el Día Mundial del ARN (Ácido Ribonucleico), con la finalidad de dar a conocer la importancia de esta molécula en la generación de proteínas en el organismo.
Origen del día mundial del ARN
Este día mundial surgió en el año 2018 por iniciativa del biólogo molecular uruguayo Juan Pablo Tosar, un investigador del Instituto Pasteur Montevideo. Esta efeméride ha sido avalada por la RNA Society.
Se eligió el 1 de agosto como Día Mundial del ARN, debido al juego de palabras entre August 1st (1 de agosto en inglés) y AUG 1°. Es una secuencia triple del ARN (denominada codón) que da inicio a la síntesis de proteínas por parte de la célula.
El Ácido Ribonucleico (ARN) es una molécula que está formada por una cadena simple de ribonucleótidos, compuesta a su vez por ribosa, un fosfato y una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina y uracilo).
“El ARN también lleva información genética pero sus características y su tamaño mucho más reducido le permite pasar a través de los poros de la membrana del núcleo de la célula (donde se encuentra el ADN) y llegar hasta el compartimento celular donde se ensamblan las proteínas. Así, podemos decir que mientras el ADN “porta” la información genética, el ARN la “transporta”.
Más recientemente, se han encontrado algunos ARN de pequeño tamaño que están involucrados en la regulación de la expresión génica.
El ARN, o ácido ribonucleico, es un ácido nucleico similar en estructura al ADN pero con algunas diferencias sutiles. La célula utiliza el ARN para una serie de tareas diferentes; una de estas moléculas se llama ARN mensajero o ARNm.
Y es la molécula de ácido nucleico cuya traducción transfiere información del genoma a las proteínas. Otra forma de ARN es el ARNt o ARN de transferencia, y moléculas de ARN no-codificantes de proteínas que físicamente llevan los aminoácidos al sitio dónde se lleva a cabo la traducción y permiten que sean ensamblados en las cadenas de proteínas en dicho proceso.
El ARN está presente en todas las células vivas que presentan similitudes estructurales con el ADN.
Contiene la información copiada del ADN, necesaria para la fabricación de proteínas que son vitales para todos los procesos de la vida.
El ARN permite la síntesis de proteínas, siendo una conexión esencial para la información genética entre el ADN y las células.
Las moléculas de ARN cumplen funciones regulatorias y enzimáticas.
Los tipos de ARN presentes en las células son los siguientes: ARN mensajero (ARNm). ARN ribosómico (ARNr). ARN de transferencia (ARNt).
Dependiendo de la estructura y función específica que realice cada ARN nos encontraremos ante distintos tipos de ARN:
ARN mensajero (ARNm): estructura lineal con alguna horquilla. Se sintetiza en el núcleo de la célula a partir del ADN. Es el resultado del proceso de la transcripción. Su función es copiar fragmentos del ADN para sacar dicha información del núcleo y llevarlo a los ribosomas donde la información genética pasará a proteínas (traducción).
ARN transferencia (ARNt): tienen una estructura peculiar con forma de trébol. Su función es transportar aminoácidos específicos hasta los ribosomas para conseguir completar ese proceso de traducción (de ARNm a aminoácidos que se unen para formar proteínas) de que hablábamos anteriormente.
ARN ribosómico (ARNr): es el más abundante y el ARNr unido a proteínas forma los ribosomas, orgánulos encargados de la traducción.
ARN nucleolar (ARNn): se origina a partir de diferentes segmentos de ADN denominados región organizadora nucleolar. Una vez formado el ARNn se fragmenta y da lugar a los diferentes ARNr.
Además, existen ARN implicados en la regulación de la expresión génica, es decir, ARNs que controlan qué parte del ADN se expresa en forma de proteína y cuales no gracias a que son complementarios a regiones específicas de ARNm o de ADN.
Si un fragmento de ARN se une al ADN o al ARNm, habrá un obstáculo que impedirá que se lea correctamente y por tanto que pase a proteína. Podríamos decir que la unión de ese fragmento de ARN hace que esa región del ácido nucleico quede oculta y no se traduzca por la célula.
Este tipo de ARN es conocido como ARN de interferencia (iRNA). En esta clase de ARN, nos encontramos con dos subcategorías en base a la longitud del mismo:
ARN largo no codificante (lncRNA): ARN de 200 nucleótidos. Regulan la modificación epigenética principalmente en el núcleo, regulando la transcripción de genes a nivel transcripcional mediante la modulación de la modificación de histonas o ADN, principalmente metilación y acetilación.
Small RNA: longitud inferior a 200 nucleótidos. Desempeñan funciones importantes en procesos celulares como la diferenciación celular, proliferación, migración, apoptosis… Dentro de este último tenemos:
Micro ARN (miRNA): contienen alrededor de 22 nucleótidos.
ARN asociados a Piwi (piRNA): implicado en el desarrollo embrionario, mantenimiento de la integridad del ADN de la línea germinal, silenciamiento de la transcripción de transposones, supresión de la traducción, formación de heterocromatina y regulación epigenética de la determinación del sexo.
ARN interferente pequeño o small interfering RNA (siRNA): no son codificados por el ADN. Se introducen artificialmente.
También existen ARN con actividad catalítica conocidos como ribozimas que son ARN con actividad catalítica. La palabra es el resultado de unificar “ácido ribonucleico” (ARN) con “enzima”. Son capaces de llevar a cabo reacciones bioquímicas.
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.
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.
Es de doble cadena. Es estable. Es la forma de almacenar y transmitir la información genética.Tiene complementariedad de bases adenina-tiamina, guanina-citosina.
ARN
Es de cadena sencilla. Es inestable. Implicado en los procesos de expresión y regulación de los genes. Tiene complementariedad de bases adenina-uracilo, guanina-citosina.
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.
Utilizar ARN sintético como terapia en enfermedades genéticas
La ciencia se fija en el funcionamiento del cuerpo humano continuamente, lo ha hecho en muchos avances en el campo de la ingeniería, diseño ergonómico y por supuesto de la ciencia y la salud.
En los últimos años se han aprobado diversas terapias basadas en el uso del ARN para tratar enfermedades hereditarias causadas por defectos en genes.
Estas terapias no modifican en ningún momento el ADN del paciente, sino que modulan o cambian la expresión del gen defectuoso.
Algunos ejemplos son las terapias basadas en ARN por la atrofia muscular espinal, la distrofia muscular de Duchenne o la distrofia macular asociada a la edad.
Estos medicamentos utilizan moléculas sintéticas de ARN que reconocen de forma específica el ARN del propio paciente, el cual está defectuoso debido a una variante o mutación genética, y lo reprimen para silenciar la producción de proteínas perjudiciales para la célula.
Como podemos ver la vida nació hace unos 4000 millones de años, cuando una molécula atrapada entre membranas empezó a ser capaz de gestionar su entorno y sacar copias antes de colapsar y desaparecer. Esa molécula tenía la facultad de portar órdenes en una secuencia que albergaba un código.
Muchos expertos piensan que antes que nada se desarrollaron moléculas similares al ARN, que tiempo después dieron lugar a variantes como el ADN.
Quizá todo comenzó con un mensaje más sencillo y lábil antes de surgir la sutil complejidad del ácido desoxirribonucleico, o tal vez fue de otra manera.
Lo que resulta indudable es que estas grandes moléculas, cada una a su modo, representan lo más fascinante de la vida, la capacidad de albergar mensajes para manejar la materia, lo cual supone mantener la impetuosa carrera de relevos de los seres vivos.
“El ARN también lleva información genética pero sus características y su tamaño mucho más reducido le permite pasar a través de los poros de la membrana del núcleo de la célula (donde se encuentra el ADN) y llegar hasta el compartimento celular donde se ensamblan las proteínas. Así, podemos decir que mientras el ADN “porta” la información genética, el ARN la “transporta”.
Sobre la autora
Araceli Aguilar Salgado Periodista, Abogada, Ingeniera, Escritora, Presidenta del Congreso Hispanoamericano de Prensa, Analista y comentarista mexicana, del Estado de Guerrero, México. E-mail [email protected]
