ARN
Tipos y funciones del ARN
De los muchos tipos de ARN, los tres más conocidos y estudiados son el ARN mensajero (ARNm), el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), que están presentes en todos los organismos. Estos y otros tipos de ARN llevan a cabo principalmente reacciones bioquímicas, similares a las enzimas. Sin embargo, algunos también tienen funciones reguladoras complejas en las células. Debido a su participación en muchos procesos reguladores, a su abundancia y a sus diversas funciones, los ARN desempeñan papeles importantes tanto en los procesos celulares normales como en las enfermedades.
En la síntesis de proteínas, el ARNm transporta los códigos genéticos desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas, los lugares de traducción de las proteínas en el citoplasma. Los ribosomas están compuestos por ARNr y proteínas. Las subunidades proteicas del ribosoma están codificadas por el ARNr y se sintetizan en el nucléolo. Una vez ensamblados, se trasladan al citoplasma, donde, como reguladores clave de la traducción, «leen» el código transportado por el ARNm. Una secuencia de tres bases nitrogenadas en el ARNm especifica la incorporación de un aminoácido específico en la secuencia que constituye la proteína. Las moléculas de ARNt (a veces también llamadas ARN soluble o activador), que contienen menos de 100 nucleótidos, llevan los aminoácidos especificados a los ribosomas, donde se unen para formar las proteínas.
Además del ARNm, el ARNt y el ARNr, los ARN pueden dividirse a grandes rasgos en ARN codificante (ARNc) y ARN no codificante (ARNnc). Hay dos tipos de ncRNAs, los ncRNAs de mantenimiento (tRNA y rRNA) y los ncRNAs reguladores, que se clasifican además según su tamaño. Los ncRNAs largos (lncRNA) tienen al menos 200 nucleótidos, mientras que los ncRNAs pequeños tienen menos de 200 nucleótidos. Los ncRNAs pequeños se subdividen en micro RNA (miRNA), small nucleolar RNA (snoRNA), small nuclear RNA (snRNA), small-interfering RNA (siRNA) y PIWI-interacting RNA (piRNA).
Los miRNAs son de particular importancia. Tienen una longitud de unos 22 nucleótidos y funcionan en la regulación de los genes en la mayoría de los eucariotas. Pueden inhibir (silenciar) la expresión de los genes al unirse al ARNm objetivo e inhibir la traducción, impidiendo así que se produzcan proteínas funcionales. Muchos miARN desempeñan un papel importante en el cáncer y otras enfermedades. Por ejemplo, los miARN supresores de tumores y los oncogénicos (que inician el cáncer) pueden regular genes diana únicos, lo que conduce a la tumorigénesis y a la progresión del tumor.
También tienen importancia funcional los piARN, que tienen una longitud de entre 26 y 31 nucleótidos y existen en la mayoría de los animales. Regulan la expresión de los transposones (genes saltarines) impidiendo que los genes se transcriban en las células germinales (esperma y óvulos). La mayoría de los piRNA son complementarios a diferentes transposones y pueden dirigirse específicamente a esos transposones.
El ARN circular (circRNA) es único respecto a otros tipos de ARN porque sus extremos 5′ y 3′ están unidos, creando un bucle. Los circRNAs se generan a partir de muchos genes que codifican proteínas, y algunos pueden servir como plantillas para la síntesis de proteínas, de forma similar al mRNA. También pueden unirse a miARN, actuando como «esponjas» que impiden que las moléculas de miARN se unan a sus objetivos. Además, los circRNAs desempeñan un papel importante en la regulación de la transcripción y el empalme alternativo de los genes de los que se derivan los circRNAs.