En la síntesis de proteínas intervienen tres tipos principales de ARN: ARN mensajero (ARNm), ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr). Estos ARN realizan diversas funciones y pueden clasificarse en términos generales como ARN codificante de proteínas o no codificante. Los ARN no codificantes desempeñan un papel importante en la regulación de la expresión génica en respuesta a los cambios ambientales y del desarrollo. Los ARN no codificantes de los procariotas pueden manipularse para desarrollar fármacos antibacterianos más eficaces para uso humano o animal.

El ARN desempeña funciones diversas pero cooperativas

El dogma central de la biología molecular afirma que el ADN contiene la información que codifica las proteínas, y el ARN utiliza esta información para dirigir la síntesis de proteínas.

El ARN mensajero (ARNm) es el ARN codificador de proteínas. Consta de codones, secuencias de tres nucleótidos que codifican un aminoácido específico. El ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr) son ARN no codificantes. El ARNt actúa como una molécula adaptadora que lee la secuencia de ARNm y coloca los aminoácidos en el orden correcto en la cadena polipeptídica en crecimiento. El ARNr y otras proteínas forman el ribosoma, la sede de la síntesis de proteínas en la célula. Durante la traducción, los ribosomas se mueven a lo largo de una cadena de ARNm donde estabilizan la unión de las moléculas de ARNt y catalizan la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos. Por lo tanto, los diferentes tipos de ARN realizan funciones específicas pero complementarias durante la síntesis de proteínas.

Los ARN no codificantes en eucariotas regulan la expresión génica

Los ARN no codificantes distintos del ARNt y el ARNr se consideraron inicialmente "basura genómica", ya que no codificaban proteínas. Sin embargo, su papel en la regulación de la expresión génica se descubrió en las últimas décadas y continúa siendo ampliamente investigado. En función de su longitud, los ARN no codificantes pueden clasificarse como ARN reguladores pequeños (< 100 nucleótidos) o ARN largos no codificantes (> 200 nucleótidos).

Tanto los ARN reguladores pequeños como los ARN largos no codificantes regulan la expresión génica alterando varias etapas de la transcripción y la traducción. Los ARN no codificantes afectan al empalme del ARNm, es decir, a la eliminación de los segmentos no codificantes y a la unión de las secuencias codificantes de proteínas. De esta manera, controlan la formación de diferentes variantes proteicas a partir de un solo gen. Los ARN reguladores pequeños, como los microARN (miARN) y los ARN interferentes pequeños (ARNsi), se unen a secuencias complementarias en el ARNm e inhiben la síntesis de proteínas, ya sea bloqueando el acceso de la maquinaria de traducción al ARNm o degradando el propio ARNm. Los ARN largos no codificantes interactúan con enzimas que modifican químicamente el ADN y las histonas (proteínas que ayudan a empaquetar el ADN en el núcleo) para activar o reprimir la transcripción.