¿Qué es el ARN monocatenario?
Hay tres macromoléculas esenciales en todas las especies de la vida. El ácido ribonucleico (ARN) es uno de estos tres, y el ARN tiene la asombrosa capacidad de una molécula monocatenaria de asumir formas tridimensionales por medio del enlace de hidrógeno múltiple que forma su andamiaje estructural secundario. Las otras dos macromoléculas esenciales son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y las proteínas; De estos dos, el ARN tiene muchas similitudes con las proteínas en función y similitudes con el ADN en la estructura química. También hay ARN bicatenario, pero son raros. El ARN monocatenario cataliza reacciones biológicas, es un receptor y transmisor de señales celulares y ayuda en el control de las expresiones génicas.
A partir de 2011, el ARN monocatenario ha sido objeto de siete premios Nobel. Mucha investigación entre los premios hizo descubrimientos de los deberes del ARN, lo que condujo a avances significativos en las ciencias biológicas y médicas. El ARN monocatenario se encontró en 1868, pero se caracterizó mal, y no fue hasta 1959 que recibió el foco de un Nobel, cuando Ochoa y Kornberg recibieron el Premio Nobel de Medicina después de sintetizar ARN en un laboratorio mediante el uso de una enzima, nuevamente mal caracterizado; No fue una síntesis verdadera sino un procedimiento de degradación. En las décadas de 1960 y 1970, se otorgaron dos premios más por los descubrimientos de que el ARN monocatenario no solo podía transportar información genética, sino que también funciona como un catalizador de reacciones biológicas y por el descubrimiento de que los retrovirus podrían, a través de enzimas, replicar ARN en ADN, haciendo que Este tipo de replicación es una calle de doble sentido. En la década de 1980 hasta 2006, se otorgaron cuatro premios más por descubrimientos en el empalme de ARN, más funciones catalizadoras, funciones de microARN y transcripción de ARN.
El ARN monocatenario es instrumental en la síntesis de proteínas; Cuando las proteínas se forman en los ribosomas, es el ARN mensajero (ARNm) el que dirige el ensamblaje y, junto con el ARN de transferencia (ARNt), entrega los aminoácidos que lo acompañan para unirse y formar las proteínas. Las fábricas ribosomales de proteínas reciben información genética del ARNm y los 80 nucleótidos del ARNt son fundamentales en la traducción de aminoácidos a las proteínas que se están formando recientemente. Con el uso del ADN como plantilla, una enzima conocida como ARN polimerasa transcribe ARN para nuevas cadenas de ARN monocatenario. Esta misma enzima usa plantillas de ARN cuando los virus de ARN como el poliovirus intentan replicar su material viral. Hay un método para medir y detectar la función de ARN monocatenario importante para comprender el enlace entre ARN y proteínas. El mapeo de interferencia análogo de nucleótidos (NAIM) descubre la identidad de moléculas de ARN particulares que se unen a las proteínas menos bien que las uniones de ARN de tipo salvaje, para comprender mejor el comportamiento de unión mediadora con proteínas.
Como el ARN transporta información genética, los virus de ARN contienen replicaciones de ARN en su genoma, así como una variedad de proteínas codificadas por ese genoma. Algunas proteínas protegen este genoma viral, ya que se traduce en un nuevo huésped celular. Estos virus con replicaciones de ARN residentes a su vez transcriben inversamente el ADN y forman un nuevo ARN monocatenario que propaga aún más los virus. Hay cuatro grupos de virus de ARN que transmiten el sarampión, las paperas, la rabia, la gripe, la fiebre amarilla y la encefalitis equina entre una serie de otras enfermedades, y cada grupo tiene su propio método para replicar un genoma viral.
Se sabe que los rinovirus, incluido el resfriado común, son ARN monocatenarios que se replican en el citoplasma de una célula al procesar una proteasa viral que produce la liberación de proteínas infectadas por un virus. El ARN monocatenario también está relacionado con un tipo de inflamación que puede ser responsable de la fibrosis cardíaca fetal que puede provocar un bloqueo cardíaco en forma de una reacción autoinmune, que conduce a defectos cardíacos congénitos. Sin embargo, hay descubrimientos sobre el ARN que pueden usar ARN para silenciar genes dentro del cuerpo que pueden causar enfermedades. Sabiendo que hay pequeñas porciones de ARN que interfieren con la fabricación de proteínas, algunos creen que algún día, el ARN monocatenario entregará productos farmacéuticos directamente a las proteínas.