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Ácido ribonucleico

Noviembre 03, 2021

«ARN» redirige aquí. Para otras acepciones, véase ARN (desambiguación).
«RNA» redirige aquí. Para otras acepciones, véase RNA (desambiguación).

El ácido ribonucleico (ARN) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos.[1]​Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (los virus ARN).

El ARN se puede definir como la molécula formada por una cadena simple de ribonucleótidos, cada uno de ellos formado por ribosa, un fosfato y una de las cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y uracilo). El ARN celular es lineal y monocatenario (de una sola cadena), pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.[2]​

En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).[3]​ Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN.

Descubrimiento e historia

Los ácidos nucleicos fueron descubiertos en 1867 por Friedrich Miescher, que los llamó nucleína, ya que los aisló del núcleo celular.[4]​ Más tarde, se comprobó que las células procariotas, que carecen de núcleo, también contenían ácidos nucleicos. El papel del ARN en la síntesis de proteínas fue sospechado en 1939.[5]​ Severo Ochoa ganó el Premio Nobel de Medicina en 1959 tras descubrir cómo se sintetizaba el ARN.[6]​

En 1965 Robert W. Holley halló la secuencia de 77 nucleótidos de un ARN de transferencia de una levadura,[7]​ con lo que obtuvo el Premio Nobel de Medicina en 1968. En 1967, Carl Woese comprobó las propiedades catalíticas de algunos ARN y sugirió que las primeras formas de vida usaron ARN como portador de la información genética tanto como catalizador de sus reacciones metabólicas (hipótesis del mundo de ARN).[8]​[9]​ En 1976, Walter Fiers y sus colaboradores determinaron la secuencia completa del ARN del genoma de un virus ARN (bacteriófago MS2).[10]​

En 1990 se descubrió en Petunia que genes introducidos pueden silenciar genes similares de la misma planta, lo que condujo al descubrimiento del ARN interferente.[11]​[12]​ Aproximadamente al mismo tiempo se hallaron los micro ARN, pequeñas moléculas de 22 nucleótidos que tenían algún papel en el desarrollo de Caenorhabditis elegans.[13]​ El descubrimiento de ARN que regulan la expresión génica ha permitido el desarrollo de medicamentos hechos de ARN, como los ARN pequeños de interferencia que silencian genes.[14]​

En el año 2016 se tiene prácticamente por comprobado que las moléculas de ARN fueron la primera forma de vida propiamente dicha en habitar el planeta Tierra (Hipótesis del mundo de ARN).

Bioquímica del ARN

 
Estructura química del ARN.
 
Comparación entre ARN y ADN.

Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Los nucleótidos se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiéster cargados negativamente.

Cada nucleótido está formado por tres componentes:

  1. Un monosacárido de cinco carbonos (pentosa) llamada β-D-ribofuranosa.
  2. Un grupo fosfato
  3. Una base nitrogenada, que puede ser
    1. Adenina (A)
    2. Citosina (C)
    3. Guanina (G)
    4. Uracilo (U)
Comparación entre el ARN y el ADN
ARN ADN
Pentosa Ribosa Desoxirribosa
Purinas Adenina y Guanina Adenina y Guanina
Pirimidinas Citosina y Uracilo Citosina y Timina

Los carbonos de la ribosa se numeran de 1' a 5' en sentido horario. La base nitrogenada se une al carbono 1'; el grupo fosfato se une al carbono 5' y al carbono 3' de la ribosa del siguiente nucleótido. El pico tiene una carga negativa a pH fisiológico lo que confiere al ARN carácter polianiónico. Las bases púricas (adenina y guanina) pueden formar puentes de hidrógeno con las pirimidínicas (uracilo y citosina) según el esquema C=G y A=U.[15]​ Además, son posibles otras interacciones, como el apilamiento de bases[16]​ o tetrabucles con apareamientos G=A.[15]​ Muchos ARN contienen además de los nucleótidos habituales, nucleótidos modificados, que se originan por transformación de los nucleótidos típicos; son característicos de los ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr); también se encuentran nucleótidos metilados en el ARN mensajero eucariótico.[17]​

Apareamiento doble

 
Apareamiento entre guanina y uracilo.

La interacción por puentes de hidrógeno descrita por Watson y Crick[18]​ forma pares de bases entre una purina y una pirimidina. A este patrón se le conoce como apareamiento Watson y Crick. En este, la adenina se aparea con el uracilo (timina, en ADN) y la citosina con la guanina. Sin embargo, en el ARN se presentan muchas otras formas de apareamiento, de las cuales la más ubicua es el apareamiento wobble (también apareamiento por balanceo o apareamiento titubeante) para la pareja G-U. Este fue propuesto por primera vez por Crick para explicar el apareamiento codón-anticodón en los ARNt y ha sido confirmado en casi todas las clases de ARN en los tres dominios filogenéticos.[19]​

Estructura

Estructura primaria

Se refiere a la secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de ARN. Los siguientes niveles estructurales (estructura secundaria, terciaria) son consecuencia de la estructura primaria. Además, la secuencia misma puede ser información funcional; esta puede traducirse para sintetizar proteínas (en el caso del ARNm) o funcionar como región de reconocimiento, región catalítica, entre otras.

Estructura primaria de tRNAPhe

Estructura secundaria

 
Estructura secundaria de ARN de transferencia: tRNAPhe de S. cerevisiae.

El ARN se pliega como resultado de la presencia de regiones cortas con apareamiento intramolecular de bases, es decir, pares de bases formados por secuencias complementarias más o menos distantes dentro de la misma hebra. La estructura secundaria se refiere, entonces, a las relaciones de apareamiento de bases: «El término ‘estructura secundaria’ denota cualquier patrón plano de contactos por apareamiento de bases. Es un concepto topológico y no debe ser confundido con algún tipo de estructura bidimensional».[20]​ La estructura secundaria puede ser descrita a partir de motivos estructurales que se suelen clasificar de la siguiente manera:

Elementos estructurales comunes[21]​
Hélice

(tallo, stack)

Región con bases apareadas.
Bucle

(ciclo, loop)

Región incluida en una hélice en donde las bases no están apareadas.  
Bucle en horquilla

(tallo y bucle, hairpin loop)

Estructura en donde regiones cercanas de bases complementarias se aparean, separadas por una región no apareada que permite que la secuencia se doble para formar una hélice.  
Bucle interno

(internal loop)

Estructura en donde hay regiones no apareadas en ambos lados de la hebra. Puede ser simétrico o asimétrico.  
Protuberancia

(buldge)

Estructura en donde hay una región no apareada en un solo lado de la hebra.  
Bucle múltiple

(helical junction)

Región en donde se juntan múltiples hélices.  
Pseudonudo Variación de bucle en donde sólo una parte del bucle sí está apareada. El pseudonudo más simple consiste de una región libre del ARN apareada con un bucle.  

Estructura terciaria

 
Estructura terciaria de dos ARN de transferencia: tRNAPhe y tRNAAsx.

La estructura terciaria es el resultado de las interacciones en el espacio entre los átomos que conforman la molécula. Algunas interacciones de este tipo incluyen el apilamiento de bases y los apareamientos de bases distintos a los propuestos por Watson y Crick, como el apareamiento Hoogsteen, los apareamientos triples y los zíperes de ribosa.

Hélice A

 
Hélice A de ARN.

A diferencia del ADN las moléculas de ARN suelen ser de cadena simple y no forman dobles hélices extensas, no obstante, en las regiones con bases apareadas sí forma hélices como motivo estructural terciario. Una importante característica estructural del ARN que lo distingue del ADN es la presencia de un grupo hidroxil en posición 2' de la ribosa, que causa que las dobles hélices de ARN adopten una conformación A, en vez de la conformación B que es la más común en el ADN.[22]​ Esta hélice A tiene un surco mayor muy profundo y estrecho y un surco menor amplio y superficial.[23]​ Una segunda consecuencia de la presencia de dicho hidroxilo es que los enlaces fosfodiéster del ARN de las regiones en que no se forma doble hélice son más susceptibles de hidrólisis química que los del ADN; los enlaces fosfodiéster del ARN se hidrolizan rápidamente en disolución alcalina, mientras que los enlaces del ADN son estables.[24]​ La vida media de las moléculas de ARN es mucho más corta que las del ADN, de unos minutos en algunos ARN bacterianos o de unos días en los ARNt humanos.[17]​

Biosíntesis

Artículo principal: Transcripción genética

La biosíntesis de ARN está catalizada normalmente por la enzima ARN polimerasa que usa una hebra de ADN como molde, proceso conocido con el nombre de transcripción. Por tanto, todos los ARN celulares provienen de copias de genes presentes en el ADN.

La transcripción comienza con el reconocimiento por parte de la enzima de un promotor, una secuencia característica de nucleótidos en el ADN situada antes del segmento que va a transcribirse; la doble hélice del ADN es abierta por la actividad helicasa de la propia enzima. A continuación, la ARN polimerasa progresa a lo largo de la hebra de ADN en sentido 3' → 5', sintetizando una molécula complementaria de ARN; este proceso se conoce como elongación, y el crecimiento de la molécula de ARN se produce en sentido 5' → 3'. La secuencia de nucleótidos del ADN determina también dónde acaba la síntesis del ARN, gracias a que posee secuencias características que la ARN polimerasa reconoce como señales de terminación.[25]​

Tras la transcripción, la mayoría de los ARN son modificados por enzimas. Por ejemplo, al pre-ARN mensajero eucariota recién transcrito se le añade un nucleótido de guanina modificado (7-Metilguanosina) en el extremo 5' por medio de un puente de trifosfato formando un enlace 5'→ 5' único, también conocido como «capucha» o «caperuza», y una larga secuencia de nucleótidos de adenina en el extremo 3' (cola poli-A); posteriormente se le eliminan los intrones (segmentos no codificantes) en un proceso conocido como splicing.

En virus, hay también varias ARN polimerasas ARN-dependientes que usan ARN como molde para la síntesis de nuevas moléculas de ARN. Por ejemplo, varios virus ARN, como los poliovirus, usan este tipo de enzimas para replicar su genoma.[26]​[27]​

Clases de ARN

El ARN mensajero (ARNm) es el tipo de ARN que lleva la información del ADN a los ribosomas, el lugar de la síntesis de proteínas. La secuencia de nucleótidos del ARNm determina la secuencia de aminoácidos de la proteína.[28]​ Por ello, el ARNm es denominado ARN codificante.

No obstante, muchos ARN no codifican proteínas, y reciben el nombre de ARN no codificantes; se originan a partir de genes propios (genes ARN), o son los intrones rechazados durante el proceso de splicing. Son ARN no codificantes el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), que son elementos fundamentales en el proceso de traducción, y diversos tipos de ARN reguladores.[29]​

Ciertos ARN no codificantes, denominados ribozimas, son capaces de catalizar reacciones químicas como cortar y unir otras moléculas de ARN,[30]​ o formar enlaces peptídicos entre aminoácidos en el ribosoma durante la síntesis de proteínas.[31]​

ARN implicados en la síntesis de proteínas

 
Ribosoma 50S mostrando el ARNr (amarillo), las proteínas (azul) y el centro activo, la adenina 2486 (rojo).

ARN mensajero

El ARN mensajero (ARNm) es el que lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína desde el ADN, lugar en que está inscrita, hasta el ribosoma, lugar en que se sintetizan las proteínas de la célula. Es por lo tanto, una molécula intermediaria entre el ADN y la proteína, y el apelativo de «mensajero», es del todo descriptivo. En los eucariotas, el ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del núcleo celular y donde es procesado antes de acceder al citosol, donde se hallan los ribosomas, a través de los poros de la envoltura nuclear.

ARN de transferencia

Los ARN de transferencia (ARNt) son cortos polímeros de unos 80 nucleótidos, que transfiere un aminoácido específico al polipéptido en crecimiento; se unen a lugares específicos del ribosoma durante la traducción. Tienen un sitio específico para la fijación del aminoácido (extremo 3') y un anticodón formado por un triplete de nucleótidos que se une al codón complementario del ARNm mediante puentes de hidrógeno.[29]​ Estos ARNt, al igual que otros tipos de ARN, pueden ser modificados post-transcripcionalmente por enzimas. La modificación de alguna de sus bases es crucial para la descodificación de ARNm y para mantener la estructura tridimensional del ARNt.[32]​

ARN ribosómico o ribosomal

El ARN ribosómico o ribosomal (ARNr) se halla combinado con proteínas para formar los ribosomas, donde representa unas 2/3 partes de los mismos. En procariotas, la subunidad mayor del ribosoma contiene dos moléculas de ARNr y la subunidad menor, una. En los eucariotas, la subunidad mayor contiene tres moléculas de ARNr y la menor, una. En ambos casos, sobre el armazón constituido por los ARNm se asocian proteínas específicas. El ARNr es muy abundante y representa el 80 % del ARN hallado en el citoplasma de las células eucariotas.[33]​ Los ARN ribosómicos son el componente catalítico de los ribosomas; se encargan de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos del polipéptido en formación durante la síntesis de proteínas; actúan, pues, como ribozimas.

ARN reguladores

Muchos tipos de ARN regulan la expresión génica gracias a que son complementarios de regiones específicas del ARNm o de genes del ADN.

ARN de interferencia

Los ARN interferentes (ARNi) son moléculas de ARN que suprimen la expresión de genes específicos mediante mecanismos conocidos globalmente como ribointerferencia o interferencia por ARN. Los ARN interferentes son moléculas pequeñas (de 20 a 25 nucléotidos) que se generan por fragmentación de precursores más largos. Se pueden clasificar en tres grandes grupos:[34]​

Micro ARN

Los micro ARN (miARN) son cadenas cortas de 21 o 22 nucleótidos hallados en células eucariotas que se generan a partir de precursores específicos codificados en el genoma. Al transcribirse, se pliegan en horquillas intramoleculares y luego se unen a enzimas formando un complejo efector que puede bloquear la traducción del ARNm o acelerar su degradación comenzando por la eliminación enzimática de la cola poli A.[35]​[36]​

ARN interferente pequeño

Los ARN interferentes pequeños (ARNip o siARN), formados por 20-25 nucleótidos, se producen con frecuencia por rotura de ARN virales, pero pueden ser también de origen endógeno.[37]​[38]​ Tras la transcripción se ensambla en un complejo proteico denominado RISC (RNA-induced silencing complex) que identifica el ARNm complementario que es cortado en dos mitades que son degradadas por la maquinaria celular, bloquean así la expresión del gen.[39]​[40]​[41]​

ARN asociados a Piwi

Los ARN asociados a Piwi[42]​ son cadenas de 29-30 nucleótidos, propias de animales; se generan a partir de precursores largos monocatenarios (formados por una sola cadena), en un proceso que es independiente de Drosha y Dicer. Estos ARN pequeños se asocian con una subfamilia de las proteínas "Argonauta" denominada proteínas Piwi. Son activos las células de la línea germinal; se cree que son un sistema defensivo contra los transposones y que juegan algún papel en la gametogénesis.[43]​[44]​

ARN antisentido

Un ARN antisentido es la hebra complementaria (no codificadora) de un hebra ARNm (codificadora). La mayoría inhiben genes, pero unos pocos activan la transcripción.[45]​ El ARN antisentido se aparea con su ARNm complementario formando una molécula de doble hebra que no puede traducirse y es degradada enzimáticamente.[46]​ La introducción de un transgen codificante para un ARNm antisentido es una técnica usada para bloquear la expresión de un gen de interés. Un mARN antisentido marcado radioactivamente puede usarse para mostrar el nivel de transcripción de genes en varios tipos de células. Algunos tipos estructurales antisentidos son experimentales, ya que se usan como terapia antisentido.

ARN largo no codificante

Muchos ARN largos no codificantes (ARNnc largo) regulan la expresión génica en eucariotas;[47]​ uno de ellos es el Xist que recubre uno de los dos cromosomas X en las hembras de los mamíferos inactivándolo (corpúsculo de Barr).[48]​ Diversos estudios revelan que es activo a bajos niveles. En determinadas poblaciones celulares, una cuarta parte de los genes que codifican para proteínas y el 80 % de los lncRNA detectados en el genoma humano están presentes en una o ninguna copia por célula, ya que existe una restricción en determinados ARN.[49]​

Riboswitch

Un riboswitch es una parte del ARNm (ácido ribonucleico mensajero) al cual pueden unirse pequeñas moléculas que afectan la actividad del gen.[50]​[51]​[52]​ Por tanto, un ARNm que contenga un riboswitch está directamente implicado en la regulación de su propia actividad que depende de la presencia o ausencia de la molécula señalizadora. Tales riboswitchs se hallan en la región no traducida 5' (5'-UTR), situada antes del codón de inicio (AUG), y/o en la región no traducida 3' (3'-UTR), también llamada secuencia de arrastre,[17]​ situada entre el codón de terminación (UAG, UAA o UGA) y la cola poli A.[52]​

ARN con actividad catalítica

 
Transformación de uridina en pseudouridina, una modificación común del ARN.

Ribozimas

Artículo principal: Ribozima

El ARN puede actuar como biocatalizador. Ciertos ARN se asocian a proteínas formando ribonucleoproteínas y se ha comprobado que es la subunidad de ARN la que lleva a cabo las reacciones catalíticas; estos ARN realizan las reacciones in vitro en ausencia de proteína. Se conocen cinco tipos de ribozimas; tres de ellos llevan a cabo reacciones de automodificación, como eliminación de intrones o autocorte, mientras que los otros (ribonucleasa P y ARN ribosómico) actúan sobre substratos distintos.[17]​ Así, la ribonucleasa P corta un ARN precursor en moléculas de ARNt,[53]​ mientras que el ARN ribosómico realiza el enlace peptídico durante la síntesis proteica ribosomal.

Espliceosoma

Los intrones son separados del pre-ARNm durante el proceso conocido como splicing por los espliceosomas, que contienen numerosos ARN pequeños nucleares (ARNpn).[54]​ En otros casos, los propios intrones actúan como ribozimas y se separan a sí mismos de los exones.[55]​

ARN pequeño nucleolar

Los ARN pequeños nucleolares (ARNpno), hallados en el nucléolo y en los cuerpos de Cajal, dirigen la modificación de nucleótidos de otros ARN;[29]​ el proceso consiste en transformar alguna de las cuatro bases nitrogenadas típicas (A, C, U, G) en otras. Los ARNpno se asocian con enzimas y los guían apareándose con secuencias específicas del ARN al que modificarán. Los ARNr y los ARNt contienen muchos nucleótidos modificados.[56]​[57]​

ARN mitocondrial

La mitocondrias tienen su propio aparato de síntesis proteica, que incluye ARNr (en los ribosomas), ARNt y ARNm. Los ARN mitocondriales (ARNmt o mtARN) representan el 4 % del ARN celular total. Son transcritos por una ARN polimerasa mitocondrial específica.[17]​

Genomas de ARN

El ADN es la molécula portadora de la información genética en todos los organismos celulares, pero, al igual que el ADN, el ARN puede guardar información genética. Los virus ARN carecen por completo de ADN y su genoma está formado por ARN, el cual codifica las proteínas del virus, como las de la cápside y algunos enzimas. Dichos enzimas realizan la replicación del genoma vírico. Los viroides son otro tipo de patógenos que consisten exclusivamente en una molécula de ARN que no codifica ninguna proteína y que es replicado por la maquinaria de la célula hospedadora.[58]​

Hipótesis del mundo de ARN

Artículo principal: Hipótesis del mundo de ARN

La hipótesis del mundo de ARN propone que el ARN fue el primer ácido nucleico que apareció en la Tierra precediendo posteriormente al ADN y a su vez estos ácidos nucleicos junto con proteínas al unirse con liposomas formados espontáneamente originarían las primeras células. Se basa en la comprobación de que el ARN puede contener información genética, de un modo análogo a como lo hace el ADN, y que algunos tipos son capaces de llevar a cabo reacciones metabólicas, como autocorte o formación de enlaces peptídicos.

Durante años se especuló en qué fue primero, el ADN o las enzimas, ya que las enzimas se sintetizan a partir del ADN y la síntesis de ADN es llevada a cabo por enzimas. Si se supone que las primeras formas de vida usaron el ARN tanto para almacenar su información genética como realizar su metabolismo, se supera este escollo. Experimentos con los ribozimas básicos, como el ARN viral Q-beta, han demostrado que las estructuras de ARN autorreplicantes sencillas pueden resistir incluso a fuertes presiones selectivas (como los terminadores de cadena de quiralidad opuesta).[59]​

Véase también

Referencias

  1. Barioglio, Carlos Fernando (2013). Diccionario de producción animal. Edición. Editorial Brujas. ISBN 9789879452561. Consultado el 1 de octubre de 2019. 
  2. Bioquímica: libro de texto con aplicaciones clínicas, pág. 78. En Google Libros.
  3. Prueba de Acceso a la Universidad Para Mayores de 25 Años. Biologia Prueba Especifica.e-book. MAD-Eduforma. ISBN 9788466517775. Consultado el 1 de octubre de 2019. 
  4. Dahm, R. (2005). «Friedrich Miescher and the discovery of DNA». Developmental Biology 278 (2): 274-88. PMID 15680349. doi:10.1016/j.ydbio.2004.11.028. 
  5. Caspersson, T., Schultz, J. (1939). «Pentose nucleotides in the cytoplasm of growing tissues». Nature 143: 602-3. doi:10.1038/143602c0. 
  6. Ochoa, S. (1959). «Enzymatic synthesis of ribonucleic acid». Nobel Lecture. 
  7. Holley, R. W. et al (1965). «Structure of a ribonucleic acid». Science 147 (1664): 1462-65. PMID 14263761. doi:10.1126/science.147.3664.1462. 
  8. Siebert, S. (2006). . Dissertation, Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg im Breisgau. p. 1. Archivado desde el original el 9 de marzo de 2012. 
  9. Szathmáry, E. (1999). «The origin of the genetic code: amino acids as cofactors in an RNA world». Trends Genet. 15 (6): 223-9. PMID 10354582. doi:10.1016/S0168-9525(99)01730-8. 
  10. Fiers, W. et al (1976). «Complete nucleotide-sequence of bacteriophage MS2-RNA: primary and secondary structure of replicase gene». Nature 260: 500-7. PMID 1264203. doi:10.1038/260500a0. 
  11. Napoli, C., Lemieux, C. & Jorgensen, R. (1990). «Introduction of a chimeric chalcone synthase gene into petunia results in reversible co-suppression of homologous genes in trans». Plant Cell 2 (4): 279-89. PMID 12354959. doi:10.1105/tpc.2.4.279. 
  12. Dafny-Yelin, M., Chung, S.M., Frankman, E. L. & Tzfira, T. (diciembre de 2007). «pSAT RNA interference vectors: a modular series for multiple gene down-regulation in plants». Plant Physiol. 145 (4): 1272-81. PMC 2151715. PMID 17766396. doi:10.1104/pp.107.106062. 
  13. Ruvkun, G. (2001). «Glimpses of a tiny RNA world». Science 294 (5543): 797-99. PMID 11679654. doi:10.1126/science.1066315. 
  14. Fichou, Y. & Férec, C. (2006). «The potential of oligonucleotides for therapeutic applications». Trends in Biotechnology 24 (12): 563-70. PMID 17045686. doi:10.1016/j.tibtech.2006.10.003. 
  15. ↑ Lee, J. C. & Gutell, R. R. (2004). «Diversity of base-pair conformations and their occurrence in rRNA structure and RNA structural motifs». J. Mol. Biol. 344 (5): 1225-49. PMID 15561141. doi:10.1016/j.jmb.2004.09.072. 
  16. Barciszewski, J., Frederic, B. & Clark, C. (1999). RNA biochemistry and biotechnology. Springer. pp. 73-87. ISBN 0792358627. OCLC 52403776. 
  17. ↑ Devlin, T. M. 2004. Bioquímica, 4.ª edición. Reverté, Barcelona. ISBN 84-291-7208-4
  18. Watson, J. D., & Crick, F. H. (1953). «Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid». Nature 171: 737-738. 
  19. Brown, T. (2004). Genomas. Ed. Médica Paanamericana. 
  20. Fontana, W. (2002). «Modelling “evo-devo” with RNA». BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology 24 (12): 1164-77. doi:10.1002/bies.10190. 
  21. Tabla recopilada en Quinones Olvera, N. Implicaciones evolutivas de la plasticidad del RNA.  (Tesis) Universidad Nacional Autónoma de México
  22. Salazar, M., Fedoroff, O. Y., Miller, J. M., Ribeiro, N. S., Reid, B. R. (1992). «The DNA strand in DNAoRNA hybrid duplexes is neither B-form nor A-form in solution». Biochemistry. 32 número=16: 4207-15. PMID 7682844. doi:10.1021/bi00067a007. 
  23. Hermann, T. & Patel, D. J. (2000). «RNA bulges as architectural and recognition motifs». Structure 8 (3): R47–R54. PMID 10745015. doi:10.1016/S0969-2126(00)00110-6. 
  24. Mikkola, S., Nurmi, K., Yousefi-Salakdeh, E., Strömberg, R. & Lönnberg, H. (1999). «The mechanism of the metal ion promoted cleavage of RNA phosphodiester bonds involves a general acid catalysis by the metal aquo ion on the departure of the leaving group». Perkin transactions 2: 1619-26. doi:10.1039/a903691a. 
  25. Nudler, E. & Gottesman, M. E. (2002). «Transcription termination and anti-termination in E. coli». Genes to Cells 7: 755-68. PMID 12167155. doi:10.1046/j.1365-2443.2002.00563.x. 
  26. Hansen, J. L., Long, A. M. & Schultz, S. C. (1997). «Structure of the RNA-dependent RNA polymerase of poliovirus». Structure 5 (8): 1109-22. PMID 9309225. doi:10.1016/S0969-2126(97)00261-X. 
  27. Ahlquist, P. (2002). «RNA-Dependent RNA Polymerases, Viruses, and RNA Silencing». Science 296 (5571): 1270-73. PMID 12016304. doi:10.1126/science.1069132. 
  28. Cooper, G. C., Hausman, R. E. (2004). The Cell: A Molecular Approach (3rd edición). Sinauer. pp. 261-76, 297, 339-44. ISBN 0-87893-214-3. OCLC 174924833 52121379 52359301 56050609. 
  29. ↑ Wirta, W. (2006). Mining the transcriptome – methods and applications. Stockholm: School of Biotechnology, Royal Institute of Technology. ISBN 91-7178-436-5. OCLC 185406288. 
  30. Rossi JJ (2004). «Ribozyme diagnostics comes of age». Chemistry & Biology 11 (7): 894-95. doi:10.1016/j.chembiol.2004.07.002. 
  31. Nissen, P., Hansen, J., Ban, N., Moore, P. B., Steitz, T. A. (2000). «The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis». Science 289 (5481): 920-30. PMID 10937990. doi:10.1126/science.289.5481.920. 
  32. Grosjean, H. (2009) Nucleic acids are not boring long polymers of
    only four types of nucleotides: a guided tour. DNA and RNA
    Modification Enzymes: Structure, Mechanism, Function and
    Evolution. Landes Biosciencies, Texas, USA, pp. 1–18.
  33. Kampers, T., Friedhoff, P., Biernat, J., Mandelkow, E.-M., Mandelkow, E. (1996). «RNA stimulates aggregation of microtubule-associated protein tau into Alzheimer-like paired helical filaments». FEBS Letters 399: 104D. PMID 8985176. doi:10.1016/S0014-5793(96)01386-5. 
  34. Grosshans, H. & Filipowicz, W. 2008. Molecular biology: the expanding world of small RNAs. Nature, 451(7177):414-6 [1]
  35. Wu, L., Belasco, J.G. (enero de 2008). «Let me count the ways: mechanisms of gene regulation by miRNAs and siRNAs». Mol. Cell 29 (1): 1-7. PMID 18206964. doi:10.1016/j.molcel.2007.12.010. 
  36. Matzke MA, Matzke AJM (2004). «Planting the seeds of a new paradigm». PLoS Biology 2 (5): e133 |página= y |páginas= redundantes (ayuda). PMID 15138502. doi:10.1371/journal.pbio.0020133. 
  37. Vázquez, F., Vaucheret, H., Rajagopalan, R., Lepers, C., Gasciolli, V., Mallory, A. C., Hilbert, J., Bartel, D. P. & Crété, P. (2004). «Endogenous trans-acting siRNAs regulate the accumulation of Arabidopsis mRNAs». Molecular Cell 16 (1): 69-79. PMID 15469823. doi:10.1016/j.molcel.2004.09.028. 
  38. Watanabe, T., Totoki, Y., Toyoda, A., et al (mayo de 2008). «Endogenous siRNAs from naturally formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes». Nature 453 (7194): 539-43. PMID 18404146. doi:10.1038/nature06908. 
  39. Sontheimer, E. J., Carthew, R. W. (julio de 2005). «Silence from within: endogenous siRNAs and miRNAs». Cell 122 (1): 9-12. PMID 16009127. doi:10.1016/j.cell.2005.06.030. 
  40. Doran, G. (2007). . Journal of RNAi and Gene Silencing 3 (1): 217-19. Archivado desde el original el 16 de julio de 2007. 
  41. Pushparaj, P. N., Aarthi, J. J., Kumar, S. D., Manikandan, J. (2008). «RNAi and RNAa - The Yin and Yang of RNAome». Bioinformation 2 (6): 235-7. PMC 2258431. PMID 18317570. 
  42. Hartig, J.V., Tomari, Y., Förstemann, K. (2007). «piRNAs--the ancient hunters of genome invaders.». Genes Dev. 21 (14). 1707-13.  [2]
  43. Horwich, M. D., Li, C., Matranga, C., Vagin, V., Farley, G., Wang, P, & Zamore, P. D. (2007). «The Drosophila RNA methyltransferase, DmHen1, modifies germline piRNAs and single-stranded siRNAs in RISC». Current Biology 17: 1265-72. PMID 17604629. doi:10.1016/j.cub.2007.06.030. 
  44. Girard, A., Sachidanandam, R., Hannon, G. J. & Carmell, M. A. (2006). «A germline-specific class of small RNAs binds mammalian Piwi proteins». Nature 442: 199-202. PMID 16751776. doi:10.1038/nature04917. 
  45. Wagner, E. G., Altuvia, S., Romby, P. (2002). «Antisense RNAs in bacteria and their genetic elements». Adv Genet. 46: 361-98. PMID 11931231. doi:10.1016/S0065-2660(02)46013-0. 
  46. Gilbert, S. F. (2003). Developmental Biology (7th edición). Sinauer. pp. 101–3. ISBN 0878932585. OCLC 154656422 154663147 174530692 177000492 177316159 51544170 54743254 59197768 61404850 66754122. 
  47. Amaral, P. P., Mattick, J. S. (octubre de 2008). «Noncoding RNA in development». Mammalian genome : official journal of the International Mammalian Genome Society 19: 454. PMID 18839252. doi:10.1007/s00335-008-9136-7. 
  48. Heard, E., Mongelard, F., Arnaud, D., Chureau, C., Vourc'h, C. & Avner, P. (1999). «Human XIST yeast artificial chromosome transgenes show partial X inactivation center function in mouse embryonic stem cells». Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96 (12): 6841-46. PMID 10359800. doi:10.1073/pnas.96.12.6841. 
  49. Djebali (2012). Landscape of transcription in human cells (489). pp. 101-108. Consultado el 13 de marzo de 2015. 
  50. Tucker, B.J., Breaker, R.R. (2005). «Riboswitches as versatile gene control elements». Curr Opin Struct Biol 15 (3): 342-8. PMID 15919195. doi:10.1016/j.sbi.2005.05.003. 
  51. Vitreschak, A.G., Rodionov, D.A., Mironov, A.A. & Gelfand, M.S. (2004). «Riboswitches: the oldest mechanism for the regulation of gene expression?». Trends Genet 20 (1): 44-50. PMID 14698618. doi:10.1016/j.tig.2003.11.008. 
  52. ↑ Batey, R.T. (2006). «Structures of regulatory elements in mRNAs». Curr Opin Struct Biol 16 (3): 299-306. PMID 16707260. doi:10.1016/j.sbi.2006.05.001. 
  53. Guerrier-Takada, C., Gardiner, K., Marsh, T., Pace, N. & Altman, S. (1983). «The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme». Cell 35 (3 Pt 2): 849-57. PMID 6197186. doi:10.1016/0092-8674(83)90117-4. 
  54. Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Stryer, L. (2002). Biochemistry (5th edición). WH Freeman and Company. pp. 118-19, 781-808. ISBN 0-7167-4684-0. OCLC 179705944 48055706 59502128. 
  55. Steitz, T. A., Steitz, J. A. (1993). «A general two-metal-ion mechanism for catalytic RNA». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (14): 6498-502. PMID 8341661. doi:10.1073/pnas.90.14.6498. 
  56. Xie, J., Zhang, M., Zhou, T., Hua, X., Tang, L., Wu, W. (2007). «Sno/scaRNAbase: a curated database for small nucleolar RNAs and cajal body-specific RNAs». Nucleic Acids Res. 35: D183-7. PMID 17099227. doi:10.1093/nar/gkl873. 
  57. Omer, A. D., Ziesche, S., Decatur, W. A., Fournier, M. J., Dennis, P. P. (2003). «RNA-modifying machines in archaea». Molecular Microbiology 48 (3): 617-29. PMID 12694609. doi:10.1046/j.1365-2958.2003.03483.x. 
  58. Daròs, J. A., Elena. S. F., Flores, R. (2006). «Viroids: an Ariadne's thread into the RNA labyrinth». EMBO Rep. 7 (6): 593-8. PMID 16741503. doi:10.1038/sj.embor.7400706. 
  59. Bell, G. 1997. The Basics of Selection. Springer, London, 378 pp. ISBN 412 055317

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Noviembre 03, 2021
Ácido, ribonucleico, redirige, aquí, para, otras, acepciones, véase, desambiguación, redirige, aquí, para, otras, acepciones, véase, desambiguación, ácido, ribonucleico, ácido, nucleico, formado, cadena, ribonucleótidos, está, presente, tanto, células, procari. ARN redirige aqui Para otras acepciones vease ARN desambiguacion RNA redirige aqui Para otras acepciones vease RNA desambiguacion El acido ribonucleico ARN es un acido nucleico formado por una cadena de ribonucleotidos 1 Esta presente tanto en las celulas procariotas como en las eucariotas y es el unico material genetico de ciertos virus los virus ARN ARN mensajero El ARN se puede definir como la molecula formada por una cadena simple de ribonucleotidos cada uno de ellos formado por ribosa un fosfato y una de las cuatro bases nitrogenadas adenina guanina citosina y uracilo El ARN celular es lineal y monocatenario de una sola cadena pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra 2 En los organismos celulares desempena diversas funciones Es la molecula que dirige las etapas intermedias de la sintesis proteica el ADN no puede actuar solo y se vale del ARN para transferir esta informacion vital durante la sintesis de proteinas produccion de las proteinas que necesita la celula para sus actividades y su desarrollo 3 Varios tipos de ARN regulan la expresion genica mientras que otros tienen actividad catalitica El ARN es pues mucho mas versatil que el ADN Indice 1 Descubrimiento e historia 2 Bioquimica del ARN 2 1 Apareamiento doble 3 Estructura 3 1 Estructura primaria 3 2 Estructura secundaria 3 3 Estructura terciaria 3 3 1 Helice A 4 Biosintesis 5 Clases de ARN 5 1 ARN implicados en la sintesis de proteinas 5 1 1 ARN mensajero 5 1 2 ARN de transferencia 5 1 3 ARN ribosomico o ribosomal 5 2 ARN reguladores 5 2 1 ARN de interferencia 5 2 2 Micro ARN 5 2 3 ARN interferente pequeno 5 2 4 ARN asociados a Piwi 5 2 5 ARN antisentido 5 2 6 ARN largo no codificante 5 2 7 Riboswitch 5 3 ARN con actividad catalitica 5 3 1 Ribozimas 5 3 2 Espliceosoma 5 3 3 ARN pequeno nucleolar 6 ARN mitocondrial 7 Genomas de ARN 8 Hipotesis del mundo de ARN 9 Vease tambien 10 Referencias 11 Enlaces externosDescubrimiento e historia EditarLos acidos nucleicos fueron descubiertos en 1867 por Friedrich Miescher que los llamo nucleina ya que los aislo del nucleo celular 4 Mas tarde se comprobo que las celulas procariotas que carecen de nucleo tambien contenian acidos nucleicos El papel del ARN en la sintesis de proteinas fue sospechado en 1939 5 Severo Ochoa gano el Premio Nobel de Medicina en 1959 tras descubrir como se sintetizaba el ARN 6 En 1965 Robert W Holley hallo la secuencia de 77 nucleotidos de un ARN de transferencia de una levadura 7 con lo que obtuvo el Premio Nobel de Medicina en 1968 En 1967 Carl Woese comprobo las propiedades cataliticas de algunos ARN y sugirio que las primeras formas de vida usaron ARN como portador de la informacion genetica tanto como catalizador de sus reacciones metabolicas hipotesis del mundo de ARN 8 9 En 1976 Walter Fiers y sus colaboradores determinaron la secuencia completa del ARN del genoma de un virus ARN bacteriofago MS2 10 En 1990 se descubrio en Petunia que genes introducidos pueden silenciar genes similares de la misma planta lo que condujo al descubrimiento del ARN interferente 11 12 Aproximadamente al mismo tiempo se hallaron los micro ARN pequenas moleculas de 22 nucleotidos que tenian algun papel en el desarrollo de Caenorhabditis elegans 13 El descubrimiento de ARN que regulan la expresion genica ha permitido el desarrollo de medicamentos hechos de ARN como los ARN pequenos de interferencia que silencian genes 14 En el ano 2016 se tiene practicamente por comprobado que las moleculas de ARN fueron la primera forma de vida propiamente dicha en habitar el planeta Tierra Hipotesis del mundo de ARN Bioquimica del ARN Editar Estructura quimica del ARN Comparacion entre ARN y ADN Como el ADN el ARN esta formado por una cadena de monomeros repetitivos llamados nucleotidos Los nucleotidos se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiester cargados negativamente Cada nucleotido esta formado por tres componentes Un monosacarido de cinco carbonos pentosa llamada b D ribofuranosa Un grupo fosfato Una base nitrogenada que puede ser Adenina A Citosina C Guanina G Uracilo U Comparacion entre el ARN y el ADN ARN ADNPentosa Ribosa DesoxirribosaPurinas Adenina y Guanina Adenina y GuaninaPirimidinas Citosina y Uracilo Citosina y Timina Los carbonos de la ribosa se numeran de 1 a 5 en sentido horario La base nitrogenada se une al carbono 1 el grupo fosfato se une al carbono 5 y al carbono 3 de la ribosa del siguiente nucleotido El pico tiene una carga negativa a pH fisiologico lo que confiere al ARN caracter polianionico Las bases puricas adenina y guanina pueden formar puentes de hidrogeno con las pirimidinicas uracilo y citosina segun el esquema C G y A U 15 Ademas son posibles otras interacciones como el apilamiento de bases 16 o tetrabucles con apareamientos G A 15 Muchos ARN contienen ademas de los nucleotidos habituales nucleotidos modificados que se originan por transformacion de los nucleotidos tipicos son caracteristicos de los ARN de transferencia ARNt y el ARN ribosomico ARNr tambien se encuentran nucleotidos metilados en el ARN mensajero eucariotico 17 Apareamiento doble Editar Apareamiento entre guanina y uracilo La interaccion por puentes de hidrogeno descrita por Watson y Crick 18 forma pares de bases entre una purina y una pirimidina A este patron se le conoce como apareamiento Watson y Crick En este la adenina se aparea con el uracilo timina en ADN y la citosina con la guanina Sin embargo en el ARN se presentan muchas otras formas de apareamiento de las cuales la mas ubicua es el apareamiento wobble tambien apareamiento por balanceo o apareamiento titubeante para la pareja G U Este fue propuesto por primera vez por Crick para explicar el apareamiento codon anticodon en los ARNt y ha sido confirmado en casi todas las clases de ARN en los tres dominios filogeneticos 19 Estructura EditarEstructura primaria Editar Se refiere a la secuencia lineal de nucleotidos en la molecula de ARN Los siguientes niveles estructurales estructura secundaria terciaria son consecuencia de la estructura primaria Ademas la secuencia misma puede ser informacion funcional esta puede traducirse para sintetizar proteinas en el caso del ARNm o funcionar como region de reconocimiento region catalitica entre otras Estructura primaria de tRNAPhe Estructura secundaria Editar Estructura secundaria de ARN de transferencia tRNAPhe de S cerevisiae El ARN se pliega como resultado de la presencia de regiones cortas con apareamiento intramolecular de bases es decir pares de bases formados por secuencias complementarias mas o menos distantes dentro de la misma hebra La estructura secundaria se refiere entonces a las relaciones de apareamiento de bases El termino estructura secundaria denota cualquier patron plano de contactos por apareamiento de bases Es un concepto topologico y no debe ser confundido con algun tipo de estructura bidimensional 20 La estructura secundaria puede ser descrita a partir de motivos estructurales que se suelen clasificar de la siguiente manera Elementos estructurales comunes 21 Helice tallo stack Region con bases apareadas Bucle ciclo loop Region incluida en una helice en donde las bases no estan apareadas Bucle en horquilla tallo y bucle hairpin loop Estructura en donde regiones cercanas de bases complementarias se aparean separadas por una region no apareada que permite que la secuencia se doble para formar una helice Bucle interno internal loop Estructura en donde hay regiones no apareadas en ambos lados de la hebra Puede ser simetrico o asimetrico Protuberancia buldge Estructura en donde hay una region no apareada en un solo lado de la hebra Bucle multiple helical junction Region en donde se juntan multiples helices Pseudonudo Variacion de bucle en donde solo una parte del bucle si esta apareada El pseudonudo mas simple consiste de una region libre del ARN apareada con un bucle Estructura terciaria Editar Estructura terciaria de dos ARN de transferencia tRNAPhe y tRNAAsx La estructura terciaria es el resultado de las interacciones en el espacio entre los atomos que conforman la molecula Algunas interacciones de este tipo incluyen el apilamiento de bases y los apareamientos de bases distintos a los propuestos por Watson y Crick como el apareamiento Hoogsteen los apareamientos triples y los ziperes de ribosa Helice A Editar Helice A de ARN A diferencia del ADN las moleculas de ARN suelen ser de cadena simple y no forman dobles helices extensas no obstante en las regiones con bases apareadas si forma helices como motivo estructural terciario Una importante caracteristica estructural del ARN que lo distingue del ADN es la presencia de un grupo hidroxil en posicion 2 de la ribosa que causa que las dobles helices de ARN adopten una conformacion A en vez de la conformacion B que es la mas comun en el ADN 22 Esta helice A tiene un surco mayor muy profundo y estrecho y un surco menor amplio y superficial 23 Una segunda consecuencia de la presencia de dicho hidroxilo es que los enlaces fosfodiester del ARN de las regiones en que no se forma doble helice son mas susceptibles de hidrolisis quimica que los del ADN los enlaces fosfodiester del ARN se hidrolizan rapidamente en disolucion alcalina mientras que los enlaces del ADN son estables 24 La vida media de las moleculas de ARN es mucho mas corta que las del ADN de unos minutos en algunos ARN bacterianos o de unos dias en los ARNt humanos 17 Biosintesis EditarArticulo principal Transcripcion genetica La biosintesis de ARN esta catalizada normalmente por la enzima ARN polimerasa que usa una hebra de ADN como molde proceso conocido con el nombre de transcripcion Por tanto todos los ARN celulares provienen de copias de genes presentes en el ADN La transcripcion comienza con el reconocimiento por parte de la enzima de un promotor una secuencia caracteristica de nucleotidos en el ADN situada antes del segmento que va a transcribirse la doble helice del ADN es abierta por la actividad helicasa de la propia enzima A continuacion la ARN polimerasa progresa a lo largo de la hebra de ADN en sentido 3 5 sintetizando una molecula complementaria de ARN este proceso se conoce como elongacion y el crecimiento de la molecula de ARN se produce en sentido 5 3 La secuencia de nucleotidos del ADN determina tambien donde acaba la sintesis del ARN gracias a que posee secuencias caracteristicas que la ARN polimerasa reconoce como senales de terminacion 25 Tras la transcripcion la mayoria de los ARN son modificados por enzimas Por ejemplo al pre ARN mensajero eucariota recien transcrito se le anade un nucleotido de guanina modificado 7 Metilguanosina en el extremo 5 por medio de un puente de trifosfato formando un enlace 5 5 unico tambien conocido como capucha o caperuza y una larga secuencia de nucleotidos de adenina en el extremo 3 cola poli A posteriormente se le eliminan los intrones segmentos no codificantes en un proceso conocido como splicing En virus hay tambien varias ARN polimerasas ARN dependientes que usan ARN como molde para la sintesis de nuevas moleculas de ARN Por ejemplo varios virus ARN como los poliovirus usan este tipo de enzimas para replicar su genoma 26 27 Clases de ARN EditarEl ARN mensajero ARNm es el tipo de ARN que lleva la informacion del ADN a los ribosomas el lugar de la sintesis de proteinas La secuencia de nucleotidos del ARNm determina la secuencia de aminoacidos de la proteina 28 Por ello el ARNm es denominado ARN codificante No obstante muchos ARN no codifican proteinas y reciben el nombre de ARN no codificantes se originan a partir de genes propios genes ARN o son los intrones rechazados durante el proceso de splicing Son ARN no codificantes el ARN de transferencia ARNt y el ARN ribosomico ARNr que son elementos fundamentales en el proceso de traduccion y diversos tipos de ARN reguladores 29 Ciertos ARN no codificantes denominados ribozimas son capaces de catalizar reacciones quimicas como cortar y unir otras moleculas de ARN 30 o formar enlaces peptidicos entre aminoacidos en el ribosoma durante la sintesis de proteinas 31 ARN implicados en la sintesis de proteinas Editar Ribosoma 50S mostrando el ARNr amarillo las proteinas azul y el centro activo la adenina 2486 rojo ARN mensajero Editar El ARN mensajero ARNm es el que lleva la informacion sobre la secuencia de aminoacidos de la proteina desde el ADN lugar en que esta inscrita hasta el ribosoma lugar en que se sintetizan las proteinas de la celula Es por lo tanto una molecula intermediaria entre el ADN y la proteina y el apelativo de mensajero es del todo descriptivo En los eucariotas el ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del nucleo celular y donde es procesado antes de acceder al citosol donde se hallan los ribosomas a traves de los poros de la envoltura nuclear ARN de transferencia Editar Los ARN de transferencia ARNt son cortos polimeros de unos 80 nucleotidos que transfiere un aminoacido especifico al polipeptido en crecimiento se unen a lugares especificos del ribosoma durante la traduccion Tienen un sitio especifico para la fijacion del aminoacido extremo 3 y un anticodon formado por un triplete de nucleotidos que se une al codon complementario del ARNm mediante puentes de hidrogeno 29 Estos ARNt al igual que otros tipos de ARN pueden ser modificados post transcripcionalmente por enzimas La modificacion de alguna de sus bases es crucial para la descodificacion de ARNm y para mantener la estructura tridimensional del ARNt 32 ARN ribosomico o ribosomal Editar El ARN ribosomico o ribosomal ARNr se halla combinado con proteinas para formar los ribosomas donde representa unas 2 3 partes de los mismos En procariotas la subunidad mayor del ribosoma contiene dos moleculas de ARNr y la subunidad menor una En los eucariotas la subunidad mayor contiene tres moleculas de ARNr y la menor una En ambos casos sobre el armazon constituido por los ARNm se asocian proteinas especificas El ARNr es muy abundante y representa el 80 del ARN hallado en el citoplasma de las celulas eucariotas 33 Los ARN ribosomicos son el componente catalitico de los ribosomas se encargan de crear los enlaces peptidicos entre los aminoacidos del polipeptido en formacion durante la sintesis de proteinas actuan pues como ribozimas ARN reguladores Editar Muchos tipos de ARN regulan la expresion genica gracias a que son complementarios de regiones especificas del ARNm o de genes del ADN ARN de interferencia Editar Los ARN interferentes ARNi son moleculas de ARN que suprimen la expresion de genes especificos mediante mecanismos conocidos globalmente como ribointerferencia o interferencia por ARN Los ARN interferentes son moleculas pequenas de 20 a 25 nucleotidos que se generan por fragmentacion de precursores mas largos Se pueden clasificar en tres grandes grupos 34 Micro ARN Editar Los micro ARN miARN son cadenas cortas de 21 o 22 nucleotidos hallados en celulas eucariotas que se generan a partir de precursores especificos codificados en el genoma Al transcribirse se pliegan en horquillas intramoleculares y luego se unen a enzimas formando un complejo efector que puede bloquear la traduccion del ARNm o acelerar su degradacion comenzando por la eliminacion enzimatica de la cola poli A 35 36 ARN interferente pequeno Editar Los ARN interferentes pequenos ARNip o siARN formados por 20 25 nucleotidos se producen con frecuencia por rotura de ARN virales pero pueden ser tambien de origen endogeno 37 38 Tras la transcripcion se ensambla en un complejo proteico denominado RISC RNA induced silencing complex que identifica el ARNm complementario que es cortado en dos mitades que son degradadas por la maquinaria celular bloquean asi la expresion del gen 39 40 41 ARN asociados a Piwi Editar Los ARN asociados a Piwi 42 son cadenas de 29 30 nucleotidos propias de animales se generan a partir de precursores largos monocatenarios formados por una sola cadena en un proceso que es independiente de Drosha y Dicer Estos ARN pequenos se asocian con una subfamilia de las proteinas Argonauta denominada proteinas Piwi Son activos las celulas de la linea germinal se cree que son un sistema defensivo contra los transposones y que juegan algun papel en la gametogenesis 43 44 ARN antisentido Editar Un ARN antisentido es la hebra complementaria no codificadora de un hebra ARNm codificadora La mayoria inhiben genes pero unos pocos activan la transcripcion 45 El ARN antisentido se aparea con su ARNm complementario formando una molecula de doble hebra que no puede traducirse y es degradada enzimaticamente 46 La introduccion de un transgen codificante para un ARNm antisentido es una tecnica usada para bloquear la expresion de un gen de interes Un mARN antisentido marcado radioactivamente puede usarse para mostrar el nivel de transcripcion de genes en varios tipos de celulas Algunos tipos estructurales antisentidos son experimentales ya que se usan como terapia antisentido ARN largo no codificante Editar Muchos ARN largos no codificantes ARNnc largo regulan la expresion genica en eucariotas 47 uno de ellos es el Xist que recubre uno de los dos cromosomas X en las hembras de los mamiferos inactivandolo corpusculo de Barr 48 Diversos estudios revelan que es activo a bajos niveles En determinadas poblaciones celulares una cuarta parte de los genes que codifican para proteinas y el 80 de los lncRNA detectados en el genoma humano estan presentes en una o ninguna copia por celula ya que existe una restriccion en determinados ARN 49 Riboswitch Editar Un riboswitch es una parte del ARNm acido ribonucleico mensajero al cual pueden unirse pequenas moleculas que afectan la actividad del gen 50 51 52 Por tanto un ARNm que contenga un riboswitch esta directamente implicado en la regulacion de su propia actividad que depende de la presencia o ausencia de la molecula senalizadora Tales riboswitchs se hallan en la region no traducida 5 5 UTR situada antes del codon de inicio AUG y o en la region no traducida 3 3 UTR tambien llamada secuencia de arrastre 17 situada entre el codon de terminacion UAG UAA o UGA y la cola poli A 52 ARN con actividad catalitica Editar Transformacion de uridina en pseudouridina una modificacion comun del ARN Ribozimas Editar Articulo principal Ribozima El ARN puede actuar como biocatalizador Ciertos ARN se asocian a proteinas formando ribonucleoproteinas y se ha comprobado que es la subunidad de ARN la que lleva a cabo las reacciones cataliticas estos ARN realizan las reacciones in vitro en ausencia de proteina Se conocen cinco tipos de ribozimas tres de ellos llevan a cabo reacciones de automodificacion como eliminacion de intrones o autocorte mientras que los otros ribonucleasa P y ARN ribosomico actuan sobre substratos distintos 17 Asi la ribonucleasa P corta un ARN precursor en moleculas de ARNt 53 mientras que el ARN ribosomico realiza el enlace peptidico durante la sintesis proteica ribosomal Espliceosoma Editar Los intrones son separados del pre ARNm durante el proceso conocido como splicing por los espliceosomas que contienen numerosos ARN pequenos nucleares ARNpn 54 En otros casos los propios intrones actuan como ribozimas y se separan a si mismos de los exones 55 ARN pequeno nucleolar Editar Los ARN pequenos nucleolares ARNpno hallados en el nucleolo y en los cuerpos de Cajal dirigen la modificacion de nucleotidos de otros ARN 29 el proceso consiste en transformar alguna de las cuatro bases nitrogenadas tipicas A C U G en otras Los ARNpno se asocian con enzimas y los guian apareandose con secuencias especificas del ARN al que modificaran Los ARNr y los ARNt contienen muchos nucleotidos modificados 56 57 ARN mitocondrial EditarLa mitocondrias tienen su propio aparato de sintesis proteica que incluye ARNr en los ribosomas ARNt y ARNm Los ARN mitocondriales ARNmt o mtARN representan el 4 del ARN celular total Son transcritos por una ARN polimerasa mitocondrial especifica 17 Genomas de ARN EditarEl ADN es la molecula portadora de la informacion genetica en todos los organismos celulares pero al igual que el ADN el ARN puede guardar informacion genetica Los virus ARN carecen por completo de ADN y su genoma esta formado por ARN el cual codifica las proteinas del virus como las de la capside y algunos enzimas Dichos enzimas realizan la replicacion del genoma virico Los viroides son otro tipo de patogenos que consisten exclusivamente en una molecula de ARN que no codifica ninguna proteina y que es replicado por la maquinaria de la celula hospedadora 58 Hipotesis del mundo de ARN EditarArticulo principal Hipotesis del mundo de ARN La hipotesis del mundo de ARN propone que el ARN fue el primer acido nucleico que aparecio en la Tierra precediendo posteriormente al ADN y a su vez estos acidos nucleicos junto con proteinas al unirse con liposomas formados espontaneamente originarian las primeras celulas Se basa en la comprobacion de que el ARN puede contener informacion genetica de un modo analogo a como lo hace el ADN y que algunos tipos son capaces de llevar a cabo reacciones metabolicas como autocorte o formacion de enlaces peptidicos Durante anos se especulo en que fue primero el ADN o las enzimas ya que las enzimas se sintetizan a partir del ADN y la sintesis de ADN es llevada a cabo por enzimas Si se supone que las primeras formas de vida usaron el ARN tanto para almacenar su informacion genetica como realizar su metabolismo se supera este escollo Experimentos con los ribozimas basicos como el ARN viral Q beta han demostrado que las estructuras de ARN autorreplicantes sencillas pueden resistir incluso a fuertes presiones selectivas como los terminadores de cadena de quiralidad opuesta 59 Vease tambien EditarARN nucleolar Hipotesis del mundo de ARNReferencias Editar Barioglio Carlos Fernando 2013 Diccionario de produccion animal Edicion Editorial Brujas ISBN 9789879452561 Consultado el 1 de octubre de 2019 Bioquimica libro de texto con aplicaciones clinicas pag 78 En Google Libros Prueba de Acceso a la Universidad Para Mayores de 25 Anos Biologia Prueba Especifica e book MAD Eduforma ISBN 9788466517775 Consultado el 1 de octubre de 2019 Dahm R 2005 Friedrich Miescher and the discovery of DNA Developmental Biology 278 2 274 88 PMID 15680349 doi 10 1016 j ydbio 2004 11 028 Caspersson T Schultz J 1939 Pentose nucleotides in the cytoplasm of growing tissues Nature 143 602 3 doi 10 1038 143602c0 Ochoa S 1959 Enzymatic synthesis of ribonucleic acid Nobel Lecture Holley R W et al 1965 Structure of a ribonucleic acid Science 147 1664 1462 65 PMID 14263761 doi 10 1126 science 147 3664 1462 Siebert S 2006 Common sequence structure properties and stable regions in RNA secondary structures Dissertation Albert Ludwigs Universitat Freiburg im Breisgau p 1 Archivado desde el original el 9 de marzo de 2012 Szathmary E 1999 The origin of the genetic code amino acids as cofactors in an RNA world Trends Genet 15 6 223 9 PMID 10354582 doi 10 1016 S0168 9525 99 01730 8 Fiers W et al 1976 Complete nucleotide sequence of bacteriophage MS2 RNA primary and secondary structure of replicase gene Nature 260 500 7 PMID 1264203 doi 10 1038 260500a0 Napoli C Lemieux C amp Jorgensen R 1990 Introduction of a chimeric chalcone synthase gene into petunia results in reversible co suppression of homologous genes in trans Plant Cell 2 4 279 89 PMID 12354959 doi 10 1105 tpc 2 4 279 Dafny Yelin M Chung S M Frankman E L amp Tzfira T diciembre de 2007 pSAT RNA interference vectors a modular series for multiple gene down regulation in plants Plant Physiol 145 4 1272 81 PMC 2151715 PMID 17766396 doi 10 1104 pp 107 106062 Ruvkun G 2001 Glimpses of a tiny RNA world Science 294 5543 797 99 PMID 11679654 doi 10 1126 science 1066315 Fichou Y amp Ferec C 2006 The potential of oligonucleotides for therapeutic applications Trends in Biotechnology 24 12 563 70 PMID 17045686 doi 10 1016 j tibtech 2006 10 003 a b Lee J C amp Gutell R R 2004 Diversity of base pair conformations and their occurrence in rRNA structure and RNA structural motifs J Mol Biol 344 5 1225 49 PMID 15561141 doi 10 1016 j jmb 2004 09 072 Barciszewski J Frederic B amp Clark C 1999 RNA biochemistry and biotechnology Springer pp 73 87 ISBN 0792358627 OCLC 52403776 a b c d e Devlin T M 2004 Bioquimica 4 ª edicion Reverte Barcelona ISBN 84 291 7208 4 Watson J D amp Crick F H 1953 Molecular Structure of Nucleic Acids A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid Nature 171 737 738 Brown T 2004 Genomas Ed Medica Paanamericana Fontana W 2002 Modelling evo devo with RNA BioEssays News and Reviews in Molecular Cellular and Developmental Biology 24 12 1164 77 doi 10 1002 bies 10190 Tabla recopilada en Quinones Olvera N Implicaciones evolutivas de la plasticidad del RNA Tesis Universidad Nacional Autonoma de Mexico Salazar M Fedoroff O Y Miller J M Ribeiro N S Reid B R 1992 The DNA strand in DNAoRNA hybrid duplexes is neither B form nor A form in solution Biochemistry 32 numero 16 4207 15 PMID 7682844 doi 10 1021 bi00067a007 Hermann T amp Patel D J 2000 RNA bulges as architectural and recognition motifs Structure 8 3 R47 R54 PMID 10745015 doi 10 1016 S0969 2126 00 00110 6 Mikkola S Nurmi K Yousefi Salakdeh E Stromberg R amp Lonnberg H 1999 The mechanism of the metal ion promoted cleavage of RNA phosphodiester bonds involves a general acid catalysis by the metal aquo ion on the departure of the leaving group Perkin transactions 2 1619 26 doi 10 1039 a903691a Nudler E amp Gottesman M E 2002 Transcription termination and anti termination in E coli Genes to Cells 7 755 68 PMID 12167155 doi 10 1046 j 1365 2443 2002 00563 x Hansen J L Long A M amp Schultz S C 1997 Structure of the RNA dependent RNA polymerase of poliovirus Structure 5 8 1109 22 PMID 9309225 doi 10 1016 S0969 2126 97 00261 X Ahlquist P 2002 RNA Dependent RNA Polymerases Viruses and RNA Silencing Science 296 5571 1270 73 PMID 12016304 doi 10 1126 science 1069132 Cooper G C Hausman R E 2004 The Cell A Molecular Approach 3rd edicion Sinauer pp 261 76 297 339 44 ISBN 0 87893 214 3 OCLC 174924833 52121379 52359301 56050609 a b c Wirta W 2006 Mining the transcriptome methods and applications Stockholm School of Biotechnology Royal Institute of Technology ISBN 91 7178 436 5 OCLC 185406288 Rossi JJ 2004 Ribozyme diagnostics comes of age Chemistry amp Biology 11 7 894 95 doi 10 1016 j chembiol 2004 07 002 Nissen P Hansen J Ban N Moore P B Steitz T A 2000 The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis Science 289 5481 920 30 PMID 10937990 doi 10 1126 science 289 5481 920 Grosjean H 2009 Nucleic acids are not boring long polymers of only four types of nucleotides a guided tour DNA and RNA Modification Enzymes Structure Mechanism Function and Evolution Landes Biosciencies Texas USA pp 1 18 Kampers T Friedhoff P Biernat J Mandelkow E M Mandelkow E 1996 RNA stimulates aggregation of microtubule associated protein tau into Alzheimer like paired helical filaments FEBS Letters 399 104D PMID 8985176 doi 10 1016 S0014 5793 96 01386 5 Grosshans H amp Filipowicz W 2008 Molecular biology the expanding world of small RNAs Nature 451 7177 414 6 1 Wu L Belasco J G enero de 2008 Let me count the ways mechanisms of gene regulation by miRNAs and siRNAs Mol Cell 29 1 1 7 PMID 18206964 doi 10 1016 j molcel 2007 12 010 Matzke MA Matzke AJM 2004 Planting the seeds of a new paradigm PLoS Biology 2 5 e133 pagina y paginas redundantes ayuda PMID 15138502 doi 10 1371 journal pbio 0020133 Vazquez F Vaucheret H Rajagopalan R Lepers C Gasciolli V Mallory A C Hilbert J Bartel D P amp Crete P 2004 Endogenous trans acting siRNAs regulate the accumulation of Arabidopsis mRNAs Molecular Cell 16 1 69 79 PMID 15469823 doi 10 1016 j molcel 2004 09 028 Watanabe T Totoki Y Toyoda A et al mayo de 2008 Endogenous siRNAs from naturally formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes Nature 453 7194 539 43 PMID 18404146 doi 10 1038 nature06908 Sontheimer E J Carthew R W julio de 2005 Silence from within endogenous siRNAs and miRNAs Cell 122 1 9 12 PMID 16009127 doi 10 1016 j cell 2005 06 030 Doran G 2007 RNAi Is one suffix sufficient Journal of RNAi and Gene Silencing 3 1 217 19 Archivado desde el original el 16 de julio de 2007 Pushparaj P N Aarthi J J Kumar S D Manikandan J 2008 RNAi and RNAa The Yin and Yang of RNAome Bioinformation 2 6 235 7 PMC 2258431 PMID 18317570 Hartig J V Tomari Y Forstemann K 2007 piRNAs the ancient hunters of genome invaders Genes Dev 21 14 1707 13 2 Horwich M D Li C Matranga C Vagin V Farley G Wang P amp Zamore P D 2007 The Drosophila RNA methyltransferase DmHen1 modifies germline piRNAs and single stranded siRNAs in RISC Current Biology 17 1265 72 PMID 17604629 doi 10 1016 j cub 2007 06 030 Girard A Sachidanandam R Hannon G J amp Carmell M A 2006 A germline specific class of small RNAs binds mammalian Piwi proteins Nature 442 199 202 PMID 16751776 doi 10 1038 nature04917 Wagner E G Altuvia S Romby P 2002 Antisense RNAs in bacteria and their genetic elements Adv Genet 46 361 98 PMID 11931231 doi 10 1016 S0065 2660 02 46013 0 Gilbert S F 2003 Developmental Biology 7th edicion Sinauer pp 101 3 ISBN 0878932585 OCLC 154656422 154663147 174530692 177000492 177316159 51544170 54743254 59197768 61404850 66754122 Amaral P P Mattick J S octubre de 2008 Noncoding RNA in development Mammalian genome official journal of the International Mammalian Genome Society 19 454 PMID 18839252 doi 10 1007 s00335 008 9136 7 Heard E Mongelard F Arnaud D Chureau C Vourc h C amp Avner P 1999 Human XIST yeast artificial chromosome transgenes show partial X inactivation center function in mouse embryonic stem cells Proc Natl Acad Sci USA 96 12 6841 46 PMID 10359800 doi 10 1073 pnas 96 12 6841 Djebali 2012 Landscape of transcription in human cells 489 pp 101 108 Consultado el 13 de marzo de 2015 Tucker B J Breaker R R 2005 Riboswitches as versatile gene control elements Curr Opin Struct Biol 15 3 342 8 PMID 15919195 doi 10 1016 j sbi 2005 05 003 Vitreschak A G Rodionov D A Mironov A A amp Gelfand M S 2004 Riboswitches the oldest mechanism for the regulation of gene expression Trends Genet 20 1 44 50 PMID 14698618 doi 10 1016 j tig 2003 11 008 a b Batey R T 2006 Structures of regulatory elements in mRNAs Curr Opin Struct Biol 16 3 299 306 PMID 16707260 doi 10 1016 j sbi 2006 05 001 Guerrier Takada C Gardiner K Marsh T Pace N amp Altman S 1983 The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme Cell 35 3 Pt 2 849 57 PMID 6197186 doi 10 1016 0092 8674 83 90117 4 Berg J M Tymoczko J L Stryer L 2002 Biochemistry 5th edicion WH Freeman and Company pp 118 19 781 808 ISBN 0 7167 4684 0 OCLC 179705944 48055706 59502128 Steitz T A Steitz J A 1993 A general two metal ion mechanism for catalytic RNA Proc Natl Acad Sci U S A 90 14 6498 502 PMID 8341661 doi 10 1073 pnas 90 14 6498 Xie J Zhang M Zhou T Hua X Tang L Wu W 2007 Sno scaRNAbase a curated database for small nucleolar RNAs and cajal body specific RNAs Nucleic Acids Res 35 D183 7 PMID 17099227 doi 10 1093 nar gkl873 Omer A D Ziesche S Decatur W A Fournier M J Dennis P P 2003 RNA modifying machines in archaea Molecular Microbiology 48 3 617 29 PMID 12694609 doi 10 1046 j 1365 2958 2003 03483 x Daros J A Elena S F Flores R 2006 Viroids an Ariadne s thread into the RNA labyrinth EMBO Rep 7 6 593 8 PMID 16741503 doi 10 1038 sj embor 7400706 Bell G 1997 The Basics of Selection Springer London 378 pp ISBN 412 055317Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una galeria multimedia sobre ARN Wikcionario tiene definiciones y otra informacion sobre ARN Datos Q11053 Multimedia RNA Obtenido de https es wikipedia org w index php title Acido ribonucleico amp oldid 139456710, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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