El ARN: El Robin del ADN, el compañero indispensable

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El ADN es famoso; después de todo, guarda las instrucciones de la vida. Si bien la molécula de la vida es sorprendente, por sí sola es incapaz de formar organismos. Todo Don Quijote necesita a su Sancho y todo Batman a su Robin. El ADN es igual, necesita de su fiel compañero, el ARN, para triunfar.

El ARN es posiblemente una de las moléculas biológicas más impactantes del universo. Se cree que antes del ADN, la vida comenzó con el ARN. Puedes descubrir esa historia aquí. Si iniciar la vida en el planeta no te maravilla lo suficiente, no te preocupes, el ARN tiene más habilidades para fascinar. Aunque el ADN guarda toda la información genética, es el ARN el que lleva a cabo todas sus alocadas ideas.

En Nanolab, te invitamos a conocer al ARN y sus diferentes subtipos para que te sorprendas con todas las maravillas que esta molécula puede lograr. 

RNAm: el mensajero del ADN

El ARN mensajero (ARNm) es posiblemente el ARN más conocido. Es la molécula que comunica información del ADN hacia el resto de la célula. 

El ADN contiene genes y cada uno de ellos guarda las instrucciones para construir una proteína. Existen miles de proteínas diferentes, desde proteínas estructurales, como el colágeno, hasta proteínas que permiten la digestión, como las enzimas digestivas. Cada vez que el ADN quiere fabricar una proteína específica, debe activar su respectivo gen. Sin embargo, la molécula de la vida está aislada del resto de la célula, contenida dentro del núcleo celular y no puede salir de ahí. Por eso tiene su mensajero. 

Al activarse un gen, se crea una copia con la información descrita en ese gen. Sin embargo, no se hace en forma de ADN, sino en formato ARN, que es muchísimo más pequeño. Es como si el gen se guardara en un formato ZIP. Este proceso se llama transcripción y tras él se forma un ARNm que, como un Hermes, el mensajero del Olímpo, sale del núcleo celular y se va al ribosoma a comunicar qué quiere el ADN construir. 

El ADN no puede salir del núcleo, así que el ARN mensajero copia las instrucciones de los genes y las envía hacia el ribosoma. stockking/Magnific

ARNr: la fábrica

El ADN es un imaginativo diseñador, pero necesita a un buen artesano para llevar a cabo sus ideas. A diferencia del ADN, que guarda y sueña planes, el ARN puede ponerse manos a la obra. 

Para construir una proteína es necesario un organelo llamado ribosoma, que es capaz de leer la información del ARNm para fabricar lo que sea que el ADN haya pedido. Lo fascinante respecto al ribosoma es que es una estructura peculiar, formada por proteínas y un tipo de ARN llamado ARN ribosomal (ARNr). Así que el ARN no solo es capaz de guardar información genética, sino que también puede construir proteínas si, como un origami, se pliega de cierta manera.

El ribosoma, conformado por ARNr y proteínas, cuenta con tres espacios de lectura que van analizando la información del ARNm. Cada proteína está compuesta por una secuencia de aminoácidos, los bloques de construcción de las proteínas. Lo que hace el ribosoma es ensamblar los aminoácidos siguiendo el orden descrito por las instrucciones del ARNm. Sin embargo, toda fábrica necesita proveedores.

ARNt: el transporte de materiales 

Toda gran empresa necesita proveedores que ofrezcan sus materias primas para fabricar el producto final y la célula no es diferente. El ADN puede diseñar, el ARNr puede construir, pero se necesita del ARN de transferencia (ARNt) para obtener materias primas para acabar de plasmar una proteína. 

El ARNt participa, junto con el ribosoma, en el proceso de traducción que funciona de la siguiente manera: El ribosoma lee la información del ARNm y va siguiendo instrucciones individuales, llamadas codón. Cada codón representa uno de los 20 aminoácidos existentes. Así, cada vez que el ribosoma lee una instrucción, solicita la materia prima (aminoácido) correspondiente a un proveedor, el ARNt. Este tipo de ARN funciona como un camión que transporta un aminoácido específico hacia el ribosoma para que este pueda fabricar proteínas. 

Piensa el proceso de traducción como cocinar un pastel: necesitas diversos ingredientes y cada uno tiene un proveedor distinto; está el proveedor de azúcar, chocolate o vainilla. No siempre hornearás el mismo tipo de pastel. Un día puedes preparar pastel de chocolate y otro día de vainilla. El día en que prepares pastel de chocolate, llamarás al proveedor de chocolate porque es el ingrediente que requieres. 

De esta manera, tu recetario funciona como ARN mensajero porque tiene instrucciones, tú como un ribosoma porque interpretas las instrucciones y solicitas los ingredientes correspondientes, y tus proveedores son como el ARN de transferencia porque te llevan la materia prima. Al final, la única diferencia entre tu cocina y el ribosoma es que tú pides ingredientes para preparar pastel y el ribosoma solicita aminoácidos para fabricar proteínas. 

El ribosoma lee las instrucciones del ARN mensajero y le solicita al ARNt que traiga el aminoácido correspondiente para poder armar una proteína. Hamja lu/ Magnific

miARN: un pequeño asesor

El microARN (miARN) es minúsculo. Para ponerlo en perspectiva: un ARN mensajero promedio tiene entre 1000 y 2000 bases, mientras que un miARN cuenta con entre 23 y 25. Las bases son las piezas que constituyen al ARN y el miARN es casi un 99 % más pequeño que un ARNm.

Aunque el miARN es diminuto, es increíblemente efectivo en su tarea. Tras producirse, este ARN microscópico se une a una proteína llamada Argonauta y juntos se quedan flotando fuera del núcleo celular. Una vez que comienza a salir el ARN mensajero del núcleo con las instrucciones profesadas por el ADN, el miARN revisa sus secuencias. Funciona como un detector de plagio: si detecta una secuencia idéntica a la que él tiene, marca a ese ARNm, uniéndose a él. Tras quedar unidos, su compañera, la proteína Argonauta, mete al ARN mensajero a una “bolsa” (vesícula), llamada P-body, para que no llegue a su destino y no pueda pasar su mensaje al ribosoma.

¿Para qué hace esto el cuerpo? Puede parecer contraproducente activar un gen y al mismo tiempo evitar que se produzca la proteína solicitada, ¿no? Verás, el miARN es un gran asesor capaz de decirle “no” a su CEO, el ADN, con el objetivo de evitar desperdicios.

Imagínalo así: tú trabajas en una empresa automotriz y tu jefe jura que venderán 100 autos este mes, por lo que manda a pedir todos los materiales necesarios para fabricar esos 100 autos. Sin embargo, tú, que trabajas en ventas, sabes que eso no es realista y seguramente solo venderán 50 autos. Para evitar que la empresa malgaste recursos y tiempo, mandas directamente una corrección solicitando solo la mitad de los materiales. Así, evitas que se produzca más de lo que en verdad es necesario. Tu jefe es el ADN y puede pedir lo que quiera, y tú, un miARN que pide lo que es realista.

ARNsi: un ARN con ojo de halcón 

El small interfering RNA o ARN de interferencia pequeño (ARNsi). Es similar al microARN; también es diminuto e igualmente evita que el ARN mensajero llegue a su destino. Entonces, ¿cuál es la diferencia? El ARNsi solo funciona para un ARN mensajero específico. El miARN puede frenar muchos mensajeros, mientras que el ARNsi solo a un tipo. Volvamos al ejemplo de una fábrica automotriz: el miARN puede detener el envío de pintura, llantas, cristales, motores, mientras que cada ARNsi se especializa en solamente un componente. 

Aunque el ARNsi puede parecer redundante, su especificidad lo vuelve muy importante y lo ha convertido en un potencial tratamiento para diversas enfermedades. Por ejemplo, imagina poder apagar los genes que permiten la metástasis en el cáncer o tener la capacidad de desactivar el ARN del virus del VIH. Su potencial terapéutico vuelve al ARNsi en una molécula ampliamente investigada.

El ADN a veces puede ser un jefe poco realista y pedir demasiado. Su equipo de miARN y ARNsi se encargan de mantener sus peticiones bajo control para evitar desperdicios. cookie_studio/Magnific 

ARNsn: el editor

Los genes del ADN contienen mucha información y parte de ella no es necesaria para formar una proteína. Aunque eso no quiere decir que no sean importantes. Imagina al ADN como un recetario y a los genes como recetas individuales. Una receta puede tener información que no necesariamente es una instrucción. Por ejemplo, puede tener fotografías, un título o una introducción que la autora haya colocado antes de decirte cómo preparar el platillo. En el caso del material genético, la información que no es una instrucción se llama intrón y la que sí es una instrucción se denomina exón. 

El ARN mensajero copia absolutamente toda la información del gen, pero para el ribosoma los intrones son innecesarios. Así que para que el ribosoma no pierda tiempo leyendo demasiado, existe el small nuclear RNA o pequeño ARN nuclear (ARNsn).

El ARNsn es el editor del ARN mensajero. Una vez que el ARN mensajero ha copiado toda la información de un gen, llega el ARNsn a revisar la información y elimina lo que es innecesario para el ribosoma. Podrías imaginar que es una manera de ahorrar papel y tinta. En lugar de imprimir toda una receta con imágenes a color y la historia personal del autor, se borra lo redundante. Así, en lugar de gastar tinta de colores y tres hojas, te quedas solo con una hoja y solo gastas tinta negra. 

ARNsno: la fábrica de la fábrica

Los ribosomas sirven para fabricar proteínas y están compuestos de ARN ribosomal y proteínas. Pero, ¿quién construye al ribosoma? 

En el ADN están las instrucciones para formar las proteínas que conforman al ribosoma y también se encuentran las secuencias para producir ARNr. Podríamos decir que el ADN tiene planos para sus propias fábricas. Sin embargo, es el small nucleolar RNA o ARN pequeño nucleolar (ARNsno) quien tiene la capacidad de darles forma. Su tarea es procesar el ARN ribosomal para que este pueda unirse a sus respectivas proteínas para conformar el ribosoma.

Una receta puede tener información adicional que no es necesaria para cocinar, por ejemplo, los dibujos en esta imagen. El ARNsn se encarga de eliminar esa información redundante del ARN mensajero. Magnific/Magnific

El ADN es todo un visionario lleno de planes para poder fabricar todo un organismo. Sin embargo, como cualquier gran empresa, requiere de diversos trabajadores y departamentos para poder concretar su visión y es el ARN el encargado de que el ADN consiga plasmar sus deseos. Desde Nanolab, esperamos que hayas aprendido más sobre el increíble ARN en este blog de Genética 101. 

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