ARN mensajero
El ARN mensajero es el ARN de cadena simple que se forma durante el proceso de transcripción del ADN al ARN. Para que se forme la ARN polimerasa debe unirse al ADN ayudada de cofactores de transcripción. El proceso de transcripción se lleva a cabo en el núcleo en eucariotas y en el citoplasma en procariotas.
Este ARN se denomina mensajero puesto que lleva el mensaje desde el ADN para la formación de proteínas. El ARN mensajero, simplificado como ARNm o mRNA, viaja desde el ADN hasta los ribosomas, un complejo riboproteico que lo traducirá en proteínas.
Todos los ARNm, tanto eucariotas como procariotas, llevan una secuencia en su extremo 3’ que evita su degradación temprana en el citoplasma. Esta secuencia suele ser una poliadenilación (una cola de varias bases seguidas de Adenina, llamada muchas veces poliA). En el extremo 3’ del ARNm suele haber una señal de reconocimiento de poliadenilación. Una secuencia (AAUAAA) que atrae a la maquinaria para añadir la cola poliA al ARNm.
Cabe destacar que estas colas poliA no están codificadas en el ADN, sino que se añaden después. Con este dato en mente se han descubierto genes que han sido reintroducidos desde ARNm a ADN por un proceso de transcripción inversa. Estos genes contienen al final una cola de poliT, la base complementaria de la adenina. En algunos estudios en los que interesa aislar el transcriptoma (todos los ARNm de una célula o tejido) se pueden aislar aprovechando la cola poliA para diferenciarlos de otros ARN.
En el lado contrario del ARNm, el extremo 5’, se le añade durante la transcripción caperuza (CAP, en inglés), que es una guanina modificada a 7-metilguanosina trifosfato. El CAP aumenta, al igual que la cola poliA, la vida media del ARNm en el citoplasma. Además esta guanina es reconocible por los ribosomas que se encargarán de unirse al ARNm y mediar la traducción a proteína.
Además de estos procesos adicionales a la transcripción los ARNm de eucariotas sufren un proceso de maduración. En éste se eliminan secuencias accesorias, o exones, dando lugar a diferentes proteínas, por splicing. También pueden cambiarse bases nitrogenadas de la secuencia y el ARNm puede modificarse para variar su expresión. Todos estos procesos de maduración se denominan regulación postranscripcional, la expresión de una proteína se controla antes de generar la misma. La mayoría de estas modificaciones se llevan a cabo en el mismo núcleo de la célula eucariota, aunque pequeñas modificaciones pueden hacerse en el citoplasma antes de la traducción.
Un esquema sencillo de la estructura primaria del ARN mensajero
Como hemos visto alargar la vida media del ARNm es importante. El ARNm es una cadena simple de ácidos nucleicos, esto en una célula puede considerarse un problema, puesto que como método de defensa frente a otros organismos la mayoría de células degradan todo ácido nucleico monocatenario con las ribonucleasas. Sin la protección del extremo 3’ y 5’ del ARNm los mecanismos de defensa de la propia célula lo reconocerían como un peligro.
Finalmente hay que comentar que todos los ARNm de eucariotas son monocistrónicos, es decir tienen un único origen de traducción. Solo hay una secuencia de inicio de traducción, siempre una metionina. Sin embargo el ARNm de procariotas es policistrónico. Un mismo ARNm puede presentar varias secuencias de inicio de traducción en la misma cadena. Habrá varias metioninas que podrán dar lugar a diferentes proteínas, en ocasiones se encuentran en diferentes marcos de lectura.