Estructura secundaria en el ARN

El ARN es un tipo de moléculas indispensables para la vida. Sus funciones son tan diversas como la transcripción del ADN en proteínas hasta su actividad como mensajeros o activadores de señales intracelulares. De hecho, se ha comprobado que hay moléculas de ARN que son capaces de replicarse a sí mismas sin necesidad de proteínas. Así que parece ser que el ARN es una tipo de moléculas altamente versátiles con capacidad para ser material hereditario y actividad catalítica al mismo tiempo. Sin embargo, los seres vivos han elegido al ADN como molécula para almacenar su material genético hereditario, siendo la mayor estabilidad de este frente al ARN la razón principal según lo que parecen revelar los datos.

En general el ARN se presenta en cadenas sencillas, en comparación con el ADN que suelen ser cadenas complementarias. Sin embargo, para mantener la estabilidad el ARN es capaz de establecer estructuras secundarias, mediante el alineamiento de sus bases, de forma similar a como lo hace el ADN. Al igual que en el mundo de las proteínas la estructura primaria es la secuencia de aminoácidos, o de bases nitrogenadas en el caso del ARN, y la estructura secundaria es la conformación que esta cadena toma en el espacio.

El ARN es capaz de formar apareamientos entre pares de bases de una misma cadena, de esta forma se forman regiones que forman cadenas, de forma similar a las formadas por el ADN. Sin embargo, las cadenas de ARN suelen formar estructuras secundarias más sencillas como regiones apareantes y bucles de bases que no aparean, ya sea en el extremo o en el medio de una región apareante o incluso regiones que aparean con la mitad de un bucle.

Estas estructuras no son aleatorias y muchas veces se ha descubierto que cumplen con una función muy específica en la actividad del ARN. el ejemplo más claro de la función de la estructura secundaria del ARN tal vez sea el ARN de transferencia (ARNt). En este tipo de ARN la estructura secundaria es común a todos los ARNt, que son imprescindibles para llevar los aminoácidos hasta el ribosoma. Estos ARN tienen una estructura que se conoce por “forma de trébol”. Estos ARN lineales aparean para formar tres regiones apareadas con un bucle en cada extremo de ellos y otra región apareada a modo del tallo del trébol. En el bucle central quedan al descubierto, sin aparear, 3 bases nitrogenadas que coincidirán con las bases que codifican para el aminoácido que llevan en el extremo opuesto.

Otro ARN funcional con una estructura secundaria es el ARN ribosómico (ARNr) este ARN es mucho más largo que el ARNt y su estructura es mucho más compleja, en cuanto a bucles y regiones apareantes. Sin embargo, el estudio de esas cadenas ha demostrado que la conformación secundaria del ARN es importante para que lleve a cabo sus funciones.

Además de los ya mencionados, existen otros tipos de ARN que también presentan estructuras secundarias específicas que son fundamentales para su función. Por ejemplo, el ARN mensajero (ARNm) que es el encargado de llevar la información genética desde el núcleo hasta el citoplasma para la síntesis de proteínas. El ARN mensajero también forma estructuras secundarias que son esenciales para su correcto funcionamiento y para la regulación de la expresión génica.

Como decíamos al principio el ARN es capaz de autocatalizarse, para cumplir su función. Se han observado algunas cadenas de ARN que son capaces de eliminar sus intrones, sin necesidad de la intervención de proteínas. Esto es gracias a la propia secuencia de bases nitrogenadas y a que el ARN forma, por sí solo, una estructura secundaria que genera la energía necesaria para cortar su propia cadena y enganchar de nuevo los dos fragmentos de las hebras, cosa que en otros ARN necesita de la intervención de una maquinaria proteica compleja.

Además, la estructura secundaria del ARN también juega un papel crucial en la interacción con las proteínas. Muchas proteínas reconocen y se unen a estructuras específicas de ARN, lo que puede afectar la estabilidad del ARN, su procesamiento, su localización dentro de la célula y su traducción en proteínas. Por lo tanto, la estructura secundaria del ARN no solo es importante para la función intrínseca del ARN, sino también para su interacción con otras moléculas dentro de la célula.

Por último, es importante mencionar que la estructura secundaria del ARN también puede ser afectada por factores ambientales, como la temperatura y el pH. Estos factores pueden inducir cambios en la estructura del ARN que pueden afectar su función. Por lo tanto, la estructura secundaria del ARN es un aspecto dinámico y regulado que es esencial para la función y la regulación del ARN en la célula.