Ce este ARN-ul?

Adrian Popovici 12.27.2020
Ce este ARN-ul?
Cercetătorii explică faptul că ARN-ul asigură transpunerea informațiilor genetice în proteine. Credit foto: Shutterstock

Cercetătorii explică faptul că ARN-ul asigură transpunerea informațiilor genetice în proteine.

ARN-ul joacă un rol central în transformarea informațiilor genetice în proteine ale corpului, această moleculă conține, de asemenea, instrucțiunile genetice necesare pentru mulți viruși și, după cum speculează unii oameni de știință, a reprezentat un pas important în apariția și evoluția vieții pe Pământ, notează Live Science.

ARN, acidul ribonucleic, și ADN, acidul dezoxiribonucleic, reprezintă acizii nucleici, una dintre cele trei sau patru clase de „macromolecule” majore considerate cruciale pentru viață. Celelalte sunt proteine și lipide, iar mulți oameni de știință plasează și carbohidrați în acest grup. Macromoleculele sunt molecule foarte mari, constând adesea în subunități repetate, astfel, ARN-ul și ADN-ul sunt alcătuite din subunități numite nucleotide.

Cei doi acizi nucleici fac „colaborează” pentru a crea proteine, acest proces, care are la bază informațiile genetice din acizii nucleici este atât de important pentru viață încât biologii o numesc „dogma centrală” a biologiei moleculare. Dogma, care descrie fluxul de informații genetice într-un organism, potrivit Universității de Stat din Oregon, spune că informațiile ADN sunt scrise sau „transcrise” ca informații ARN, iar informațiile ARN sunt scrise sau „traduse” în proteine.

„ARN-ul este biomolecula care leagă ADN-ul și proteinele”, explică Chuan He, un biolog al Universității din Chicago care studiază modificările ARN.

Din ce este format ARN-ul?

Capacitatea ARN-ului și a ADN-ului de a stoca și copia informațiile depinde de subunitățile nucleotidice repetate ale moleculelor și după cum explică cercetătorii, acestea sunt organizate în secvențe specifice, care pot fi citite ca litere într-un cuvânt. Fiecare nucleotidă are trei părți majore: o moleculă de glucoză, o grupare fosfat și un compus ciclic numit nucleobază sau bază. Zaharurile din diferite unități nucleotidice se leagă prin punți de fosfat pentru a crea polimerul repetitiv al unei molecule de ARN sau ADN.

Dar ARN-ul și ADN-ul pot face mai mult decât doar codifica secvențe „litere”; le pot și copia. Acest lucru poate avea loc deoarece bazele de pe un șir de ARN sau ADN se pot lipi de bazele de pe un alt șir, dar numai într-un mod foarte specific. Bazele se leagă numai cu parteneri „complementari”: C la G și A la U în ARN (sau A la T în cazul ADN). Astfel, ADN-ul servește drept șablon pentru transcrierea unei molecule de ARN, care reflectă secvența ADN, codificând o înregistrare a acesteia.

Un tip de ARN numit ARN mesager (ARNm) folosește această funcție de copiere pentru a transporta datele genetice de la ADN la ribozomi, componentele producătoare de proteine ale celulei. Ribozomii „citesc” secvențe de ARNm pentru a determina ordinea în care subunitățile proteice, aminoacizii, ar trebui să se alăture unei molecule proteice în creștere. Alte două specii de ARN completează procesul: ARN de transfer (ARNt) aduce aminoacizii specificați de ARNm în ribozomi, în timp ce ARN ribozomal (ARNr), care alcătuiește volumul unui ribozom, leagă aminoacizii împreună.

Rolul ARN-ului în reglarea activității genelor

În ultimele trei decenii, numărul tipurilor de ARN care au fost identificate a crescut, explică cercetătorii. Iar, în timp, cercetătorii au descoperit o multitudine de ARN-uri care fac ceva complet diferit: reglează genele. „Există un întreg set de ARN-uri care joacă roluri critice de reglementare”, influențând genele care se exprimă și în ce ritmuri, a spus dr. He.

Cele mai semnificative sunt ARN-urile cu interferență scurtă, siARN; microARN-urile, miARN și ARN-urile care interacționează cu piwi piARN-urile. În ceea ce privește siARN și miARN, acestea blochează activitatea genelor prin atașarea de secvențe complementare din ARNm. ARN-urile de reglementare activează apoi complexe de proteine care pot tăia ARNm sau le pot bloca traducerea.

Alte forme de ARN de reglementare includ ARN-urile necodificate, lncRNA, care afectează genele prin asocierea cu ADN și proteina numite cromatină. Aparent, ARNc poate funcționa pentru a activa sau a dezactiva secțiuni de cromatină, care împachetează ADN-ul într-o formă compactă în celulă, astfel încât genele din acea cromatină să fie exprimate sau inhibate. ARN-urile potențiale au efectul opus multor dintre cele de mai sus, crescând expresia anumitor gene prin mecanisme care nu au fost încă înțelese.

ARN-ul, apariția vieții și evoluția vieții

Organismele se bazează pe un sistem complicat de ADN, ARN și proteine pentru a transmite informații ereditare, iar oamenii de știință s-au întrebat mult timp cum ar fi putut să apară acest sistem în primele forme de viață. ARN oferă un răspuns logic, a explică dr. He: Această moleculă poate stoca atât informații genetice, cât și cataliza reacții, sugerând că organismele simple, timpurii, s-ar fi putut baza doar pe ARN.

În plus, spune He, baza de glucoză a ARN-ului, riboza, apare întotdeauna mai întâi în organisme, deoarece este mai ușor de realizat. Dezoxiriboza se creează apoi din riboză. „În cazul vieții, că ai mai întâi ARN-ul și apoi , mai târziu, apare și ADN-ul”.

În cadrul trecerii de la ADN la proteine, ARN are rolul unui intermediar, iar oamenii de știință s-au întrebat adesea de ce acesta nu a fost eliminată o parte a acestui sistem. Formele de viață simple, precum virusurile ADN, fac exact asta, explică dr. He. În mod similar, unii dintre cei mai cunoscuți patogeni, HIV, virusul răcelii obișnuite, cei ai gripei sau COVID-19, ascund toate informațiile lor genetice în ARN, fără un predecesor ADN.

Cu toate acestea, organismele mai complicate au nevoie de o reglementare genetică mult mai atentă. Astfel, majoritatea genomului nu codifică proteine, ci codifică părți ale genomului care reglează alte secvențe. Promotorii, de exemplu, pot activa sau dezactiva gene. Dr. He explică faptul că „nu vrei să transformi 3 miliarde de perechi de baze în secvență de proteine”. Folosirea resurselor celulare pe atâtea secvențe care nu codifică proteinele umane necesare „ar fi o risipă uriașă”. ARN face posibilă transcrierea specifică a fragmentelor codificatoare de proteine ale secvenței genetice în intermediarul ARNm.

Citește și:

Pe Marte ar fi putut să existe moleule organice precum ARN-ul

ARN-ul inhalabil, inovaţia care poate duce la remedii pentru o mare varietate de afecţiuni

Acesta ar putea fi modul în care viaţa s-a dezvoltat pe Pământ prin intermediul ARN-ului

Noi DOVEZI privind apariţia vieţii pe Terra. ARN-ul nu ar fi singura moleculă primordială

Cele mai noi articole
SUA le va oferi țărilor mai sărace acces la brevetele de vaccin COVID
SUA le va oferi țărilor mai sărace acces la brevetele de vaccin COVID
Agenţia Europeană a Medicamentului evaluează un nou vaccin COVID-19
Agenţia Europeană a Medicamentului evaluează un nou vaccin COVID-19
Reușită pentru SpaceX. Primul prototip al rachetei Starship care aterizează fără să izbucnească în flăcări
Reușită pentru SpaceX. Primul prototip al rachetei Starship care aterizează fără să izbucnească în flăcări
Cercetătorii avertizează că blocarea luminii solare ar putea efecte nedorite asupra Pământului
Cercetătorii avertizează că blocarea luminii solare ar putea efecte nedorite asupra Pământului
Cercetătorii au creat o celulă sintetică perfectă care se multiplică la fel ca o celulă reală
Cercetătorii au creat o celulă sintetică perfectă care se multiplică la fel ca o celulă reală
Primul caz de COVID-19 nu a fost în Wuhan. Prima variantă a coronavirusului circula deja în octombrie 2019
Primul caz de COVID-19 nu a fost în Wuhan. Prima variantă a coronavirusului circula deja în octombrie 2019
Granița dintre Belgia și Franța, mutată din greșeală de un fermier. Cum s-a întâmplat
Granița dintre Belgia și Franța, mutată din greșeală de un fermier. Cum s-a întâmplat
Donald Trump a lansat o nouă platformă de comunicații. Ce a decis Facebook în cazul lui
Donald Trump a lansat o nouă platformă de comunicații. Ce a decis Facebook în cazul lui
Laserul de la Măgurele, exclus din proiectul paneuropean de cercetare ELI-ERIC
Laserul de la Măgurele, exclus din proiectul paneuropean de cercetare ELI-ERIC
Franţa ameninţă că va opri electricitatea pe o insulă afiliată Marii Britanii
Franţa ameninţă că va opri electricitatea pe o insulă afiliată Marii Britanii
Sumă record pentru o sticlă de vin care a călătorit 14 luni în spațiu
Sumă record pentru o sticlă de vin care a călătorit 14 luni în spațiu
Stimulente pentru vaccinare: SUA dă de la bere la joint-uri. Ce oferă România
Stimulente pentru vaccinare: SUA dă de la bere la joint-uri. Ce oferă România
Câți oameni s-au înscris să primească Internet de la Elon Musk
Câți oameni s-au înscris să primească Internet de la Elon Musk
Bătălia de la Midway, victoria crucială pentru SUA din cel de-Al Doilea Război Mondial
Bătălia de la Midway, victoria crucială pentru SUA din cel de-Al Doilea Război Mondial
Cât costă să împuşti un urs în România? Cât valora Arthur, cel mai mare urs din UE ucis de prințul Emanuel von und zu Liechtenstein
Cât costă să împuşti un urs în România? Cât valora Arthur, cel mai mare urs din UE ucis de prințul Emanuel von und ...
Turnul Eiffel împlineşte astăzi 132 de ani – VIDEO
Turnul Eiffel împlineşte astăzi 132 de ani – VIDEO
Joe Biden schimbă modul de distribuire a vaccinurilor. Ce vânzări estimează Pfizer pentru anul 2021
Joe Biden schimbă modul de distribuire a vaccinurilor. Ce vânzări estimează Pfizer pentru anul 2021
CEO-ul unui startup din Silicon Valley, concediat după ce a folosit LSD la locul de muncă
CEO-ul unui startup din Silicon Valley, concediat după ce a folosit LSD la locul de muncă