El ARNm, el mensajero del genoma

Hoy, día 1 de agosto, es el Día Mundial del ARN. Y os preguntaréis ¿Por qué se celebra justo el día 1 de este mes? ¿Qué tiene de especial esta jornada? Pues bien, para poder entenderlo, es necesario conocer mejor uno de los tipos más importantes de ARN, el ARN mensajero.

¿Qué es el ARN mensajero?

El ARN mensajero, abreviado como ARNm es un tipo de molécula de ácido ribonucleico que transporta los “mensajes” escritos en el ADN a los ribosomas, donde se obtienen absolutamente todas las proteínas de nuestro organismo. Eso es, al igual que el dios griego Hermes transmitía velozmente los mensajes entre la Tierra y el Olimpo, el ARNm es capaz de llevar las instrucciones codificadas en el ADN fuera del núcleo para que los ribosomas puedan ejecutarlas.

El ARNm es una cadena sencilla formada por ribonucleótidos, unos monómeros formados por una ribosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Estos ribonucleótidos, al igual que los desoxirribonucleótidos del ADN, pueden tener cuatro tipos diferentes de bases nitrogenadas: Adenina, Citosina, Guanina y Uracilo.

 

¿Cómo se produce el ARNm?

El ARNm se produce en el núcleo de la célula. En concreto, el ARNm se sintetiza a través de un proceso llamado transcripción, en el que el ADN se utiliza como molde para generar nuevas moléculas de ARNm complementarias a su secuencia. El ADN, como sabéis, almacena todas las instrucciones necesarias para sintetizar todas las proteínas de nuestro cuerpo, pero no puede salir del núcleo. Por eso, es necesario “copiar” estas instrucciones en una molécula de ARNm, que sí puede salir fuera del núcleo.

Una vez copiado el “mensaje” en una nueva molécula de ARN, en el caso de los organismos eucariotas, ese ARN debe sufrir ciertos cambios o modificaciones, que conocemos como “procesamiento del ARNm”. Durante esta fase, se eliminan ciertos fragmentos de ARN (denominados intrones) y se añade en el extremo 3’ la cola poli-A. Además, se le añade en el extremo 5’ un nucleótido modificado de guanina que actúa como un indicador del comienzo de la secuencia del ARNm. Estas modificaciones sirven para estabilizar la molécula, evitar su degradación y facilitar su salida del núcleo.

¿Para qué sirve?

Como os comentaba, el ARNm es una especie de molécula mensajera, que transmite las instrucciones del ADN a los ribosomas, la maquinaria molecular que sintetiza las proteínas de nuestro organismo. Una vez fuera del núcleo (e incluso en los poros nucleares en algunos casos), los ARNm se encuentran con los ribosomas y comienzan un proceso denominado traducción.

Durante la traducción, una molécula de ARNm es “leída” por los ribosomas, que, en base a ella, sintetizan una proteína formada por aminoácidos. ¿Cómo lo hace? Pues bien, lo hace gracias a una serie de instrucciones llamada “código genético”. Estas instrucciones permiten a los ribosomas “entender” cada trío de nucleótidos del ARNm, conocido como “codón” y encontrar el aminoácido correspondiente. Así, el ribosoma va leyendo los codones del ARNm, de tres en tres bases nitrogenadas, y sintetizando la proteína que hay escrita en él. Eso sí, es muy importante que el ribosoma encuentre el codón “AUG”, que indica el comienzo de la traducción.

Volviendo al principio del post, resulta que en inglés, el primer día de agosto es el “AUG 1st”, que corresponde con el codón “AUG”, el “marcador biológico” en el que se inicia la traducción del ARNm a proteínas. ¡Por eso el día 1 de agosto es un día tan especial!

¿Por qué el ARNm se utiliza en vacunas?

Aunque el ARN siempre ha sido una molécula muy estudiada en el mundo científico, desde el pasado 2020 se ha convertido en una de las moléculas de las que más se habla en todo el mundo. ¡Es tendencia en todas las redes sociales! Esto se debe, sobre todo, a la aprobación de la primera vacuna de ARN. Y es que, además de ser un excelente mensajero en nuestras células, el ARNm también ha sido de gran utilidad en el desarrollo de vacunas para COVID19. ¿Por qué? Básicamente porque esta molécula tiene unas propiedades muy particulares que la hacen especialmente útil como vacuna.

Las vacunas de ARNm son muy versátiles:

En el caso de las vacunas, lo que queremos es generar anticuerpos frente a una “parte” del virus o la bacteria objetivo. Tradicionalmente se han utilizado patógenos inactivados o sus proteínas, pero muchas veces es difícil obtener alguna de estas opciones. Las vacunas de ARNm tienen la ventaja de que pueden utilizarse para que nuestras propias células sinteticen cualquier tipo de proteína. Por ejemplo, las vacunas de Pfizer y Moderna utilizan ARN mensajero que codifica para la proteína S presente en la superficie del coronavirus

El ARNm se degrada en el interior de nuestro organismo:

Debido a su estructura simple, el ARNm se degrada más o menos rápidamente una vez dentro de nuestro organismo. Esto impide que los posibles efectos de la vacuna (a excepción de la inmunidad adquirida) se prolonguen en el tiempo.

El ARNm, de hecho, debe ser diseñado y protegido para que no se degrade antes de ser inoculado. En primer lugar, el ARNm de las vacunas no es exactamente igual a la secuencia que utilizaría el virus para generar la misma proteína. Se trata de una molécula ligeramente diferente, con ciertos cambios que mejoran su estabilidad. Además, las moléculas de ARNm, se empaquetan en “bolsitas” microscópicas formadas por lípidos, que las protegen y las ayudan a introducirse en las células. 

El ARNm no se integra en el genoma:

Como molécula, el ARNm es incapaz de integrarse en nuestro genoma, por lo que, con las vacunas de ARN no nos exponemos a modificaciones en el ADN. Es cierto que, en ciertos tipos de virus, como los retrovirus, el ARN es capaz de transcribirse a ADN e integrarse en el genoma, pero no es el caso de las vacunas de ARNm. ¿Por qué? Esto es debido a que estos virus tienen una transcriptasa reversa en su interior, que utilizan para retrotranscribir el ARN. En el caso de las vacunas, no se incluye esta transcriptasa reversa.

Por si fuera poco, el ARNm de las vacunas de ARN no es capaz de entrar al núcleo de nuestras células, donde se encuentra el ADN. Por tanto, la posibilidad de que el ARNm reaccione con el ADN nuclear es extremadamente baja.

Las vacunas de ARNm no contienen el virus:

Al contrario que en otras vacunas, las vacunas de ARNm no contienen el virus atenuado, lo que reduce a cero las posibilidades de sufrir una infección viral a partir de la vacuna. Este hecho, sumado a que el ARNm utilizado codifica siempre para una proteína inocua, convierten a las vacunas de ARNm en una herramienta bastante segura.

 

Y bueno, ya conocéis mejor el ARNm, una de las moléculas más interesantes de nuestro organismo, gracias a la cual se ha podido desarrollar una vacuna para la COVID19. Si queréis saber más sobre los otros tipos de ARN, aquí tienes un post al respecto ¡No os lo perdáis!

 

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3 comentarios de “El ARNm, el mensajero del genoma

      • Genotipia dice:

        Hola Ana:

        Las células eucariotas, como las que tenemos los animales y plantas, entre otros seres vivos, están fuertemente compartimentalizadas. En este tipo de células, se ha seleccionado que el material hereditario se encuentre dentro del compartimento denominado como núcleo. Es decir, durante la evolución que dio lugar a las células eucarióticas, hace miles de años, se seleccionó la existencia de un compartimento en el interior de la célula donde el material hereditario ADN estuviera protegido de la acción de agentes producidos por el metabolismo de las células. La existencia de un núcleo protege al ADN, las instrucciones de la célula, de sustancias presentes en el citoplasma que podrían causar daños.
        En otros tipos de células como son las bacterias, no hay núcleo y el ADN está libre en el citoplasma.

        ¡Un saludo!

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