ARN no codificante (ncRNA): definición, tipos y funciones

ARN no codificante (ncRNA): definición, tipos y funciones. Conoce miRNA, siRNA, lncRNA y su papel en la regulación genética, desarrollo y enfermedades.

Un ARN no codificante (ARNnc) es una molécula de ARN funcional que no se traduce en una proteína. Los sinónimos menos utilizados son ARN no codificante de proteínas (npcRNA), ARN no mensajero (nmRNA) y ARN funcional (fRNA). El término ARN pequeño (ARNs) se utiliza a menudo para los ARNn bacterianos cortos. La secuencia de ADN a partir de la cual se transcribe un ARN no codificante suele denominarse "gen de ARN".

Principales tipos y clasificación

Los ARN no codificantes se agrupan habitualmente por su tamaño y función. Una clasificación práctica distingue:

• ARN pequeños (<200 nucleótidos): incluyen microARN (miARN), pequeños ARN nucleares (snARN), pequeños ARN nucleolares (snoARN), siARN, piARN y otros ARN pequeños reguladores.
• ARN no codificantes largos (lncRNA, >200 nucleótidos): moléculas más largas que pueden actuar como andamios, guías, cebos o reguladores transcripcionales y post‑transcripcionales.

Entre los genes de ARN no codificantes abundantes e imprescindibles se encuentran el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr); también se describen otros tipos como snoARN, microARN, siARN, snARN, exARN, piARN y los ARN no codificantes largos (ncARN largos). El número total de ncRNAs en el genoma humano aún no es definitivo: estudios recientes sugieren la existencia de miles de transcripciones no codificantes, aunque no todas ellas tienen función demostrada.

Funciones principales

• Traducción y arquitectura ribosómica: los ARNr y ARNt son esenciales para la síntesis de proteínas y la estructura del ribosoma.
• Procesamiento y modificación de otros ARN: los snoARN guían modificaciones químicas (metilación, pseudouridilación) en ARNr y ARNt.
• Regulación de la expresión génica: miARN y siARN median la interferencia por ARN (RNAi) y regulan la estabilidad o traducción de ARNm.
• Splicing y maduración del ARN: snARN participan en el empalme (splicing) del ARN mensajero.
• Defensa genómica y control de elementos transponibles: piARN y otros pequeños ARN protegen el germen frente a transposones.
• Andamiaje y regulación epigenética: muchos lncRNA actúan como andamios que reclutan complejos proteicos para regular la cromatina y la transcripción.
• Señalización extracelular y biomarcadores: exARN presentes en fluidos (plasma, saliva) pueden mediar comunicación entre células y servir como marcadores de enfermedad.

Biogénesis y mecanismos de acción

Los ncRNA se transcriben por diferentes ARN polimerasas (I, II o III) según el tipo, y sufren procesamientos específicos:

• Precursores de miARN: procesamiento nuclear por Drosha y cortes citoplasmáticos por Dicer para generar miARN activos que se incorporan a complejos RISC.
• snARN y snoARN: maduración y ensamblaje en ribonucleoproteínas que participan en splicing y modificación de otros ARN.
• lncRNA: a menudo se procesan como ARNm (cabeza 5' cap, empalme, poliadenilación) pero actúan principalmente a nivel del ARN y la cromatina.

La función de muchos ncRNA depende de su estructura secundaria, su capacidad para emparejarse con otras moléculas de ARN o para interaccionar con proteínas específicas.

Detección y caracterización

Para identificar y estudiar ncRNA se usan técnicas como:

• RNA‑seq (secuenciación total o específica para pequeños ARN)
• qRT‑PCR y northern blot (cuantificación y tamaño)
• CLIP/CLASH y RIP‑seq (para mapear interacciones ARN‑proteína)
• RACE y técnicas de estructura secundaria (SHAPE, DMS‑seq) para caracterizar extremos y conformación

Importancia clínica y aplicaciones

Los ncRNA están implicados en numerosas patologías: su alteración puede contribuir a cáncer, enfermedades neurodegenerativas, cardiovasculares y del metabolismo. Por ello:

• miARN y lncRNA se estudian como biomarcadores diagnósticos y pronósticos.
• Se desarrollan terapias basadas en oligonucleótidos: inhibidores de miARN, miméticos, siRNA terapéuticos y oligonucleótidos antisentido.

Evolución y controversias

La identificación masiva de transcripciones no codificantes plantea preguntas sobre cuántas son funcionales y cuántas representan ruido transcripcional. Indicadores de funcionalidad incluyen la conservación evolutiva, el control temporal y espacial de la expresión, la evidencia de estructura conservada y la interacción con proteínas conocidas. Aun así, la validación funcional experimental sigue siendo necesaria para la mayoría de los nuevos ncRNA descritos.

Históricamente, el primer ARN no codificante que se analizó fue un ARNt de alanina encontrado en la levadura del pan. Su estructura se publicó en 1965, marcando el comienzo del estudio detallado de los ARN funcionales que no codifican proteínas.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es un ARN no codificante (ARNnc)?

P: ¿Cuáles son algunos sinónimos menos utilizados de ARN no codificante (ARNnc)?

P: ¿Cuál es el término utilizado a menudo para los ARNnc bacterianos cortos?

P: ¿Cómo se denomina a menudo la secuencia de ADN a partir de la cual se transcribe un ARN no codificante?

P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de genes de ARN no codificante?

P: ¿Cuántos ARNnc hay en el genoma humano?

P: ¿Cuál es el primer ARN no codificante analizado y cuándo se publicó su estructura?

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