RNA mensajero (mRNA)

Qué es el RNA mensajero

La existencia de un intermediario entre el ADN y las proteínas se sospechó antes de aislarlo. En 1956, Elliot Volkin y Lazarus Astrachan observaron en Escherichia coli infectada por el bacteriófago T2 una fracción de ARN de vida muy corta cuya composición de bases coincidía con la del ADN del fago, no con la del ARN ribosómico de la bacteria: algo estaba copiando el genoma viral y desapareciendo casi tan rápido como se producía. La demostración experimental llegó en mayo de 1961, cuando Sydney Brenner, François Jacob y Matthew Meselson publicaron en Nature un experimento realizado en Pasadena: marcaron con isótopos radiactivos un ARN de nueva síntesis tras la infección por fago y comprobaron que se asociaba a ribosomas ya existentes, no a ribosomas nuevos, tal y como cabría esperar de un mensaje transitorio y no de un componente estructural. El mismo mes, un grupo independiente liderado por James Watson llegó a una conclusión equivalente por otra vía experimental.

Estructura de la molécula

Toda molécula de ARN mensajero contiene, como mínimo, una pauta de lectura abierta: la sucesión de codones que empieza en un codón de inicio y termina en un codón de terminación, leída según el código genético. A ambos lados de esa pauta quedan regiones que no se traducen, las llamadas regiones no traducidas 5' y 3', cuya longitud y secuencia influyen en la estabilidad del mensajero y en la eficiencia con la que el ribosoma lo reconoce. En los eucariotas, el mensajero maduro añade dos marcas que no están codificadas directamente en el gen: una caperuza de 7-metilguanosina en el extremo 5', unida mediante un enlace poco habitual, y una cola de varias decenas a cientos de adenosinas en el extremo 3', añadida por una enzima distinta de la que transcribe el gen. Ninguna de las dos aparece en el ARN mensajero bacteriano, que además tiende a degradarse en minutos frente a las horas que puede sobrevivir un mensajero humano.

El ARN mensajero recién transcrito en el núcleo de una célula eucariota rara vez es ya el mensajero funcional. Antes debe perder los intrones que separan sus exones, una tarea que ejecuta el espliceosoma. Solo entonces sale al citoplasma para ser leído.

Mensajeros con una intención distinta según el organismo

La mayoría de los mensajeros humanos llevan la información de una sola proteína y se dice que son monocistrónicos. En bacterias es frecuente lo contrario: un único transcrito puede codificar varias proteínas relacionadas, cada una con su propia señal de inicio para el ribosoma, en lo que se conoce como RNA mensajero policistrónico. Esa diferencia organizativa, más que la química de la molécula, es lo que separa la lógica genética bacteriana de la eucariota.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se le llama «mensajero»?

Porque transporta un mensaje, la secuencia de un gen, desde donde se guarda (el núcleo, en eucariotas) hasta donde se ejecuta (el ribosoma). El nombre lo propusieron François Jacob y Jacques Monod en un artículo de mayo de 1961, el mismo mes en que otros dos grupos aislaron y caracterizaron la molécula de forma independiente.

¿En qué se diferencia del ARN de transferencia y del ribosómico?

En que es el único que porta una secuencia codificante propia de un gen concreto. El ARN de transferencia transporta aminoácidos y el ARN ribosómico forma parte estructural del ribosoma; ninguno de los dos varía su secuencia de un gen a otro del mismo modo que lo hace un mensajero.

¿Cuánto dura un ARN mensajero antes de degradarse?

Depende mucho del organismo y del gen. En bacterias, la vida media típica se cuenta en minutos. En células humanas puede oscilar entre menos de una hora y más de un día, según la secuencia de sus regiones no traducidas y otros elementos de regulación.

¿Todo el ARN mensajero se traduce por completo?

No necesariamente. Solo la pauta de lectura abierta se traduce a proteína; las regiones no traducidas de los extremos cumplen funciones reguladoras, pero nunca se convierten en aminoácidos.

Referencias

1. Brenner S, Jacob F, Meselson M. An Unstable Intermediate Carrying Information from Genes to Ribosomes for Protein Synthesis. Nature, 1961.
2. Cobb M. Who discovered messenger RNA?. Current Biology, 2015.
3. Cooper GM. RNA and Protein Synthesis. The Cell: A Molecular Approach. NCBI Bookshelf.
4. MedlinePlus. ¿Cómo los genes dirigen la producción de proteínas?