El ARN, o ácido ribonucleico, es una molécula que es integral para todas las formas de vida. Los organismos con genomas de ADN hacen copias de sus genes en un formato de ARN. El organismo lee estas copias precisas, que tienen “sentido”, y forma las proteínas correctas. El ARN antisentido es una secuencia que es lo opuesto al ARN “sentido”, y al adherirse al ARN “sentido”, puede bloquear la formación correcta de proteínas. Si bien no existe en la naturaleza, el ARN antisentido tiene aplicaciones en áreas de la ciencia como la medicina y los organismos genéticamente modificados.
El proceso regular de producción de proteínas comienza con el ADN de un gen particular que se copia en el ARN mensajero (ARNm). Todo el ARNm es monocatenario. Los ribosomas y los ARN de transferencia (ARNt) luego leen el ARNm y construyen la proteína que codifica el gen.
La secuencia del ARNm es esencial para la producción de la proteína adecuada. Además, el ARNt y los ribosomas solo leen hebras simples, no hebras dobles. El ARN antisentido es en sí mismo una cadena sencilla pero tiene una secuencia de bases que es complementaria a la secuencia de bases en un ARNm específico.
El uracilo (U), la adenina (A), la citosina (C) y la guanina (G) forman las diferentes bases del ARN. El uracilo se une a la adenina y la citosina se une a la guanina. Por ejemplo, una porción de un ARNm que codifica CAU tiene una secuencia antisentido complementaria de GUA. La secuencia antisentido se une al ARNm para formar un complejo bicatenario.
Los ingenieros genéticos han encontrado este concepto útil para crear organismos modificados. Uno de esos ejemplos es el del tomate conocido como Flavr-Savr. Los tomates producen una enzima llamada poligalacturonasa (PG) que suaviza la fruta durante la maduración. PG está codificado por el genoma del tomate. Los agricultores de tomates regulares deben recogerlos antes de que estén completamente maduros para que el PG no ablande la fruta antes de que llegue al estante del supermercado.
Los tomates Flavr-Savr tienen un gen adicional colocado allí por los ingenieros genéticos, que produce una versión antisentido del ARNm de PG. Esta cadena antisentido se adhiere a la mayoría del ARNm de PG que produce el tomate y, por lo tanto, bloquea la producción de la enzima PG. Esto evita que los tomates se ablanden durante la maduración para que los agricultores puedan cultivar tomates con sabor y aspecto maduros pero no blandos.
El ARN antisentido también puede tener aplicaciones en medicina. Algunas enfermedades, como la enfermedad de Huntington, son causadas por los genes que producen proteínas defectuosas o indeseables. Las personas no pueden ser criadas para tener un genoma alterado como los tomates, pero los científicos pueden de alguna manera entregar ARN antisentido, o un gen para codificar ARN antisentido, en las células que producen una proteína no deseada.
Usar un virus como portador del gen antisentido o inyectar el ARN directamente en el área son posibles métodos de entrega. Sin embargo, un problema con la ciencia es que optimizar los métodos de entrega es complejo. Otra desventaja es que el ARN puede no ser lo suficientemente específico como para apuntar solo al ARNm no deseado, una situación que podría ser peligrosa para el paciente. Los ejemplos de ARN antisentido en la naturaleza son poco frecuentes. Uno de estos eventos ocurre en humanos y en ratones, donde el gen del receptor dos del factor de crecimiento similar a la insulina, heredado del lado de la madre, está bloqueado por el ARN antisentido producido a partir de la versión del gen del padre.