Cała informacja genetyczna organizmu zawarta jest w jego kwasie dezoksyrybonukleinowym (DNA), znajdującym się w jego komórkach. Obowiązkiem kwasu rybonukleinowego (RNA) w komórce jest wykorzystanie tej informacji genetycznej do syntezy wszystkich białek niezbędnych do życia zarówno komórki, jak i organizmu. RNA jest jedną z trzech makrocząsteczek wymaganych dla wszystkich żywych organizmów; pozostałe dwa to DNA i białka. Aby przeprowadzić proces syntezy białek, istnieją trzy rodzaje RNA: informacyjny RNA, rybosomalny RNA i transferowy RNA.
Informacja genetyczna zawarta w DNA składa się z wielu segmentów genów, zwanych allelami. Każdy allel reprezentuje plan wytwarzania określonego białka. Białka te są zbudowane z około 20 aminokwasów, które można uważać za elementy budulcowe białek. Dokładna kolejność aminokwasów dla danego białka jest kodowana w DNA za pomocą serii nukleotydów, pogrupowanych w zestawy po trzy. Każda z tych trójek nukleotydów, zwanych kodonami, odpowiada jednemu rodzajowi aminokwasu.
Komunikator RNA (mRNA) reprezentuje kopię jednego z tych alleli DNA. mRNA zawiera wszystkie tryplety nukleotydowe lub kodony, które są wymagane do syntezy danego białka, w tym odpowiednią sekwencję. Kiedy komórka ustali, że białko zawarte w mRNA jest potrzebne, mRNA zostaje przeniesiony do cytoplazmy komórki, gdzie łączy się z rybosomem. To trójki nukleotydów mRNA są „odczytywane” przez naukowców, a nie trójki DNA.
Rybosomalny RNA (rRNA) łączy się z białkami w cytoplazmie komórki, tworząc rybosomy. Te rybosomy przyłączają się do mRNA i ułatwiają syntezę nowego białka. rRNA przesuwa się wzdłuż nici mRNA, jak zamek błyskawiczny, wiążąc ze sobą wymagane aminokwasy.
Transfer RNA (tRNA) odpowiada za dostarczanie odpowiednich aminokwasów do rybosomów. Istnieje co najmniej 20 różnych tRNA — po jednym dla każdego aminokwasu. Każdy tRNA zawiera przypisany mu aminokwas i odpowiedni antykodon. Ten antykodon to triplet nukleotydów, który jest przeciwieństwem kodonu mRNA dla danego aminokwasu. tRNA odczytuje mRNA i jeśli jego antykodon pasuje do kodonu mRNA, uwalnia swój aminokwas do rRNA w celu przetworzenia.
System RNA komórki jest procesem dwuetapowym. Po pierwsze, informacja genetyczna dla jednego allelu w DNA jest kopiowana do nici mRNA przez enzymy polimerazy RNA w procesie zwanym transkrypcją. Po drugie, informacje o mRNA są wykorzystywane do syntezy białka poprzez translację wywołania procesu.
Proces translacji komórki składa się z trzech czynności, które są prowadzone jednocześnie. mRNA służy jako plan białkowy, kierujący montażem białka. rRNA służy jako fabryka, zapewniając wsparcie dla struktury i łącząc ze sobą aminokwasy. tRNA służy jako nośnik dostarczający, dostarczający odpowiednie aminokwasy do rybosomu, gdy jest to potrzebne. tRNA określa, kiedy potrzebny jest jego aminokwas, odczytując plan mRNA.
Wiele wirusów w procesie znanym jako cykl lityczny wykorzystuje RNA do replikacji i niszczenia gospodarza. Wstrzykują swoje szkodliwe mRNA do jądra komórki gospodarza. Następnie komórka nieświadomie wykorzystuje to mRNA do syntezy większej ilości wirusa. Ostatecznie te nowe cząsteczki wirusa wyrywają się z komórki i rozprzestrzeniają na inne komórki gospodarza, powtarzając śmiertelny cykl.