We wszystkich gatunkach życia istnieją trzy podstawowe makrocząsteczki. Kwas rybonukleinowy (RNA) jest jednym z tych trzech, a RNA ma niesamowitą zdolność jako jednoniciowa cząsteczka do przyjmowania trójwymiarowych kształtów za pomocą wielu wiązań wodorowych, które tworzą jego drugorzędowe rusztowanie strukturalne. Pozostałe dwie podstawowe makrocząsteczki to kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i białka; z tych dwóch, RNA ma wiele podobieństw do białek pod względem funkcji i podobieństw do DNA pod względem struktury chemicznej. Istnieją również dwuniciowe RNA, ale są one rzadkie. Jednoniciowy RNA katalizuje reakcje biologiczne, jest odbiornikiem i nadajnikiem sygnałów komórkowych oraz pomaga w kontroli ekspresji genów.
Od 2011 r. jednoniciowy RNA był przedmiotem siedmiu Nagród Nobla. Wiele badań między nagrodami pozwoliło odkryć obowiązki RNA, prowadząc do znaczących postępów w naukach biologicznych i medycznych. Jednoniciowy RNA został znaleziony w 1868 roku, ale niewłaściwie scharakteryzowany, i dopiero w 1959 roku otrzymał uwagę Nobla, kiedy Ochoa i Kornberg otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny po zsyntetyzowaniu RNA w laboratorium przy użyciu enzymu – ponownie źle scharakteryzowane; nie była to prawdziwa synteza, ale procedura degradacji. W latach 1960. i 1970. przyznano dwie kolejne nagrody za odkrycie, że jednoniciowy RNA nie tylko może przenosić informację genetyczną, ale także działa jako katalizator reakcji biologicznych, oraz za odkrycie, że retrowirusy mogą, poprzez enzymy, replikować RNA do DNA, tworząc ten rodzaj replikacji to ulica dwukierunkowa. W latach 1980. do 2006 r. przyznano cztery kolejne nagrody za odkrycia w splicingu RNA, bardziej katalizujących funkcjach, funkcjach mikroRNA i transkrypcji RNA.
Jednoniciowy RNA odgrywa zasadniczą rolę w syntezie białek; Kiedy białka tworzą się w rybosomach, to informacyjny RNA (mRNA) kieruje procesem składania i wraz z transferowym RNA (tRNA) dostarcza towarzyszące aminokwasy, które łączą się i tworzą białka. Fabryki rybosomów białek otrzymują informację genetyczną z mRNA, a 80 nukleotydów tRNA odgrywa zasadniczą rolę w translacji aminokwasów do nowo tworzących się białek. Wykorzystując DNA jako matrycę, enzym znany jako polimeraza RNA dokonuje transkrypcji RNA dla nowych nici jednoniciowego RNA. Ten sam enzym wykorzystuje szablony RNA, gdy wirusy RNA, takie jak wirus polio, próbują replikować swój materiał wirusowy. Istnieje metoda pomiaru i badania przesiewowego funkcji jednoniciowego RNA ważnej dla zrozumienia wiązania między RNA a białkami. Mapowanie interferencji analogów nukleotydów (NAIM) umożliwia odkrycie tożsamości poszczególnych cząsteczek RNA, które wiążą się z białkami gorzej niż wiązania RNA typu dzikiego, aby lepiej zrozumieć pośredniczące zachowanie wiązania z białkami.
Ponieważ RNA przenosi informację genetyczną, wirusy RNA zawierają replikacje RNA w swoim genomie, a także różne białka kodowane przez ten genom. Niektóre białka chronią ten wirusowy genom, gdy przekształca się on w nowego gospodarza komórkowego. Te wirusy z rezydentnymi replikacjami RNA z kolei odwracają transkrypcję DNA i tworzą nowe jednoniciowe RNA, które dalej rozprzestrzeniają wirusy. Istnieją cztery grupy wirusów RNA, które przenoszą odrę, świnkę, wściekliznę, grypę, żółtą febrę i zapalenie mózgu koni wśród wielu innych chorób, a każda grupa ma własną metodę replikacji genomu wirusa.
Wiadomo, że rinowirusy, w tym przeziębienie, są jednoniciowymi RNA, które replikują się w cytoplazmie komórki poprzez obróbkę proteazy wirusowej, która powoduje uwolnienie białek zakażonych wirusem. Jednoniciowy RNA jest również powiązany z rodzajem stanu zapalnego, który może być odpowiedzialny za zwłóknienie serca płodu, które może prowadzić do blokady serca w wyniku reakcji autoimmunologicznej, prowadzącej do wrodzonych wad serca. Istnieją jednak odkrycia dotyczące RNA, które mogą wykorzystywać RNA do wyciszania genów w ciele, które mogą powodować choroby. Wiedząc, że istnieją małe porcje RNA, które zakłócają produkcję białek, niektórzy uważają, że pewnego dnia jednoniciowy RNA będzie dostarczał farmaceutyki bezpośrednio do białek.