Toată informația genetică pentru un orgamism este conținută în acidul său dezoxiribonucleic (ADN), situat în celulele sale. Este responsabilitatea acidului ribonucleic (ARN) al celulei să folosească această informație genetică pentru a sintetiza toate proteinele necesare vieții atât a celulei, cât și a organismului. ARN-ul este una dintre cele trei macromolecule necesare tuturor organismelor vii; celelalte două sunt ADN și proteine. Pentru a desfășura procesul de sinteză a proteinelor, există trei tipuri de ARN: ARN mesager, ARN ribozomal și ARN de transfer.
Informația genetică conținută în ADN este compusă din numeroase segmente de gene, numite alele. Fiecare alelă reprezintă modelul pentru fabricarea unei proteine specifice. Aceste proteine sunt construite din aproximativ 20 de aminoacizi, care pot fi considerați blocurile de construcție ale proteinelor. Ordinea exactă a aminoacizilor pentru o anumită proteină este codificată pe ADN printr-o serie de nucleotide, grupate în seturi de trei. Fiecare dintre aceste triplete de nucleotide, numite codoni, corespunde unui tip de aminoacid.
ARN-ul mesager (ARNm) reprezintă o copie a uneia dintre aceste alele ADN. ARNm conține toate tripletele de nucleotide, sau codoni, care sunt necesari pentru sinteza unei proteine date, inclusiv secvența adecvată. Când celula determină că este necesară proteina conținută de ARNm, ARNm este mutat în citoplasma celulei, unde se leagă de un ribozom. Tripleții de nucleotide ale ARNm sunt „citiți” de oamenii de știință, nu tripleții ADN-ului.
ARN-ul ribozomal (ARNr) se combină cu proteinele din citoplasma celulei pentru a forma ribozomi. Acești ribozomi se atașează de ARNm și facilitează sinteza noii proteine. ARNr-ul se deplasează în jos pe lungimea catenei de ARNm, ca un fermoar, legând aminoacizii necesari împreună.
ARN de transfer (ARNt) este responsabil pentru livrarea aminoacizilor corespunzători la ribozomi. Există cel puțin 20 de ARNt diferite – câte unul pentru fiecare aminoacid. Fiecare ARNt poartă aminoacidul atribuit și un anticodon corespunzător. Acest anticodon este un triplet de nucleotide care este o potrivire opusă a codonului ARNm pentru aminoacidul dat. ARNt citește ARNm și, dacă anticodonul său se potrivește cu codonul ARNm, își eliberează aminoacidul în ARNr pentru procesare.
Sistemul ARN al celulei este un proces în două etape. În primul rând, informația genetică pentru o alele de pe ADN este copiată într-o catenă de ARNm de către enzimele ARN polimeraze, printr-un proces numit transcripție. În al doilea rând, informațiile despre ARNm sunt folosite pentru a sintetiza o proteină printr-un proces de traducere.
Procesul de traducere al celulei constă din trei activități care se desfășoară simultan. ARNm servește ca model de proteine, direcționând asamblarea proteinei. ARNr-ul servește drept fabrică, oferind suport pentru structura și leagă împreună aminoacizii. ARNt servește ca vehicul de livrare, furnizând aminoacizii potriviți la ribozom atunci când este necesar. ARNt determină când este necesar aminoacidul său, citind modelul ARNm.
Mulți viruși, printr-un proces cunoscut sub numele de ciclu litic, folosesc ARN-ul pentru a se replica și a-și distruge gazda. Ei își injectează mARN-ul dăunător în nucleul unei celule gazdă. Celula folosește apoi, fără să știe, acest ARNm pentru a sintetiza mai mult virus. În cele din urmă, aceste noi particule de virus ies din celulă și se răspândesc la alte celule gazdă, repetând ciclul mortal.