ARN, sau acidul ribonucleic, este o moleculă care este parte integrantă a tuturor formelor de viață. Organismele cu genomi ADN fac copii ale genelor lor într-un format ARN. Organismul citește aceste copii exacte, care au „sens” și formează proteinele corecte. ARN-ul antisens este o secvență opusă ARN-ului „sens” și, lipindu-se de ARN-ul „sens”, poate bloca formarea corectă a proteinelor. Deși nu apare pe scară largă în natură, ARN-ul antisens are aplicații în domenii ale științei, cum ar fi medicina și organismele modificate genetic.
Procesul obișnuit de producere a proteinelor începe cu ADN-ul unei anumite gene care este copiat în ARN mesager (ARNm). Tot ARNm este monocatenar. Ribozomii și ARN-urile de transfer (ARNt) citesc apoi ARNm și construiesc proteina pentru care codifică gena.
Secvența ARNm este esențială pentru producerea proteinei potrivite. În plus, ARNt și ribozomii citesc doar catene simple, nu catene duble. ARN antisens este el însuși o singură catenă, dar are o secvență de baze care este complementară cu secvența de baze dintr-un ARNm specific.
Uracilul (U), adenina (A), citozina (C) și guanina (G) formează diferitele baze ale ARN-ului. Uracilul se leagă de adenină, iar citozina se leagă de guanină. De exemplu, o porțiune a unui ARNm care codifică CAU are o secvență antisens complementară a GUA. Secvența antisens se leagă de ARNm pentru a forma un complex dublu catenar.
Inginerii genetici au găsit acest concept util în crearea de organisme modificate. Un astfel de exemplu este cel al roșii cunoscute sub numele de Flavr-Savr. Roșiile produc o enzimă numită poligalacturonază (PG) care înmoaie fructele în timpul coacerii. PG este codificat de genomul tomatei. Fermierii de roșii obișnuite trebuie să le culeagă înainte ca acestea să fie complet coapte, astfel încât PG să nu înmoaie fructele înainte de a ajunge la raftul supermarketului.
Roșiile Flavr-Savr au o genă suplimentară plasată acolo de inginerii genetici, care produce o versiune antisens a ARNm PG. Această catenă antisens se lipește de majoritatea ARNm-ului PG pe care roșia îl produce și blochează astfel producția enzimei PG. Acest lucru împiedică roșiile să se înmoaie în timpul coacerii, astfel încât fermierii să poată cultiva roșii care au gust și arată coapte, dar nu sunt moi.
ARN antisens poate avea aplicații și în medicină. Unele boli, cum ar fi boala Huntington, sunt cauzate de genele care produc proteine defecte sau nedorite. Oamenii nu pot fi crescuți pentru a avea un genom modificat precum roșiile, dar oamenii de știință pot livra cumva ARN antisens sau o genă care să codifice ARN antisens în celulele care produc o proteină nedorită.
Utilizarea unui virus ca purtător al genei antisens sau injectarea ARN-ului direct în zonă sunt metode posibile de livrare. O problemă cu știința este însă că optimizarea metodelor de livrare este complexă. Un alt dezavantaj este că ARN-ul poate să nu fie suficient de specific pentru a viza doar ARNm-ul nedorit, situație care ar putea fi periculoasă pentru pacient. Exemplele de ARN antisens în natură sunt mai puțin frecvente. O astfel de apariție se întâmplă la oameni și la șoareci, unde gena pentru receptorul doi al factorului de creștere asemănător insulinei, moștenit din partea mamei, este blocată de ARN antisens produs din versiunea tatălui a genei.