RNA (ribonukleinsyre) er ligesom DNA afgørende for alle kendte former for liv. RNA-monomerer er også nukleotider. I modsætning til DNA er RNA i biologiske celler overvejende et enkeltstrenget molekyle. Mens DNA indeholder deoxyribose, indeholder RNA ribose, som er kendetegnet ved tilstedeværelsen af en 2′-hydroxylgruppe på pentose-ringen (figur 5). Denne hydroxylgruppe gør RNA mindre stabilt end DNA, fordi det er mere modtageligt over for hydrolyse. RNA indeholder den umethylerede form af basen thymin kaldet uracil (U) (figur 6) (figur 6), hvilket giver nukleotiden uridin.
RNA udfører en række forskellige funktioner i cellen. Messenger RNA (mRNA) bærer den genetiske information, der styrer syntesen af proteiner. Nogle vira anvender RNA i stedet for DNA som genetisk materiale. Det meste af RNA koder dog ikke for proteiner. Disse RNA’er kaldes ikke-kodende (ncRNA) og kan være kodet af deres egne RNA-gener eller kan stamme fra mRNA-introner. Transfer RNA (tRNA) og ribosomalt RNA (rRNA) er involveret i oversættelsesprocessen. Der findes også ikke-kodende RNA’er, der er involveret i genregulering, RNA-processering og andre processer.
De fleste RNA-molekyler indeholder korte selvkomplementære sekvenser, der folder sig og danner par med hinanden i stærkt strukturerede former. Disse base-parringsinteraktioner er en del af RNA’s sekundærstruktur. De uparrede regioner danner strukturer som f.eks. hårnålesløjfer, buler og interne sløjfer, som kan være af funktionel betydning (figur 7). Eksempler herpå er Rho-uafhængige terminatorstamsløjfer og tRNA-kløverbladet.
Den funktionelle form af enkeltstrengede RNA-molekyler kræver, ligesom proteiner, typisk en specifik tertiær (3D) struktur. RNA kan også danne RNA-RNA og DNA-RNA-duplexer. De fleste RNA-strukturer i Protein Data Bank (PDB) (arkiv for makromolekylære strukturdata) (3) indeholder dobbeltstrenget RNA, der er foldet i tertiære strukturer.
Somme RNA-strukturer giver bindingssteder for andre molekyler og har kemisk aktive centre. Et eksempel (figur 8) er den molekylære genkendelse af vitamin B12 af en RNA-struktur (4). Vitamin B12-binding til RNA regulerer hepatitis C-virusfunktion (5).
