L'RNA, come il DNA, è un acido nucleico costituito dall'unione di numerosi nucleotidi. Pur presentando molte analogie con l'acido desossiribonucleico, l'RNA ne differisce a livello strutturale per la presenza del ribosio invece del desossiribosio, dell'uracile al posto della timina e per la struttura monomerica.
L'RNA, inoltre, al contrario del DNA, si presenta come una molecola a breve emivita che viene continuamente sintetizzata e distrutta dalla cellula conformemente alle proprie esigenze.
Da un punto di vista funzionale possiamo distinguere tre differenti tipi di RNA, ciascuno adibito ad uno specifico ruolo e ugualmente indispensabile nella sintesi proteica: l'RNA messaggero (mRNA), l'RNA transfer (tRNA), l'RNA ribosomiale (rRNA). L'RNA messaggero, che si costituisce sul modello di uno strand di DNA, nel rispetto delle leggi della complementarietà già esaminate, costituisce la molecola che porta le informazioni dal nucleo al citoplasma dove ha sede la sintesi proteica. Esso consente, dunque, la formazione delle catene aminoacidiche senza l'intervento diretto del DNA. Quest'ultimo rimane pertanto nel nucleo al riparo da ogni insulto che potrebbe determinarne un cambiamento nella sequenza e che comprometterebbe la stabilità del genoma.
Allo scopo di preservare l'informazione contenuta nel genoma, esiste la possibilità per ogni elemento cellulare di rispondere adeguatamente alle singole situazioni ambientali adattando la trascrizione, e quindi la sintesi proteica, alle esigenze del momento. Inoltre, è proprio attraverso la differente produzione di mRNA che ciascuna cellula, pur presentando un genoma identico agli altri elementi cellulari di quell'organismo, acquisisce la propria specializzazione. I recettori retinici, ad esempio, per conseguire la propria funzione sensoriale, sintetizzano una grande quantità di mRNA per i fotopigmenti.
L'RNA messaggero (mRNA) viene prodotto nel nucleo cellulare sul modello di un filamento di DNA per mezzo di un enzima denominato RNA polimerasi DNA dipendente. Sempre nel nucleo, l'mRNA primitivo così costituitosi viene sottoposto ad un rimaneggiamento, detto splicing, che consiste essenzialmente nell'eliminazione di particolari sequenze, gli introni, che non posseggono una funzione codificante ma solo un probabile significato regolatore. L'mRNA maturo viene trasferito nel citoplasma e sistemato sui ribosomi dove viene letto.
Gli RNA transfer (tRNA), acidi nucleici a basso peso molecolare, possono essere definiti gli interpreti del messaggio contenuto nell'mRNA in quanto, correlando i differenti aminoacidi a specifiche sequenze nucleotidiche, permettono la traduzione dell'informazione genetica nelle proteine. Nei tRNA sono infatti riconoscibili due importanti siti: l'uno in grado di legarsi all'mRNA, l'altro ad un aminoacido.
Ogni tRNA presenta una sequenza di tre nucleotidi (anticodone) capace di riconoscere una tripletta complementare dell'mRNA (codone) allorché questa viene esposta sui ribosomi. Le molteplici possibilità di assortimento delle tre basi (34) determinano una discreta variabilità di anticodoni e quindi un elevato numero di differenti tRNA ciascuno corrispondente ad un preciso aminoacido. In realtà il numero dei possibili RNA eccede il numero di aminoacidi esistenti in natura, cosicché differenti anticodoni possono veicolare lo stesso aminoacido.
In altre parole, a diverse triplette di DNA può corrispondere il medesimo significato (degenerazione del codice genetico). Inoltre, alcuni anticodoni non hanno funzione codificante ma solo regolatrice (segnali di inizio e di stop per la sintesi proteica).
L'RNA ribosomiale (rRNA) rappresenta quella frazione di RNA sintetizzala nel nucleolo che forma lo scheletro dei ribosomi. Questi organuli citoplasmatici, addetti alla produzione delle catene polipeptidiche, si costituiscono nel citoplasma per la giustapposizione di due subunità di differenti dimensioni, dalla forma grossolanamente rotondeggiante, risultato della particolare organizzazione spaziale dell'RNA ribosomiale. Il punto di contatto tra queste due strutture costituisce il sito in cui l'mRNA viene posizionato per essere letto.
Intercalato tra le due formazioni, il filamento di acido ribonucleico risulta ben disteso e può esporre in successione le differenti triplette nucleotidiche di cui si compone, che vengono opportunamente riconosciute dai tRNA corrispondenti. I vari aminoacidi trasportati dai tRNA vengono pertanto ordinati e legati tra loro secondo le disposizioni dettate dal DNA che rimane nel nucleo.