Det finns tre viktiga makromolekyler i alla arter av liv. Ribonukleinsyra (RNA) är en av dessa tre, och RNA har den fantastiska förmågan som en enkelsträngad molekyl att anta tredimensionella former med hjälp av den multipla vätebindningen som bildar dess sekundära strukturella byggnadsställningar. De andra två väsentliga makromolekylerna är deoxiribonukleinsyra (DNA) och proteiner; av dessa två har RNA många likheter med proteiner i funktion och likheter med DNA i kemisk struktur. Det finns dubbelsträngat RNA också, men de är sällsynta. Enkelsträngat RNA katalyserar biologiska reaktioner, är en mottagare och sändare för cellulära signaler och hjälper till att kontrollera genuttryck.
Från och med 2011 har enkelsträngat RNA varit föremål för sju Nobelpriser. Mycket forskning mellan priserna gjorde upptäckter av RNA:s uppgifter, vilket ledde till betydande framsteg inom biologiska och medicinska vetenskaper. Enkelsträngat RNA hittades 1868, men felaktigt karakteriserat, och det var inte förrän 1959 som det fick fokus för en Nobel, när Ochoa och Kornberg fick Nobelpriset i medicin efter att ha syntetiserat RNA i ett labb genom användning av ett enzym – igen felkaraktäriserad; det var inte en sann syntes utan ett nedbrytningsförfarande. På 1960- och 1970-talen delades ytterligare två priser ut för upptäckter att enkelsträngat RNA inte bara kunde bära genetisk information utan också fungerar som en katalysator för biologiska reaktioner och för upptäckten att retrovirus via enzymer kunde replikera RNA till DNA, vilket gör denna typ av replikering en tvåvägsgata. Under 1980-talet fram till 2006 delades ytterligare fyra priser ut för upptäckter inom RNA-skarvning, fler katalyserande funktioner, mikroRNA-funktioner och RNA-transkription.
Enkelsträngat RNA är instrumentellt i proteinsyntes; när proteiner bildas i ribosomer är det budbärar-RNA (mRNA) som styr sammansättningen och tillsammans med transfer-RNA (tRNA) levererar åtföljande aminosyror för att binda och bilda proteinerna. De ribosomala fabrikerna av proteiner får genetisk information från mRNA och de 80 nukleotiderna i tRNA är avgörande för översättningen av aminosyror till de nybildade proteinerna. Med användning av DNA som mall, transkriberar ett enzym känt som RNA-polymeras RNA för nya strängar av enkelsträngat RNA. Samma enzym använder mallar av RNA när RNA-virus som poliovirus försöker replikera sitt virusmaterial. Det finns en metod för att mäta och screena för enkelsträngad RNA-funktion som är viktig för att förstå bindningen mellan RNA och proteiner. Nukleotidanaloginterferenskartläggning (NAIM) upptäcker identiteten för särskilda RNA-molekyler som binder till proteiner mindre bra än bindningarna av vildtyps-RNA, för att bättre förstå det förmedlande bindningsbeteendet med proteiner.
Eftersom RNA bär genetisk information innehåller RNA-virus replikationer av RNA i deras genom såväl som en mängd olika proteiner som kodas av det genomet. Vissa proteiner skyddar detta virala genom när det översätter sig självt till en ny cellvärd. Dessa virus med inhemska RNA-replikationer omvänt transkriberar DNA och bildar nytt enkelsträngat RNA som sprider virus vidare. Det finns fyra grupper av RNA-virus som sprider mässling, påssjuka, rabies, influensa, gula febern och hästencefalit bland en mängd andra sjukdomar, och varje grupp har sin egen metod för att replikera ett virusgenom.
Det är känt att rhinovirus, inklusive förkylning, är enkelsträngat RNA som replikerar i cytoplasman i en cell genom att bearbeta ett viralt proteas som resulterar i frisättning av proteiner infekterade av ett virus. Enkelsträngat RNA är också kopplat till en typ av inflammation som kan vara ansvarig för fosterhjärtfibros som kan leda till hjärtblockering på ett sätt som en autoimmun reaktion, vilket leder till medfödda hjärtfel. Det finns upptäckter om RNA, men som kan använda RNA för att tysta gener i kroppen som kan orsaka sjukdom. Att veta att det finns små delar av RNA som stör proteintillverkningen tror vissa en dag att enkelsträngat RNA kommer att leverera läkemedel direkt till proteiner.