核酸の三次構造
機能的なRNAは多くの場合、ふらふらとした直鎖ではなく、フォールディングした安定な三次元的形状を有する分子である。カチオンは、RNAの三次構造の熱力学的な安定化に必須である。RNAに結合する金属カチオンは、1価、2価、そして3価の場合もある。カリウム(K)は、RNAに結合する最も一般的な1価イオンである。RNAに結合する一般的な2価イオンは、マグネシウム(Mg)である。ナトリウム(Na)、カルシウム(Ca)、マンガン(Mn)など他のイオンもin vivoとin vitroでRNAに結合することが判明している。スペルミジンやスペルミンといった多価有機カチオンも細胞内に存在し、RNAのフォールディングに重要な寄与をしている。コバルトヘキサミンや、テルビウム(Tb)などのランタノイドイオンのような3価イオンは、RNAへの金属の結合を研究する有用な実験的ツールである。
金属イオンは複数の方法でRNAと相互作用する。あるイオンはRNAの主鎖と散在的な結合を行い、静電的相互作用を遮蔽する。この電荷遮蔽は多くの場合1価イオンによって行われる。一方、特定の部位に結合するイオンは、RNAの三次構造の特定のエレメントの安定化を行う。