Дезоксирибонуклеинова киселина и рибонуклеиновата киселина - ДНК и РНК - са тясно свързани молекули, които участват в предаването и изразяването на генетична информация. Въпреки че са доста сходни, лесно е да се сравняват и контрастират ДНК и РНК благодарение на техните специфични и различни функции.
И двете се състоят от молекулни вериги, съдържащи редуващи се единици захар и фосфат. Азотсъдържащите молекули, наречени нуклеотидни основи, увисват всяка захарна единица. Различните захарни единици в ДНК и РНК са отговорни за разликите между двете биохимикали.
Физическа структура на РНК и ДНК
Рибозата, захарта на РНК, има пръстенна структура, подредена като пет въглеродни атома и един кислороден атом. Всеки въглерод се свързва с водороден атом и хидроксилна група, която е молекула от един кислород и един водороден атом. Деоксирибозата е идентична с рибозата на РНК, с изключение на това, че един въглерод се свързва с водороден атом вместо хидроксилна група.
Тази една разлика означава, че две вериги на ДНК могат да образуват структура с двойна спирала, докато РНК остава като единична верига. ДНК структурата с нейната двойна спирала е много стабилна, което й дава способността да кодира информация за дълго време и да действа като органичен генетичен материал.
РНК, от друга страна, не е толкова стабилна в своята единична верига, поради което ДНК е избрана еволюционно над РНК, колкото генетичната информация на живота. Клетката създава РНК при необходимост по време на процеса на транскрипция, но ДНК се самовъзпроизвежда.
Нуклеотидни бази
Всяка захарна единица в ДНК и РНК се свързва с една от четирите нуклеотидни основи. И ДНК, и РНК използват основите A, C и G. Въпреки това, ДНК използва основата Т, докато РНК използва основата U вместо това. Последователността на основите по веригите на ДНК и РНК е генетичният код, който казва на клетката как да произвежда протеини.
В ДНК основите на всяка верига се свързват с основите на другата верига, образувайки структурата на двойната спирала. В ДНК A могат да се свързват само с T, а C могат да се свързват само с G. Структурата на ДНК спирала се запазва в белтъчно-РНК пашкул, наречен хромозома.
Роли в транскрипцията
Клетката произвежда протеин, като транскрибира ДНК в РНК и след това транслира РНК в протеини. По време на транскрипцията част от молекулата на ДНК, наречена ген, е изложена на ензими, които събират РНК вериги съгласно правилата за свързване на нуклеотид-база.
Единствената разлика е, че основите на ДНК А се свързват с основите на РНК U. Ензимът РНК полимераза отчита всяка ДНК база в ген и добавя комплементарната РНК база към нарастващата РНК верига. По този начин генетичната информация на ДНК се предава на РНК.
Други разлики с ДНК и РНК молекули
Клетката използва и втори тип РНК, за да направи рибозоми, които са малки фабрики за производство на протеини. Трети тип РНК помага за прехвърляне на аминокиселини към нарастващите протеинови нишки. ДНК не играе никаква роля в транслацията.
Допълнителните хидроксилни групи на РНК я правят по-реактивна молекула, която е по-малко стабилна при алкални условия от ДНК. Плътната структура на двойната спирала на ДНК я прави по-малко уязвима към ензимното действие, но РНК е по-устойчива на ултравиолетовите лъчи.
Друга разлика между двете молекули е местоположението им в клетката. При еукариотите ДНК се намира само в затворените органели. По-голямата част от клетъчната ДНК се намира затворена в ядрото, докато клетката се раздели и ядрената обвивка се разпадне. Можете също така да намерите ДНК в митохондриите и хлоропластите (и двете от които също са свързани с мембрана органели).
РНК обаче се намира в цялата клетка. Той може да бъде намерен вътре в ядрото, свободно плаващ в цитоплазмата, както и в органели като ендоплазмения ретикулум.