DNA vs RNA: Hvad er ligheder og forskelle? (med diagram)

Deoxyribonukleinsyre (DNA) og ribonukleinsyre (RNA) er de to nukleinsyrer, der findes i naturen. Nukleinsyrer repræsenterer igen et af de fire "livsmolekyler" eller biomolekyler. De andre er proteiner, kulhydrater og lipider. Nukleinsyrer er de eneste biomolekyler, der ikke kan metaboliseres for at generere Adenosintrifosfat (ATP, "energivalutaen" for celler).

DNA og RNA bærer begge kemisk information i form af en næsten identisk og logisk ligetil genetisk kode. DNA er ophavsmand af meddelelsen og de midler, hvormed den videreformidles til efterfølgende generationer af celler og hele organismer. RNA er transportør af beskeden fra instruktionsgiveren til samlebåndsarbejderne.

Mens DNA er direkte ansvarlig for messenger RNA (mRNA) syntese i processen kaldet transkription, afhænger DNA også af, at RNA fungerer korrekt for at formidle dets instruktioner til ribosomer i cellerne. Nukleinsyrerne DNA og RNA kan derfor siges at have udviklet en indbyrdes afhængighed med hver lige så vigtig for livets mission.

Nukleinsyrer er lange polymerer, der består af individuelle elementer kaldet nukleotider. Hvert nukleotid består af tre individuelle elementer: en til tre fosfatgrupper, a ribose sukker og en af ​​fire mulige nitrogenholdige baser.

I prokaryoter, som mangler en cellekerne, findes både DNA og RNA frit i cytoplasmaet. I eukaryoter, som har en cellekerne og også har en række specialiserede organeller, DNA findes hovedsageligt i kernen. Men det kan også findes i mitokondrier og i planter inde i kloroplaster.

Eukaryot RNA findes i mellemtiden i kernen og i cytoplasmaet.

EN nukleotid er den monomere enhed af en nukleinsyre ud over at have andre cellulære funktioner. Et nukleotid består af en fem-kulstof (pentose) sukker i et fematommers indvendigt ringformat, en til tre fosfatgrupper og en nitrogenholdig base.

I DNA er der fire mulige baser: adenin (A) og guanin (G), som er puriner, og cytosin (C) og thymin (T), som er pyrimidiner. RNA indeholder også A, G og C, men erstatninger uracil (U) for thymin.

I nukleinsyrer har nukleotiderne alle en fosfatgruppe, der deles med det næste nukleotid i nukleinsyrekæden. Gratis nukleotider kan dog have mere.

Berømt deltager adenosindiphosphat (ADP) og adenosintrifosfat (ATP) i utallige metaboliske reaktioner i din egen krop hvert sekund.

Som bemærket, mens DNA og RNA hver indeholder to purine nitrogenholdige baser og to pyrimidin nitrogenholdige baser, og indeholder de samme purine baser (A og G) og en af ​​de samme pyrimidinbaser (C), de adskiller sig ved, at DNA har T som sin anden pyrimidinbase, mens RNA har U hvert sted T vil forekomme i DNA.

Puriner er større end pyrimidiner, da de indeholder to forbundne nitrogenholdige ringe til en i pyrimidiner. Dette har konsekvenser for den fysiske form, hvor DNA findes i naturen: det er dobbeltstrengetog specifikt er en dobbelt helix. Trådene er forbundet med pyrimidin- og purinbaserne på tilstødende nukleotider; hvis to puriner eller to pyrimidiner blev samlet, ville afstanden være henholdsvis for stor eller to små.

RNA er derimod enkeltstrenget.

Ribosesukkeret i DNA er deoxyribose hvorimod det i RNA er ribose. Deoxyribose er identisk med ribose bortset fra at hydroxyl (-OH) gruppen i 2-carbon position er blevet erstattet af et hydrogenatom.

Som bemærket skal purinbaser i nukleinsyrer binde til pyrimidinbaser for at danne et stabilt dobbeltstrenget (og i sidste ende dobbelt-spiralformet) molekyle. Men det er faktisk mere specifikt end det. Purinen A binder til og kun til pyrimidinen T (eller U), og purinen G binder til og kun til pyrimidinen C.

Dette betyder, at når du kender basesekvensen for en streng af DNA, kan du bestemme den nøjagtige basesekvens for dens komplementær (partner) streng. Tænk på komplementære tråde som omvendte eller fotografiske negativer af hinanden.

For eksempel, hvis du har en streng af DNA med basesekvensen ATTGCCATATG, kan du udlede, at den tilsvarende komplementære DNA-streng skal have basesekvensen TAACGGTATAC.

RNA-tråde er en enkelt streng, men de kommer i forskellige former i modsætning til DNA. I tillæg til mRNA, de to andre hovedtyper af RNA er ribosomalt RNA (rRNA) og overføre RNA (tRNA).

DNA og RNA indeholder begge genetisk information. Faktisk indeholder mRNA de samme oplysninger som DNA'et, hvorfra det blev fremstillet under transkription, men i en anden kemisk form.

Når DNA bruges som en skabelon til fremstilling af mRNA under transkription i kernen af ​​a eukaryot celle, det syntetiserer en streng, der er RNA-analogen af ​​den komplementære DNA-streng. Med andre ord indeholder den ribose snarere end deoxyribose, og hvor T ville være til stede i DNA, er U til stede i stedet.

I løbet af transkriptionoprettes et produkt med relativt begrænset længde. Denne mRNA-streng indeholder normalt den genetiske information for et enkelt unikt proteinprodukt.

Hver strimmel med tre på hinanden følgende baser i mRNA kan variere på 64 forskellige måder, resultatet af fire forskellige baser på hvert sted hævet til den tredje magt for at tage højde for alle tre pletter. Når det sker, kodes hver af de 20 aminosyrer, hvorfra celler bygger proteiner, af en sådan triade af mRNA-baser, kaldet en triplet codon.

Efter at mRNA er syntetiseret af DNA under transkription, bevæger det nye molekyle sig fra kernen til cytoplasmaet og passerer gennem kernemembranen gennem en kernepore. Derefter forbinder det kræfter med et ribosom, der bare kommer sammen fra sine to underenheder, en stor og en lille.

Ribosomer er stedet for oversættelseeller brugen af ​​informationen i mRNA til fremstilling af det tilsvarende protein.

Når mRNA-strengen "lægger til" på ribosomet, under translation, sendes aminosyren svarende til de tre eksponerede nukleotidbaser - det vil sige tripletkodonen - ind i regionen ved hjælp af tRNA. Der findes en undertype af tRNA for hver af de 20 aminosyrer, hvilket gør denne transportproces mere ordnet.

Efter at den rigtige aminosyre er bundet til ribosomet, flyttes det hurtigt til et nærliggende ribosomalt sted, hvor polypeptid, eller den voksende kæde af aminosyrer forud for ankomsten af ​​hver ny tilsætning, er ved at blive afsluttet.

Ribosomer i sig selv består af en nogenlunde lige blanding af proteiner og rRNA. De to underenheder findes som separate enheder undtagen når de aktivt syntetiserer proteiner.

DNA-molekyler er betydeligt længere end RNA-molekyler; faktisk, et enkelt DNA-molekyle udgør det genetiske materiale i et helt kromosom, der tegner sig for tusinder af gener. Det faktum, at de overhovedet er adskilt i kromosomer, er et bevis på deres sammenlignende masse.

Selvom RNA har en mere ydmyg profil, er den faktisk den mere forskelligartede af de to molekyler fra et funktionelt synspunkt. Ud over at komme i tRNA-, mRNA- og rRNA-former kan RNA også fungere som en katalysator (forstærker af reaktioner) i nogle situationer, såsom under proteinoversættelse.