Γιατί το DNA είναι το πιο ευνοϊκό μόριο για το γενετικό υλικό και πώς το RNA συγκρίνεται με αυτό από αυτή την άποψη

Με εξαίρεση ορισμένους ιούς, το DNA παρά το RNA φέρει τον κληρονομικό γενετικό κώδικα σε όλη τη βιολογική ζωή στη Γη. Το DNA είναι πιο ανθεκτικό και επιδιορθώνεται πιο εύκολα από το RNA. Ως αποτέλεσμα, το DNA χρησιμεύει ως ένας πιο σταθερός φορέας των γενετικών πληροφοριών που είναι απαραίτητες για την επιβίωση και την αναπαραγωγή.

Τόσο το DNA όσο και το RNA περιέχουν τη ριβόζη σακχάρου, η οποία είναι ουσιαστικά ένας δακτύλιος ατόμων άνθρακα που περιβάλλεται από οξυγόνο και υδρογόνο. Όμως, ενώ το RNA περιέχει ένα πλήρες σάκχαρο ριβόζης, το DNA περιέχει ένα σάκχαρο ριβόζης που έχει χάσει ένα οξυγόνο και ένα άτομο υδρογόνου. Διασκεδαστικό γεγονός: Αυτή η μικρή διαφορά εξηγεί τα διαφορετικά ονόματα που αποδίδονται σε RNA και DNA - ριβονουκλεϊκό οξύ έναντι δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Τα επιπλέον άτομα οξυγόνου και υδρογόνου στο RNA το αφήνουν επιρρεπές σε υδρόλυση, μια χημική αντίδραση που σπάζει αποτελεσματικά το μόριο RNA στο μισό. Υπό κανονικές κυτταρικές συνθήκες, το RNA υφίσταται υδρόλυση σχεδόν 100 φορές ταχύτερα από το DNA, γεγονός που καθιστά το DNA ένα πιο σταθερό μόριο.

Και στο DNA και στο RNA, η βασική κυτοσίνη υφίσταται συχνά μια αυθόρμητη χημική αντίδραση γνωστή ως "αποφλοίωση." Το αποτέλεσμα της αποαμίωσης είναι ότι η κυτοσίνη μετατρέπεται σε ουρακίλη, ένα άλλο νουκλεϊκό οξύ βάση. Στο RNA, το οποίο περιέχει βάσεις ουρακίλης και κυτοσίνης, οι φυσικές βάσεις ουρακίλης και βάσεις ουρακίλης που προέκυψαν από την αποαμίωση της κυτοσίνης είναι αδιάκριτες. Επομένως, το κύτταρο δεν μπορεί να "γνωρίζει" εάν η ουρακίλη πρέπει να είναι εκεί ή όχι, καθιστώντας αδύνατη την αποκατάσταση της αποαμίνωσης κυτοσίνης στο RNA. Το DNA, ωστόσο, περιέχει θυμίνη αντί για ουρακίλη. Το κύτταρο αναγνωρίζει όλες τις βάσεις ουρακίλης στο DNA ως αποτέλεσμα της αποαμίωσης κυτοσίνης και μπορεί να επιδιορθώσει το μόριο του DNA.

Η δίκλωνη φύση του DNA, σε αντίθεση με τη μονόκλωνη φύση του RNA, συμβάλλει περαιτέρω στην ευνοϊκότητα του DNA ως γενετικού υλικού. Η δομή διπλής έλικας του DNA τοποθετεί βάσεις μέσα στη δομή, προστατεύοντας τις γενετικές πληροφορίες από χημικές μεταλλαξιογόνες ουσίες - δηλαδή, από χημικές ουσίες που αντιδρούν με τις βάσεις, αλλάζοντας ενδεχομένως το γενετικό πληροφορίες. Στο μονόκλωνο RNA, από την άλλη πλευρά, οι βάσεις είναι εκτεθειμένες και πιο ευάλωτες σε αντίδραση και υποβάθμιση.

Όταν το DNA αναπαράγεται, το νέο δίκλωνο μόριο DNA περιέχει έναν γονικό κλώνο - ο οποίος χρησιμεύει ως πρότυπο για αντιγραφή - και έναν θυγατρικό κλώνο του πρόσφατα συντεθειμένου DNA. Εάν υπάρχει αναντιστοιχία βάσης μεταξύ των κλώνων, όπως συμβαίνει συχνά μετά την αντιγραφή, το κελί μπορεί να αναγνωρίσει το σωστό ζεύγος βάσεων από τον γονικό κλώνο DNA και να το επισκευάσει αναλόγως. Για παράδειγμα, εάν σε μία θέση νουκλεοτιδίων ο γονικός κλώνος περιέχει θυμίνη και την κόρη κλώνουν μια κυτοσίνη, το κελί "γνωρίζει" για να διορθώσει την αναντιστοιχία ακολουθώντας τις οδηγίες του γονέα νήμα. Ως εκ τούτου, το κύτταρο θα αντικαταστήσει την κυτοσίνη του θυγατρικού κλώνου με αδενοσίνη. Δεδομένου ότι το RNA είναι μονόκλωνο, δεν μπορεί να επιδιορθωθεί με αυτόν τον τρόπο.