Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ και ριβονουκλεϊκό οξύ - DNA και RNA - είναι στενά συνδεδεμένα μόρια που συμμετέχουν στη μετάδοση και την έκφραση γενετικών πληροφοριών. Ενώ είναι αρκετά παρόμοια, είναι επίσης εύκολο να συγκρίνουμε και να αντιπαραβάλλουμε το DNA και το RNA χάρη στις συγκεκριμένες και διαφορετικές λειτουργίες τους.
Και οι δύο αποτελούνται από μοριακές αλυσίδες που περιέχουν εναλλασσόμενες μονάδες σακχάρου και φωσφορικού. Μόρια που περιέχουν άζωτο, που ονομάζονται βάσεις νουκλεοτιδίων, κρεμούν κάθε μονάδα σακχάρου. Οι διαφορετικές μονάδες σακχάρου στο DNA και το RNA ευθύνονται για τις διαφορές μεταξύ των δύο βιοχημικών.
Φυσική δομή RNA και DNA
Η ριβόζη, το σάκχαρο του RNA, έχει δομή δακτυλίου διατεταγμένη ως πέντε άτομα άνθρακα και ένα άτομο οξυγόνου. Κάθε άνθρακας συνδέεται με ένα άτομο υδρογόνου και μια ομάδα υδροξυλίου, η οποία είναι ένα μόριο ενός οξυγόνου και ενός ατόμου υδρογόνου. Η δεοξυριβόζη είναι ταυτόσημη με την ριβόζη του RNA εκτός του ότι ένας άνθρακας συνδέεται με ένα άτομο υδρογόνου αντί για μια ομάδα υδροξυλίου.
Αυτή η διαφορά σημαίνει ότι δύο κλώνοι του DNA μπορούν να σχηματίσουν μια δομή διπλής έλικας ενώ το RNA παραμένει ως ένας κλώνος. Η δομή του DNA με τη διπλή έλικα της είναι πολύ σταθερή, η οποία της δίνει τη δυνατότητα να κωδικοποιεί πληροφορίες για μεγάλο χρονικό διάστημα και να ενεργεί ως οργανικό γενετικό υλικό.
Το RNA, από την άλλη πλευρά, δεν είναι τόσο σταθερό στη μορφή του ενός κλώνου, γι 'αυτό το DNA επιλέχθηκε εξελικτικά έναντι του RNA ως γενετικές πληροφορίες της ζωής. Το κύτταρο δημιουργεί RNA όπως απαιτείται κατά τη διαδικασία της μεταγραφής, αλλά το DNA αυτοαναδιπλασιάζεται.
Βάσεις νουκλεοτιδίων
Κάθε μονάδα σακχάρου σε DNA και RNA συνδέεται με μία από τις τέσσερις βάσεις νουκλεοτιδίων. Τόσο το DNA όσο και το RNA χρησιμοποιούν τις βάσεις A, C και G. Ωστόσο, το DNA χρησιμοποιεί τη βάση Τ ενώ το RNA χρησιμοποιεί τη βάση U αντ 'αυτού. Η ακολουθία των βάσεων κατά μήκος των κλώνων του DNA και του RNA είναι ο γενετικός κώδικας που λέει στο κύτταρο πώς να παράγει πρωτεΐνες.
Στο DNA, οι βάσεις κάθε κλώνου συνδέονται με τις βάσεις στον άλλο κλώνο, σχηματίζοντας τη δομή της διπλής έλικας. Στο DNA, το A's μπορεί να δεσμευτεί μόνο στο T και το C μπορεί να δεσμευτεί μόνο στο G's. Η δομή μιας έλικας DNA διατηρείται σε ένα κουκούλι πρωτεΐνης-RNA που ονομάζεται χρωμόσωμα.
Ρόλοι στη μεταγραφή
Το κύτταρο παράγει πρωτεΐνη μεταγράφοντας DNA σε RNA και μετά μεταφράζοντας το RNA σε πρωτεΐνες. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, ένα τμήμα του μορίου DNA, που ονομάζεται γονίδιο, εκτίθεται σε ένζυμα που συγκροτούν κλώνους RNA σύμφωνα με τους κανόνες σύνδεσης νουκλεοτιδίων-βάσης.
Η μόνη διαφορά είναι ότι οι βάσεις DNA Α συνδέονται με βάσεις RNA U. Το ένζυμο RNA πολυμεράση διαβάζει κάθε βάση DNA σε ένα γονίδιο και προσθέτει τη συμπληρωματική βάση RNA στον αναπτυσσόμενο κλώνο RNA. Με αυτόν τον τρόπο, οι γενετικές πληροφορίες του DNA μεταδίδονται στο RNA.
Άλλες διαφορές με μόρια DNA και RNA
Το κελί χρησιμοποιεί επίσης έναν δεύτερο τύπο RNA για να φτιάξει ριβοσώματα, που είναι μικροσκοπικά εργοστάσια παραγωγής πρωτεϊνών. Ένας τρίτος τύπος RNA βοηθά στη μεταφορά αμινοξέων σε αναπτυσσόμενους πρωτεϊνικούς κλώνους. Το DNA δεν παίζει ρόλο στη μετάφραση.
Οι επιπλέον υδροξυλομάδες του RNA το καθιστούν ένα πιο αντιδραστικό μόριο που είναι λιγότερο σταθερό σε αλκαλικές συνθήκες από το DNA. Η σφιχτή δομή μιας διπλής έλικας DNA το καθιστά λιγότερο ευάλωτο στη δράση των ενζύμων, αλλά το RNA είναι πιο ανθεκτικό στις υπεριώδεις ακτίνες.
Μια άλλη διαφορά μεταξύ των δύο μορίων είναι η θέση τους στο κύτταρο. Στα ευκαρυωτικά, το DNA βρίσκεται μόνο σε κλειστά οργανίδια. Η πλειονότητα του DNA του κυττάρου βρίσκεται εγκλεισμένη στον πυρήνα έως ότου το κύτταρο διαιρεθεί και ο πυρηνικός φάκελος διαλύεται. Μπορείτε επίσης να βρείτε DNA μέσα στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες (και τα δύο είναι επίσης οργανικά μεμβράνη).
Ωστόσο, το RNA βρίσκεται σε ολόκληρο το κύτταρο. Μπορεί να βρεθεί μέσα στον πυρήνα, να κυμαίνεται ελεύθερα στο κυτόπλασμα καθώς και σε οργανίδια όπως το ενδοπλασματικό δίκτυο.