Deoksüribonukleiinhape ja ribonukleiinhape - DNA ja RNA - on tihedalt seotud molekulid, mis osalevad geneetilise teabe edastamisel ja avaldamisel. Kuigi need on üsna sarnased, on ka DNA-d ja RNA-sid tänu nende spetsiifilistele ja erinevatele funktsioonidele lihtne võrrelda ja vastandada.
Mõlemad koosnevad molekulaarsetest ahelatest, mis sisaldavad vaheldumisi suhkrut ja fosfaati. Lämmastikku sisaldavad molekulid, mida nimetatakse nukleotiidalusteks, ripuvad iga suhkruühiku küljes. DNA ja RNA erinevad suhkruühikud vastutavad kahe biokeemilise aine erinevuste eest.
Füüsiline RNA ja DNA struktuur
RNA suhkrul oleval riboosil on tsükli struktuur, mis on paigutatud viieks süsinikuaatomiks ja üheks hapnikuaatomiks. Iga süsinik seondub vesinikuaatomi ja hüdroksüülrühmaga, mis on ühe hapniku ja ühe vesiniku aatomi molekul. Deoksüribiroos on identne RNA riboosiga, välja arvatud see, et üks süsinik seondub hüdroksüülrühma asemel vesiniku aatomiga.
See üks erinevus tähendab, et kaks DNA ahelat võivad moodustada topeltheliksi struktuuri, samas kui RNA jääb ühe ahelana. Kahekordse spiraaliga DNA struktuur on väga stabiilne, mis annab talle võimaluse pikka aega teavet kodeerida ja toimida organismi geneetilise materjalina.
RNA seevastu ei ole oma üheahelalises vormis nii stabiilne, mistõttu valiti DNA geneetiliseks informatsiooniks RNA asemel evolutsiooniliselt. Rakk loob transkriptsiooniprotsessi käigus RNA vastavalt vajadusele, kuid DNA paljuneb iseenesest.
Nukleotiidide alused
Iga DNA ja RNA suhkruühik seondub ühe neljast nukleotiidalusest. Nii DNA kui RNA kasutavad aluseid A, C ja G. Kuid DNA kasutab alust T, samas kui RNA kasutab selle asemel alust U. Aluste järjestus piki DNA ja RNA ahelaid on geneetiline kood, mis annab rakule teada, kuidas valke valmistada.
DNA-s seonduvad iga ahela alused teise ahela alustega, moodustades kaksikheeliksi struktuuri. DNA-s saavad A-d seonduda ainult T-dega ja C-d ainult G-dega. DNA spiraali struktuur on säilinud valgu-RNA kookonis, mida nimetatakse kromosoomiks.
Rollid transkriptsioonis
Rakk toodab valku, transkribeerides DNA RNA-le ja seejärel translates RNA valkudeks. Transkriptsiooni ajal puutub DNA molekuli osa, mida nimetatakse geeniks, ensüümidele, mis koguvad RNA ahelaid vastavalt nukleotiidi-alusega seondumise reeglitele.
Üks erinevus on see, et DNA A alused seonduvad RNA U alustega. Ensüüm RNA polümeraas loeb iga geeni DNA aluse ja lisab kasvavale RNA ahelale komplementaarse RNA aluse. Sel viisil edastatakse DNA geneetiline teave RNA-le.
Muud erinevused DNA ja RNA molekulidega
Rakk kasutab valmistamiseks ka teist tüüpi RNA-d ribosoomid, mis on pisikesed valku tootvad tehased. Kolmas RNA tüüp aitab aminohappeid üle kanda valgu ahelatesse. DNA ei mängi tõlkimisel mingit rolli.
RNA ekstra hüdroksüülrühmad muudavad selle reaktiivsemaks molekuliks, mis on leeliselistes tingimustes vähem stabiilne kui DNA. DNA topeltheeliksi tihe struktuur muudab selle ensüümi toime suhtes vähem haavatavaks, kuid RNA on ultraviolettkiirte suhtes vastupidavam.
Teine erinevus kahe molekuli vahel on nende asukoht rakus. Eukarüootides leidub DNA-d ainult suletud organellides. Enamik raku DNA-st leitakse tuumas suletuna, kuni rakk jaguneb ja tuumaümbris laguneb. DNA võib leida ka mitokondritest ja kloroplastidest (mõlemad on samuti membraaniga seotud organellid).
RNA-d leidub aga kogu rakus. Seda võib leida nii tuuma sees, vabalt hõljuvana tsütoplasmas kui ka selliste organellide sees nagu endoplasmaatiline retikulum.