Miksi DNA on geneettisen materiaalin suotuisin molekyyli ja miten RNA vertaa sitä tässä suhteessa

Tiettyjä viruksia lukuun ottamatta DNA: lla eikä RNA: lla on perinnöllinen geneettinen koodi kaikessa maapallon biologisessa elämässä. DNA on sekä joustavampi että helpommin korjattavissa kuin RNA. Tämän seurauksena DNA toimii vakaampana kantajana geneettiselle informaatiolle, joka on välttämätöntä selviytymisen ja lisääntymisen kannalta.

Sekä DNA että RNA sisältävät sokeririboosin, joka on olennaisesti hiiliatomirengas, jota ympäröi happi ja vety. Mutta vaikka RNA sisältää täydellisen riboosisokerin, DNA sisältää riboosisokerin, joka on menettänyt yhden happi- ja yhden vetyatomin. Hauska tosiasia: Tämä pieni ero selittää RNA: lle ja DNA: lle osoitetut eri nimet - ribonukleiinihappo verrattuna deoksiribonukleiinihappoon. RNA: n ylimääräiset happi- ja vetyatomit jättävät sen alttiiksi hydrolyysille, kemialliselle reaktiolle, joka hajottaa RNA-molekyylin tehokkaasti kahtia. Normaaleissa soluolosuhteissa RNA hydrolysoituu melkein 100 kertaa nopeammin kuin DNA, mikä tekee DNA: sta vakaamman molekyylin.

Sekä DNA: ssa että RNA: ssa emäsytosiini käy usein läpi spontaanin kemiallisen reaktion, joka tunnetaan nimellä "deaktivointi". Deaminaation tulos on, että sytosiini muuttuu urasiiliksi, toiseksi nukleiinihapoksi pohja. RNA: ssa, joka sisältää sekä urasiili- että sytosiiniemäksiä, luonnolliset urasiiliemäkset ja urasiiliemäkset, jotka johtuvat sytosiinin deaminoinnista, eivät ole erotettavissa. Siksi solu ei voi "tietää" onko urasiilin oltava siellä vai ei, mikä tekee mahdottomaksi korjata sytosiinin deaminaatiota RNA: ssa. DNA sisältää kuitenkin tymiinia urasiilin sijasta. Solu tunnistaa kaikki urasiiliemäkset DNA: ssa sytosiinin deaminaation tuloksena ja voi korjata DNA-molekyylin.

DNA: n kaksijuosteinen luonne, toisin kuin RNA: n yksijuosteinen luonne, edistää edelleen DNA: n suosiota geneettisenä materiaalina. DNA: n kaksoiskierrerakenne sijoittaa emäkset rakenteen sisään ja suojaa geneettistä tietoa kemialliset mutageenit - eli kemikaaleista, jotka reagoivat emästen kanssa ja mahdollisesti muuttavat geneettistä tiedot. Yksisäikeisessä RNA: ssa toisaalta emäkset ovat alttiina ja alttiimpia reaktioille ja hajoamisille.

Kun DNA replikoituu, uusi kaksijuosteinen DNA-molekyyli sisältää yhden vanhemman juosteen - joka toimii replikaation templaattina - ja yhden vasta syntetisoidun DNA: n tytärnauhan. Jos säikeiden välillä on emästen epäsuhta, kuten usein tapahtuu replikaation jälkeen, solu voi tunnistaa oikean emäsparin emo-DNA-juosteesta ja korjata sen vastaavasti. Esimerkiksi, jos yhdessä nukleotidiasemassa vanhemmassa juosteessa on tymiini ja tytär säie sytosiini, solu "tietää" korjaamaan epäsuhta seuraamalla vanhemman ohjeita säie. Siksi solu korvaa tytärjuosteen sytosiinin adenosiinilla. Koska RNA on yksijuosteinen, sitä ei voida korjata tällä tavalla.