Dezoxiribonukleinsav és a ribonukleinsav - a DNS és az RNS - szorosan rokon molekulák, amelyek részt vesznek a genetikai információk továbbításában és kifejezésében. Bár meglehetősen hasonlóak, a DNS-t és az RNS-t is könnyű összehasonlítani és összehasonlítani a specifikus és eltérő funkcióiknak köszönhetően.
Mindkettő molekuláris láncokból áll, amelyek váltakozó egységekben tartalmaznak cukrot és foszfátot. A nitrogéntartalmú molekulák, az úgynevezett nukleotidbázisok, minden cukoregységről lógnak. A DNS és az RNS különböző cukoregységei felelősek a két biokémiai anyag különbségéért.
Fizikai RNS és DNS szerkezete
Az RNS cukorának, a ribóznak öt szénatomként és egy oxigénatomként elrendezett gyűrűszerkezete van. Mindegyik szén kötődik egy hidrogénatomhoz és egy hidroxilcsoporthoz, amely egy oxigén- és egy hidrogénatom molekula. A dezoxiribóz azonos az RNS-ribózzal, azzal a különbséggel, hogy az egyik szénatom a hidroxilcsoport helyett hidrogénatomhoz kötődik.
Ez az egyetlen különbség azt jelenti, hogy a DNS két szála kettős hélix szerkezetet képezhet, míg az RNS egyetlen szálként marad. A kettős spiráljával rendelkező DNS-szerkezet nagyon stabil, ami lehetővé teszi az információk hosszú ideig történő kódolását és szervezeti genetikai anyagként való működését.
Az RNS viszont nem annyira stabil egyszálú formájában, ezért választották a DNS-t evolúciósan az RNS helyett az élet genetikai információjaként. A sejt az átírási folyamat során szükség szerint létrehoz RNS-t, de a DNS önreplikál.
Nukleotidbázisok
A DNS-ben és az RNS-ben található minden cukoregység a négy nukleotidbázis egyikéhez kötődik. Mind a DNS, mind az RNS az A, C és G bázisokat használja. A DNS azonban a T bázist használja, míg az RNS az U bázist használja. A DNS és az RNS szálai mentén a bázisok szekvenciája az a genetikai kód, amely megmondja a sejtnek, hogyan kell fehérjéket előállítani.
A DNS-ben az egyes szálak bázisai a másik szál bázisaihoz kötődnek, és így a kettős spirál szerkezetet alkotják. A DNS-ben az A-k csak a T-hez, a C-k pedig csak a G-hez képesek kötődni. A DNS-spirál szerkezete megmarad egy kromoszómának nevezett fehérje-RNS gubóban.
Szerepek az átírásban
A sejt a fehérjét úgy állítja elő, hogy átírja a DNS-t RNS-be, majd az RNS-t fehérjévé alakítja. A transzkripció során a DNS-molekula egy részét, az úgynevezett gént, olyan enzimeknek teszik ki, amelyek az RNS-szálakat a nukleotid-bázis kötési szabályok szerint állítják össze.
Az egyetlen különbség az, hogy a DNS A bázisok kötődnek az RNS U bázisokhoz. Az RNS-polimeráz enzim leolvassa az egyes DNS-bázisokat egy génben, és hozzáadja a komplementer RNS-bázist a növekvő RNS-szálhoz. Ily módon a DNS genetikai információi átkerülnek az RNS-be.
Egyéb különbségek a DNS és RNS molekulákkal
A sejt egy második típusú RNS-t is felhasznál riboszómák, amelyek apró fehérjetermelő gyárak. Az RNS harmadik típusa segíti az aminosavak átvitelét a növekvő fehérje szálakba. A DNS nem játszik szerepet a fordításban.
Az RNS extra hidroxilcsoportjai reaktívabb molekulává teszik, amely lúgos körülmények között kevésbé stabil, mint a DNS. A DNS kettős spirál szoros szerkezete miatt kevésbé sérülékeny az enzimhatásokkal szemben, de az RNS jobban ellenáll az ultraibolya sugaraknak.
Egy másik különbség a két molekula között a sejtben való elhelyezkedésük. Az eukariótákban a DNS csak zárt organellákban található meg. A sejt DNS-jének többsége a magban bezárva található, amíg a sejt fel nem oszlik, és a sejtburok lebomlik. DNS-t is találhat a mitokondriumokban és a kloroplasztokban (mindkettő szintén membránhoz kötött organellum).
Az RNS azonban az egész sejtben megtalálható. Megtalálható a mag belsejében, szabadon lebeg a citoplazmában, valamint az organellákban, például az endoplazmatikus retikulumban.