Acido ribonucleico (RNA) e acido desossiribonucleico (DNA) sono molecole in grado di codificare informazioni che regolano la sintesi delle proteine da parte delle cellule viventi. Il DNA contiene le informazioni genetiche tramandate da una generazione all'altra. L'RNA ha diverse funzioni, tra cui la formazione delle fabbriche proteiche della cellula, o ribosomi, e la trasmissione di copie di informazioni sul DNA ai ribosomi. DNA e RNA differiscono per il loro contenuto di zuccheri, il loro contenuto di basi azotate e la loro struttura tridimensionale.
Zuccheri
Sia il DNA che l'RNA contengono una spina dorsale di unità ripetute di zucchero e fosfato. Lo zucchero che si trova nell'RNA è il ribosio, un anello a cinque atomi di carbonio con la formula C5H10O5. Un gruppo ossidrile, o OH, pende da quattro dei cinque carboni ribosio, mentre un ossigeno a doppio legame si lega al carbonio rimanente. Lo zucchero del DNA, il desossiribosio, è simile al ribosio, tranne per il fatto che un gruppo ossidrile è posto da un atomo di idrogeno, dando una formula di C5H10O4. Nel DNA e nell'RNA, gli atomi di carbonio sono numerati da 1' a 5'. Una base azotata si lega al carbonio 1', mentre i gruppi fosfato si legano ai carboni 2' e 5'.
nucleobasi
Una base azotata è una molecola a uno o due anelli contenente azoto. Una delle quattro diverse basi azotate pende da ogni molecola di zucchero in un acido nucleico. Sia il DNA che l'RNA utilizzano le basi azotate citosina, guanina e adenina. Tuttavia, il quarto nucleobase del DNA è la timina, mentre l'RNA utilizza invece l'uracile. La sequenza delle basi lungo determinate sezioni di un acido nucleico, note come geni, controlla il contenuto delle proteine prodotte dalla cellula. Ogni tripletta di basi azotate si traduce in un particolare amminoacido, che è l'elemento costitutivo delle proteine.
Struttura generale
Sebbene esistano eccezioni, il DNA è solitamente una molecola a doppio filamento e l'RNA è solitamente a filamento singolo. I due filamenti di DNA formano la famosa struttura a doppia elica che ricorda una scala a chiocciola. I legami idrogeno tra le corrispondenti coppie di basi azotate tengono insieme i due filamenti di DNA, insieme all'assistenza di speciali proteine note come istoni. L'RNA forma singole eliche che sono compresse meno strettamente delle molecole di DNA. La stabilità extra della doppia elica del DNA consente la formazione di molecole molto lunghe, contenenti milioni di basi nucleosidici. Tuttavia, il DNA è più vulnerabile ai danni da luce ultravioletta rispetto all'RNA.
Differenze funzionali
Oltre alle differenze strutturali, l'RNA svolge un insieme di funzioni più ampio rispetto al DNA. La cellula sintetizza l'RNA utilizzando sezioni di cromosomi come modello. L'RNA messaggero trasporta una trascrizione di un gene DNA al ribosoma, che è composto da RNA ribosomiale e proteine. Il ribosoma legge l'RNA messaggero e recluta gli RNA di trasferimento, che agiscono come piccoli rimorchiatori che trasportano gli amminoacidi necessari al ribosoma. Un altro tipo di RNA aiuta a controllare la trascrizione del DNA in RNA. La funzione del DNA è quella di mantenere e trasmettere fedelmente le informazioni genetiche dell'individuo, consentendo al macchinario cellulare di utilizzare le informazioni per costruire proteine.