Acido desossiribonucleico e l'acido ribonucleico - DNA e RNA - sono molecole strettamente correlate che partecipano alla trasmissione e all'espressione dell'informazione genetica. Sebbene siano abbastanza simili, è anche facile confrontare e contrastare DNA e RNA grazie alle loro funzioni specifiche e diverse.
Entrambi sono costituiti da catene molecolari contenenti unità alternate di zucchero e fosfato. Molecole contenenti azoto, chiamate basi nucleotidiche, pendono da ciascuna unità di zucchero. Le diverse unità di zucchero nel DNA e nell'RNA sono responsabili delle differenze tra le due sostanze biochimiche.
RNA fisico e struttura del DNA
Il ribosio, lo zucchero dell'RNA, ha una struttura ad anello organizzata come cinque atomi di carbonio e un atomo di ossigeno. Ogni carbonio si lega a un atomo di idrogeno e a un gruppo ossidrile, che è una molecola di un atomo di ossigeno e un atomo di idrogeno. Il desossiribosio è identico al ribosio dell'RNA tranne per il fatto che un carbonio si lega a un atomo di idrogeno invece di un gruppo ossidrile.
Questa differenza significa che due filamenti di DNA possono formare una struttura a doppia elica mentre l'RNA rimane come un singolo filamento. La struttura del DNA con la sua doppia elica è molto stabile, il che gli conferisce la capacità di codificare informazioni per lungo tempo e agire come materiale genetico dell'organismo.
L'RNA, d'altra parte, non è così stabile nella sua forma a filamento singolo, motivo per cui il DNA è stato scelto evolutivamente sull'RNA come informazione genetica della vita. La cellula crea l'RNA secondo necessità durante il processo di trascrizione, ma il DNA si autoreplica.
Basi nucleotidiche
Ogni unità di zucchero nel DNA e nell'RNA si lega a una delle quattro basi nucleotidiche. Sia il DNA che l'RNA utilizzano le basi A, C e G. Tuttavia, il DNA utilizza la base T mentre l'RNA utilizza invece la base U. La sequenza delle basi lungo i filamenti di DNA e RNA è il codice genetico che dice alla cellula come produrre le proteine.
Nel DNA, le basi di ciascun filamento si legano alle basi dell'altro filamento, formando la struttura a doppia elica. Nel DNA, gli A possono legarsi solo ai T e i C possono legarsi solo ai G. La struttura di un'elica del DNA è conservata in un bozzolo di proteine-RNA chiamato cromosoma.
Ruoli nella trascrizione
La cellula produce proteine trascrivendo il DNA in RNA e quindi traducendo l'RNA in proteine. Durante la trascrizione, una porzione della molecola del DNA, chiamata gene, è esposta agli enzimi che assemblano i filamenti di RNA secondo le regole di legame nucleotide-base.
L'unica differenza è che le basi del DNA A si legano alle basi dell'RNA U. L'enzima RNA polimerasi legge ogni base di DNA in un gene e aggiunge la base di RNA complementare al filamento di RNA in crescita. In questo modo, l'informazione genetica del DNA viene trasmessa all'RNA.
Altre differenze con le molecole di DNA e RNA
La cellula utilizza anche un secondo tipo di RNA per produrre ribosomi, che sono piccole fabbriche di proteine. Un terzo tipo di RNA aiuta a trasferire gli amminoacidi ai filamenti proteici in crescita. Il DNA non ha alcun ruolo nella traduzione.
I gruppi idrossilici extra dell'RNA lo rendono una molecola più reattiva che è meno stabile in condizioni alcaline rispetto al DNA. La struttura stretta di una doppia elica del DNA lo rende meno vulnerabile all'azione degli enzimi, ma l'RNA è più resistente ai raggi ultravioletti.
Un'altra differenza tra le due molecole è la loro posizione nella cellula. Negli eucarioti, il DNA si trova solo all'interno di organelli chiusi. La maggior parte del DNA della cellula si trova racchiusa nel nucleo fino a quando la cellula non si divide e l'involucro nucleare si rompe. Puoi anche trovare il DNA all'interno dei mitocondri e dei cloroplasti (entrambi sono anche organelli legati alla membrana).
L'RNA, tuttavia, si trova in tutta la cellula. Può essere trovato all'interno del nucleo, fluttuante nel citoplasma e all'interno di organelli come il reticolo endoplasmatico.