რატომ არის დნმ ყველაზე ხელსაყრელი მოლეკულა გენეტიკური მასალისთვის და როგორ ადარებს მას RNA ამ მხრივ

გარკვეული ვირუსების გამოკლებით, დნმ ვიდრე RNA ატარებს მემკვიდრეობით გენეტიკურ კოდს დედამიწაზე არსებულ ბიოლოგიურ ცხოვრებაში. დნმ უფრო მდგრადია და უფრო ადვილად გამოსწორდება, ვიდრე RNA. შედეგად, დნმ ემსახურება როგორც გენეტიკური ინფორმაციის უფრო სტაბილურ მატარებელს, რომელიც აუცილებელია გადარჩენისა და გამრავლებისთვის.

როგორც დნმ, ასევე რნმ შეიცავს შაქრის რიბოზას, რომელიც არსებითად ნახშირბადის ატომების ბეჭედია, გარშემორტყმული ჟანგბადით და წყალბადით. მიუხედავად იმისა, რომ RNA შეიცავს სრულ რიბოზის შაქარს, დნმ შეიცავს რიბოზას შაქარს, რომელმაც დაკარგა ერთი ჟანგბადი და ერთი წყალბადის ატომი. სახალისო ფაქტი: ეს უმნიშვნელო განსხვავება ხსნის სხვადასხვა სახელებს, რომლებიც RNA და დნმ-ს ენიჭება - რიბონუკლეინის მჟავა და დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა. დამატებითი ჟანგბადის და წყალბადის ატომები რნმ-ში ტოვებს მას ჰიდროლიზისკენ, ქიმიური რეაქცია, რომელიც ეფექტურად არღვევს რნმ-ის მოლეკულას შუაზე. ნორმალურ უჯრედულ პირობებში, RNA გადის ჰიდროლიზს თითქმის 100 ჯერ უფრო სწრაფად ვიდრე დნმ, რაც დნმ-ს უფრო სტაბილურ მოლეკულად აქცევს.

როგორც დნმ – ში, ასევე რნმ – ში, ფუძის ციტოზინი ხშირად განიცდის სპონტანურ ქიმიურ რეაქციას, რომელსაც ეწოდება "დეამინირება". დეამინირების შედეგია ის, რომ ციტოზინი იცვლება ურაცილად, სხვა ნუკლეინის მჟავად ბაზა რნმ-ში, რომელიც შეიცავს როგორც ურაცილის, ისე ციტოზინის ბაზებს, ბუნებრივი ურესილის ფუძეები და ურაცილის ფუძეები, რომლებიც წარმოიქმნა ციტოზინის დეამინაციით, არ განასხვავებს. ამიტომ, უჯრედს არ შეუძლია "იცოდეს", უნდა იყოს თუ არა ურაცილი იქ, რაც შეუძლებელს ხდის ციტოზინის დეამინირების შეკეთებას რნმ-ში. ამასთან, დნმ შეიცავს ურაცილის ნაცვლად თიმინს. უჯრედი განსაზღვრავს დნმ-ში არსებული ურაცილის ყველა ფუძეს, როგორც ციტოზინის დეამინაციის შედეგს და შეუძლია დნმ-ის მოლეკულის აღდგენა.

დნმ-ის ორჯაჭვიანი ბუნება, რნმ-ის ერთჯაჭვიანი ხასიათისგან განსხვავებით, კიდევ უფრო უწყობს ხელს დნმ-ის, როგორც გენეტიკური მასალის უპირატესობას. დნმ-ის ორმაგი სპირალი სტრუქტურა ათავსებს ბაზის სტრუქტურას, იცავს გენეტიკური ინფორმაციისგან ქიმიური მუტაგენები - ეს არის ქიმიკატებისგან, რომლებიც რეაგირებენ ბაზებთან, რაც პოტენციურად ცვლის გენეტიკას ინფორმაცია მეორეს მხრივ, ერთჯაჭვიან რნმ – ში ფუძეები ექვემდებარება და უფრო მგრძნობიარეა რეაქციისა და დეგრადაციისგან.

დნმ-ის ტირაჟირებისას, ახალი ორჯაჭვიანი დნმ-ის მოლეკულა შეიცავს ერთ მშობელ სტრიქონს - რომელიც რეპლიკაციის შაბლონს წარმოადგენს - და ახლად სინთეზირებული დნმ-ის ერთ ქალიშვილ ხაზს. თუ ძაფებს შორის არსებობს ფუძის შეუსაბამობა, რაც ხშირად ხდება გამრავლების შემდეგ, უჯრედს შეუძლია განსაზღვროს სწორი ფუძის წყვილი მშობლის დნმ – ის სტრიქონიდან და შეასწოროს იგი შესაბამისად. მაგალითად, თუ ერთ ნუკლეოტიდურ მდგომარეობაში მშობელი სტრიმი შეიცავს თიმინს და ქალიშვილს შეუერთეთ ციტოზინს, უჯრედმა "იცის" დაფიქსირება შეუსაბამობა მშობლის მითითებების შესაბამისად ღერი ამიტომ უჯრედი შეცვლის ქალიშვილ სტრიქონს ციტოზინს ადენოზით. მას შემდეგ, რაც RNA ერთჯაჭვიანია, მისი შეკეთება ამ გზით შეუძლებელია.