Desoxyribonucleïnezuur en ribonucleïnezuur - DNA en RNA - zijn nauw verwante moleculen die deelnemen aan de overdracht en expressie van genetische informatie. Hoewel ze behoorlijk op elkaar lijken, is het ook gemakkelijk om DNA en RNA te vergelijken en te contrasteren dankzij hun specifieke en verschillende functies.
Beide bestaan uit moleculaire ketens die afwisselende eenheden van suiker en fosfaat bevatten. Stikstofbevattende moleculen, nucleotidebasen genoemd, hangen aan elke suikereenheid. De verschillende suikereenheden in DNA en RNA zijn verantwoordelijk voor de verschillen tussen de twee biochemicaliën.
Fysieke RNA- en DNA-structuur
Ribose, de suiker van RNA, heeft een ringstructuur die is gerangschikt als vijf koolstofatomen en één zuurstofatoom. Elke koolstof bindt aan een waterstofatoom en een hydroxylgroep, een molecuul van één zuurstof- en één waterstofatoom. Deoxyribose is identiek aan de ribose van RNA, behalve dat één koolstof aan een waterstofatoom bindt in plaats van aan een hydroxylgroep.
Dit ene verschil betekent dat twee DNA-strengen een dubbele helixstructuur kunnen vormen, terwijl RNA als een enkele streng blijft. De DNA-structuur met zijn dubbele helix is zeer stabiel, waardoor het lange tijd informatie kan coderen en als organismaal genetisch materiaal kan fungeren.
RNA, aan de andere kant, is niet zo stabiel in zijn enkelstrengige vorm, daarom werd DNA evolutionair verkozen boven RNA als de genetische informatie van het leven. De cel maakt zo nodig RNA tijdens het transcriptieproces, maar DNA repliceert zichzelf.
Nucleotidebasen
Elke suikereenheid in DNA en RNA bindt aan een van de vier nucleotidebasen. Zowel DNA als RNA gebruiken de basen A, C en G. DNA gebruikt echter de basis T, terwijl RNA in plaats daarvan de basis U gebruikt. De volgorde van basen langs de strengen van DNA en RNA is de genetische code die de cel vertelt hoe eiwitten gemaakt moeten worden.
In DNA binden de basen van elke streng aan de basen op de andere streng, waardoor de dubbele helixstructuur wordt gevormd. In DNA kunnen A's alleen binden aan T's en C's kunnen alleen binden aan G's. De structuur van een DNA-helix wordt bewaard in een eiwit-RNA-cocon die een chromosoom wordt genoemd.
Rollen in transcriptie
De cel maakt eiwit door DNA naar RNA te transcriberen en het RNA vervolgens te vertalen in eiwitten. Tijdens transcriptie wordt een deel van het DNA-molecuul, een gen genoemd, blootgesteld aan enzymen die RNA-strengen samenstellen volgens de nucleotide-base-bindingsregels.
Het enige verschil is dat DNA A-basen binden aan RNA U-basen. Het enzym RNA-polymerase leest elke DNA-base in een gen en voegt de complementaire RNA-base toe aan de groeiende RNA-streng. Op deze manier wordt de genetische informatie van DNA doorgegeven aan RNA.
Andere verschillen met DNA- en RNA-moleculen
De cel gebruikt ook een tweede type RNA om ribosomen, die kleine eiwitfabrieken zijn. Een derde type RNA helpt bij het overbrengen van aminozuren naar groeiende eiwitstrengen. DNA speelt geen rol bij translatie.
De extra hydroxylgroepen van RNA maken het een reactiever molecuul dat minder stabiel is in alkalische omstandigheden dan DNA. De strakke structuur van een dubbele DNA-helix maakt het minder kwetsbaar voor enzymwerking, maar RNA is beter bestand tegen ultraviolette stralen.
Een ander verschil tussen de twee moleculen is hun locatie in de cel. In eukaryoten wordt DNA alleen gevonden in gesloten organellen. Een meerderheid van het DNA van de cel wordt gevonden ingesloten in de kern totdat de cel zich deelt en de nucleaire envelop afbreekt. Je kunt ook DNA vinden in mitochondriën en chloroplasten (beide zijn ook membraangebonden organellen).
RNA wordt echter door de hele cel aangetroffen. Het kan worden gevonden in de kern, vrij zwevend in het cytoplasma en in organellen zoals het endoplasmatisch reticulum.