Kwas rybonukleinowy (RNA) i kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) to cząsteczki, które mogą kodować informacje regulujące syntezę białek przez żywe komórki. DNA zawiera informację genetyczną przekazywaną z pokolenia na pokolenie. RNA ma kilka funkcji, w tym tworzenie fabryk białek komórki lub rybosomów oraz przekazywanie kopii informacji DNA do rybosomów. DNA i RNA różnią się zawartością cukru, zawartością nukleozasad i trójwymiarową strukturą.
Cukry
Zarówno DNA, jak i RNA zawierają szkielet powtarzających się jednostek cukrowych i fosforanowych. Cukier znajdujący się w RNA to ryboza, pięciowęglowy pierścień o wzorze C5H10O5. Grupa hydroksylowa lub OH zwisa z czterech z pięciu węgli rybozy, podczas gdy podwójnie związany tlen wiąże się z pozostałym węglem. Cukier DNA, dezoksyryboza, jest podobny do rybozy, z tym wyjątkiem, że jedna grupa hydroksylowa jest umieszczona przy atomie wodoru, co daje wzór C5H10O4. W DNA i RNA atomy węgla są ponumerowane od 1’ do 5’. Nukleozasada przyłącza się do węgla 1’, podczas gdy grupy fosforanowe łączą się z węglem 2’ i 5’.
Bazy nuklearne
Nukleozasada to jedno- lub dwupierścieniowa cząsteczka zawierająca azot. Jedna z czterech różnych zasad nukleinowych zwisa z każdej cząsteczki cukru w kwasie nukleinowym. Zarówno DNA, jak i RNA wykorzystują nukleozasady cytozynę, guaninę i adeninę. Jednak czwartą nukleozasadą DNA jest tymina, podczas gdy RNA wykorzystuje zamiast tego uracyl. Sekwencja zasad wzdłuż pewnych odcinków kwasu nukleinowego, znanych jako geny, kontroluje zawartość białek wytwarzanych przez komórkę. Każda trójka nukleozasad przekłada się na konkretny aminokwas, który jest budulcem białka.
Ogólna struktura
Chociaż istnieją wyjątki, DNA jest zwykle cząsteczką dwuniciową, a RNA jest zwykle jednoniciowy. Dwie nici DNA tworzą słynną strukturę podwójnej helisy, która przypomina spiralne schody. Wiązania wodorowe między odpowiednimi parami zasad nukleinowych utrzymują razem dwie nici DNA, wraz z pomocą specjalnych białek zwanych histonami. RNA tworzy pojedyncze helisy, które są mniej skompresowane niż cząsteczki DNA. Dodatkowa stabilność podwójnej helisy DNA umożliwia tworzenie bardzo długich cząsteczek zawierających miliony zasad nukleozydowych. Jednak DNA jest bardziej podatne na uszkodzenia światłem ultrafioletowym niż RNA.
Różnice funkcjonalne
Oprócz różnic strukturalnych RNA spełnia szerszy zestaw funkcji niż DNA. Komórka syntetyzuje RNA, używając jako matrycy fragmentów chromosomów. Komunikator RNA przenosi transkrypt genu DNA do rybosomu, który składa się z rybosomalnego RNA i białek. Rybosom odczytuje informacyjne RNA i rekrutuje transferowe RNA, które działają jak maleńkie holowniki przenoszące wymagane aminokwasy do rybosomu. Inny rodzaj RNA pomaga kontrolować transkrypcję DNA do RNA. Funkcją DNA jest wierne utrzymywanie i przekazywanie informacji genetycznej jednostki, umożliwiając maszynerii komórki wykorzystanie tej informacji do budowy białek.