Acidul dezoxiribonucleic și acidul ribonucleic - ADN și ARN - sunt molecule strâns legate care participă la transmiterea și exprimarea informațiilor genetice. Deși sunt destul de asemănătoare, este ușor să comparați și să contrastați ADN-ul și ARN-ul datorită funcțiilor lor specifice și diferite.
Ambele sunt formate din lanțuri moleculare care conțin unități alternative de zahăr și fosfat. Moleculele care conțin azot, numite baze nucleotidice, atârnă de fiecare unitate de zahăr. Diferitele unități de zahăr din ADN și ARN sunt responsabile pentru diferențele dintre cele două produse biochimice.
ARN fizic și structură ADN
Riboza, zahărul ARN-ului, are o structură inelară aranjată ca cinci atomi de carbon și un atom de oxigen. Fiecare carbon se leagă de un atom de hidrogen și de o grupare hidroxil, care este o moleculă de oxigen și un atom de hidrogen. Deoxiriboză este identică cu riboza ARN, cu excepția faptului că un carbon se leagă de un atom de hidrogen în loc de o grupare hidroxil.
Această diferență înseamnă că două catene de ADN pot forma o structură cu dublă helix, în timp ce ARN rămâne ca o singură catena. Structura ADN-ului cu dubla sa helix este foarte stabilă, ceea ce îi conferă capacitatea de a codifica informații pentru o lungă perioadă de timp și de a acționa ca material genetic al organismului.
ARN, pe de altă parte, nu este la fel de stabil în forma sa cu un singur fir, motiv pentru care ADN-ul a fost ales evolutiv peste ARN ca informațiile genetice ale vieții. Celula creează ARN după cum este necesar în timpul procesului de transcriere, dar ADN-ul se auto-reproduce.
Bazele nucleotidice
Fiecare unitate de zahăr din ADN și ARN se leagă de una dintre cele patru baze nucleotidice. Atât ADN-ul, cât și ARN-ul folosesc bazele A, C și G. Cu toate acestea, ADN folosește baza T, în timp ce ARN folosește baza U în schimb. Secvența bazelor de-a lungul firelor de ADN și ARN este codul genetic care spune celulei cum să producă proteine.
În ADN, bazele fiecărui fir se leagă de bazele de pe celălalt fir, formând structura cu dublă spirală. În ADN, A se poate lega doar de T și C se poate lega doar de G. Structura unei spirale ADN este păstrată într-un cocon proteină-ARN numit cromozom.
Roluri în transcriere
Celula produce proteine prin transcrierea ADN-ului în ARN și apoi traducerea ARN-ului în proteine. În timpul transcrierii, o porțiune a moleculei de ADN, numită genă, este expusă enzimelor care asamblează firele de ARN în conformitate cu regulile de legare a nucleotidelor-baze.
Singura diferență este că bazele ADN A se leagă de bazele ARN U. Enzima ARN polimerază citește fiecare bază ADN într-o genă și adaugă baza ARN complementară la catena de ARN în creștere. În acest fel, informațiile genetice ale ADN-ului sunt transmise ARN-ului.
Alte diferențe cu moleculele de ADN și ARN
Celula folosește, de asemenea, un al doilea tip de ARN pentru a produce ribozomi, care sunt mici fabrici de producere a proteinelor. Un al treilea tip de ARN ajută la transferul aminoacizilor către firele de proteine în creștere. ADN-ul nu joacă niciun rol în traducere.
Grupările hidroxil suplimentare ale ARN-ului o fac o moleculă mai reactivă, care este mai puțin stabilă în condiții alcaline decât ADN-ul. Structura strânsă a unei spirale duble ADN o face mai puțin vulnerabilă la acțiunea enzimatică, dar ARN-ul este mai rezistent la razele ultraviolete.
O altă diferență între cele două molecule este localizarea lor în celulă. În eucariote, ADN-ul se găsește numai în organite închise. Majoritatea ADN-ului celulei se găsește închis în nucleu până când celula se divide și anvelopa nucleară se descompune. De asemenea, puteți găsi ADN în mitocondrii și cloroplaste (ambele fiind, de asemenea, organite legate de membrană).
ARN, cu toate acestea, se găsește în întreaga celulă. Poate fi găsit în interiorul nucleului, plutind liber în citoplasmă, precum și în organite, cum ar fi reticulul endoplasmatic.