Дезоксирибонуклеиновая кислота а рибонуклеиновая кислота - ДНК и РНК - являются тесно связанными молекулами, участвующими в передаче и выражении генетической информации. Хотя они довольно похожи, их также легко сравнивать и противопоставлять ДНК и РНК благодаря их специфическим и различным функциям.
Оба состоят из молекулярных цепей, содержащих чередующиеся звенья сахара и фосфата. Азотсодержащие молекулы, называемые нуклеотидными основаниями, свисают с каждой сахарной единицы. Различные сахарные единицы в ДНК и РНК ответственны за различия между двумя биохимическими веществами.
Физическая структура РНК и ДНК
Рибоза, сахар РНК, имеет кольцевую структуру, состоящую из пяти атомов углерода и одного атома кислорода. Каждый углерод связывается с атомом водорода и гидроксильной группой, которая представляет собой молекулу из одного атома кислорода и одного атома водорода. Дезоксирибоза идентична рибозе РНК, за исключением того, что один углерод связывается с атомом водорода вместо гидроксильной группы.
Это единственное различие означает, что две цепи ДНК могут образовывать структуру двойной спирали, в то время как РНК остается одной цепью. Структура ДНК с ее двойной спиралью очень стабильна, что дает ей способность кодировать информацию в течение длительного времени и действовать как генетический материал организма.
РНК, с другой стороны, не так стабильна в своей однонитевой форме, поэтому ДНК эволюционно была выбрана вместо РНК в качестве генетической информации жизни. Клетка создает РНК по мере необходимости в процессе транскрипции, но ДНК самовоспроизводится.
Нуклеотидные основы
Каждая сахарная единица в ДНК и РНК связывается с одним из четырех нуклеотидных оснований. И ДНК, и РНК используют основания A, C и G. Однако ДНК использует основание T, в то время как РНК вместо этого использует основание U. Последовательность оснований в цепях ДНК и РНК - это генетический код, который сообщает клетке, как производить белки.
В ДНК основания каждой цепи связываются с основаниями другой цепи, образуя структуру двойной спирали. В ДНК A могут связываться только с T, а C могут связываться только с G. Структура спирали ДНК сохраняется в коконе белок-РНК, который называется хромосомой.
Роли в транскрипции
Клетка производит белок, транскрибируя ДНК в РНК, а затем транслируя РНК в белки. Во время транскрипции часть молекулы ДНК, называемая геном, подвергается воздействию ферментов, которые собирают цепи РНК в соответствии с правилами связывания нуклеотидных оснований.
Единственное отличие состоит в том, что основания ДНК А связываются с основаниями U РНК. Ферментная РНК-полимераза считывает каждое основание ДНК в гене и добавляет комплементарное основание РНК к растущей цепи РНК. Таким образом, генетическая информация ДНК передается в РНК.
Другие различия с молекулами ДНК и РНК
Клетка также использует второй тип РНК для создания рибосомы, которые представляют собой крошечные фабрики по производству белка. Третий тип РНК помогает переносить аминокислоты в растущие белковые нити. ДНК не играет роли в трансляции.
Дополнительные гидроксильные группы РНК делают ее более реакционной молекулой, которая менее стабильна в щелочных условиях, чем ДНК. Плотная структура двойной спирали ДНК делает ее менее уязвимой для действия ферментов, но РНК более устойчива к ультрафиолетовым лучам.
Еще одно различие между двумя молекулами - их расположение в клетке. У эукариот ДНК находится только в закрытых органеллах. Большая часть клеточной ДНК заключена в ядре до тех пор, пока клетка не разделится и ядерная оболочка не разрушится. Вы также можете найти ДНК в митохондриях и хлоропластах (оба из которых также являются мембраносвязанными органеллами).
Однако РНК находится по всей клетке. Его можно найти внутри ядра, свободно плавающего в цитоплазме, а также внутри органелл, таких как эндоплазматический ретикулум.
