Prečo je DNA najvýhodnejšou molekulou pre genetický materiál a ako sa v tomto ohľade porovnáva RNA

S výnimkou určitých vírusov nesie dedičný genetický kód v celom biologickom živote na Zemi skôr DNA ako RNA. DNA je odolnejšia a ľahšie sa opravuje ako RNA. Výsledkom je, že DNA slúži ako stabilnejší nosič genetickej informácie, ktorá je nevyhnutná pre prežitie a reprodukciu.

DNA aj RNA obsahujú cukrovú ribózu, čo je v podstate kruh uhlíkových atómov obklopený kyslíkom a vodíkom. Ale zatiaľ čo RNA obsahuje kompletný ribózový cukor, DNA obsahuje ribózový cukor, ktorý stratil jeden kyslík a jeden atóm vodíka. Zábavný fakt: Tento malý rozdiel vysvetľuje rôzne názvy priradené RNA a DNA - ribonukleová kyselina verzus deoxyribonukleová kyselina. Ďalšie atómy kyslíka a vodíka v RNA ju nechávajú náchylnú na hydrolýzu, chemickú reakciu, ktorá efektívne rozbije molekulu RNA na polovicu. Za normálnych bunkových podmienok prechádza RNA hydrolýzou takmer stokrát rýchlejšie ako DNA, čo robí z DNA stabilnejšiu molekulu.

V DNA aj RNA bázický cytozín často podlieha spontánnej chemickej reakcii známej ako „deaminácia.“ Výsledkom deaminácie je, že cytozín sa mení na uracil, ďalšiu nukleovú kyselinu základňa. V RNA, ktorá obsahuje bázu uracilu aj cytozínu, sú prírodné bázy uracilu a bázy uracilu, ktoré sú výsledkom deaminácie cytozínu, nerozoznateľné. Bunka preto nemôže „vedieť“, či by tam mal byť uracil, alebo nie, čo znemožňuje opravu deaminácie cytozínu v RNA. DNA však obsahuje namiesto uracilu tymín. Bunka identifikuje všetky bázy uracilu v DNA ako výsledok cytozínovej deaminácie a môže opraviť molekulu DNA.

Dvojvláknová povaha DNA, na rozdiel od jednovláknovej povahy RNA, ďalej prispieva k priaznivosti DNA ako genetického materiálu. Štruktúra dvojzávitnice DNA umiestňuje základy dovnútra štruktúry a chráni pred ňou genetickú informáciu chemické mutagény - teda z chemikálií, ktoré reagujú s bázami a potenciálne menia genetické informácie. V jednovláknovej RNA sú naopak bázy vystavené a náchylnejšie na reakciu a degradáciu.

Pri replikácii DNA obsahuje nová dvojvláknová molekula DNA jedno materské vlákno - ktoré slúži ako templát pre replikáciu - a jedno dcérske vlákno novo syntetizovanej DNA. Ak dôjde k nesúladu báz medzi vláknami, čo sa často stáva po replikácii, bunka môže identifikovať správny pár báz z rodičovského vlákna DNA a podľa toho ho opraviť. Napríklad, ak v jednej nukleotidovej polohe rodičovský reťazec obsahuje tymín a dcéru po naviazaní cytozínu bunka „vie“, že zistí nesúlad podľa pokynov rodiča vlákno. Bunka preto nahradí cytozín dcérskeho vlákna adenosínom. Pretože RNA je jednovláknová, nemožno ju týmto spôsobom opraviť.