Varför DNA är den mest gynnsamma molekylen för genetiskt material och hur RNA jämförs med det i detta avseende

Med undantag för vissa virus bär DNA snarare än RNA ärftlig genetisk kod i allt biologiskt liv på jorden. DNA är både mer elastiskt och lättare att reparera än RNA. Som ett resultat fungerar DNA som en mer stabil bärare av den genetiska information som är nödvändig för överlevnad och reproduktion.

Både DNA och RNA innehåller sockerribosen, som i huvudsak är en ring av kolatomer omgiven av syre och väte. Men medan RNA innehåller ett komplett ribossocker innehåller DNA ett ribossocker som har tappat ett syre och en väteatom. Roligt faktum: Denna mindre skillnad förklarar de olika namnen som tilldelats RNA och DNA - ribonukleinsyra kontra deoxiribonukleinsyra. De extra syre- och väteatomerna i RNA lämnar den benägen för hydrolys, en kemisk reaktion som effektivt bryter RNA-molekylen i hälften. Under normala cellulära förhållanden genomgår RNA hydrolys nästan 100 gånger snabbare än DNA, vilket gör DNA till en mer stabil molekyl.

I både DNA och RNA genomgår bascytosinen ofta en spontan kemisk reaktion som kallas "deamination." Resultatet av deaminering är att cytosin förändras till uracil, en annan nukleinsyra bas. I RNA, som innehåller både uracil- och cytosinbaser, skiljer sig naturliga uracilbaser och uracilbaser som härrör från deaminering av cytosin. Därför kan cellen inte "veta" om uracil ska vara där eller inte, vilket gör det omöjligt att reparera cytosindeaminering i RNA. DNA innehåller emellertid tymin istället för uracil. Cellen identifierar alla uracilbaser i DNA som ett resultat av cytosindeaminering och kan reparera DNA-molekylen.

DNA: s dubbelsträngade natur, i motsats till RNA: s enkelsträngade natur, bidrar ytterligare till att DNA är gynnsamt som det genetiska materialet. Den dubbla helixstrukturen av DNA placerar baser inuti strukturen och skyddar den genetiska informationen från kemiska mutagener - det vill säga från kemikalier som reagerar med baserna, vilket kan förändra det genetiska information. I enkelsträngat RNA är å andra sidan baserna exponerade och mer utsatta för reaktion och nedbrytning.

När DNA replikeras innehåller den nya dubbelsträngade DNA-molekylen en modersträng - som fungerar som mall för replikering - och en dottersträng av nysyntesiserat DNA. Om det finns en basmatchning över strängarna, som ofta händer efter replikering, kan cellen identifiera rätt baspar från den ursprungliga DNA-strängen och reparera den därefter. Till exempel, om modersträngen i en nukleotidposition innehåller en tymin och dottern stränga en cytosin, "vet" cellen att fixa felpassningen genom att följa instruktionerna i föräldern strå. Cellen kommer därför att ersätta dottersträngens cytosin med ett adenosin. Eftersom RNA är enkelsträngat kan det inte repareras på detta sätt.