DNA vs RNA: Vad är likheterna och skillnaderna? (med diagram)

Deoxiribonukleinsyra (DNA) och ribonukleinsyra (RNA) är de två nukleinsyrorna som finns i naturen. Nukleinsyror representerar i sin tur en av de fyra "livsmolekylerna" eller biomolekylerna. De andra är proteiner, kolhydrater och lipider. Nukleinsyror är de enda biomolekylerna som inte kan metaboliseras för att generera adenosintrifosfat (ATP, "energivaluta" för celler).

DNA och RNA har båda kemisk information i form av en nästan identisk och logiskt enkel genetisk kod. DNA är upphovsman av meddelandet och sättet det förmedlas till efterföljande generationer av celler och hela organismer. RNA är transportband av meddelandet från instruktionsgivaren till monteringslinjearbetarna.

Medan DNA är direkt ansvarig för budbärar-RNA (mRNA) syntes i processen som kallas transkription, förlitar sig DNA också på att RNA fungerar korrekt för att förmedla dess instruktioner till ribosomer i cellerna. Nukleinsyrorna DNA och RNA kan därför sägas ha utvecklat ett ömsesidigt beroende med var och en som är lika viktig för livets uppdrag.

Nukleinsyror är långa polymerer som består av enskilda element som kallas nukleotider. Varje nukleotid består av tre egna element: en till tre fosfatgrupper, a ribos socker och en av fyra möjliga kvävehaltiga baser.

I prokaryoter, som saknar en cellkärna, finns både DNA och RNA fria i cytoplasman. I eukaryoter, som har en cellkärna och också har ett antal specialiserade organeller, DNA finns främst i kärnan. Men det kan också hittas i mitokondrier och, i växter, inuti kloroplaster.

Eukaryot RNA finns under tiden i kärnan och i cytoplasman.

A nukleotid är den monomera enheten av en nukleinsyra, förutom att den har andra cellulära funktioner. En nukleotid består av en femkolos (pentos) socker i ett fematoms interiörringformat, en till tre fosfatgrupper och en kvävehaltig bas.

I DNA finns det fyra möjliga baser: adenin (A) och guanin (G), som är puriner, och cytosin (C) och tymin (T), som är pyrimidiner. RNA innehåller också A, G och C men ersätter uracil (U) för tymin.

I nukleinsyror har nukleotiderna alla en fosfatgrupp bunden, som delas med nästa nukleotid i nukleinsyrakedjan. Fria nukleotider kan dock ha mer.

Bekant deltar adenosindifosfat (ADP) och adenosintrifosfat (ATP) i otaliga metaboliska reaktioner i din egen kropp varje sekund.

Som nämnts, medan DNA och RNA vardera innehåller två purin kvävebaser och två pyrimidin kvävebaser, och innehåller samma purinbaser (A och G) och en av samma pyrimidinbaser (C), de skiljer sig åt genom att DNA har T som sin andra pyrimidinbas medan RNA har U varje plats T skulle visas i DNA.

Puriner är större än pyrimidiner eftersom de innehåller två förenade kväveinnehållande ringar till ett i pyrimidiner. Detta har konsekvenser för den fysiska formen i vilken DNA existerar i naturen: det är dubbelsträngadoch är specifikt en dubbel helix. Strängarna förenas av pyrimidin- och purinbaserna på intilliggande nukleotider; om två puriner eller två pyrimidiner förenades skulle avståndet vara för stort respektive två små.

RNA är å andra sidan enkelsträngat.

Ribosocker i DNA är deoxiribos medan det i RNA är ribos. Deoxiribos är identisk med ribos förutom att hydroxyl (-OH) -gruppen vid 2-kolpositionen har ersatts med en väteatom.

Som nämnts måste purinbaser i nukleinsyror bindas till pyrimidinbaser för att bilda en stabil dubbelsträngad (och i slutändan dubbelhelisk) molekyl. Men det är faktiskt mer specifikt än så. Purinen A binder till och endast till pyrimidinen T (eller U) och purinen G binder till och endast till pyrimidinen C.

Detta innebär att när du känner till bassekvensen för en DNA-sträng kan du bestämma den exakta bassekvensen för dess kompletterande (partner) tråd. Tänk på kompletterande delar som inverser eller fotografiska negativ av varandra.

Om du till exempel har en DNA-sträng med bassekvensen ATTGCCATATG kan du dra slutsatsen att motsvarande komplementära DNA-sträng måste ha bassekvensen TAACGGTATAC.

RNA-strängar är en enda sträng, men de finns i olika former till skillnad från DNA. Dessutom mRNA, de andra två huvudtyperna av RNA är ribosomalt RNA (rRNAoch överför RNA (tRNA).

DNA och RNA innehåller båda genetisk information. I själva verket innehåller mRNA samma information som DNA som det gjordes under transkription, men i en annan kemisk form.

När DNA används som en mall för att skapa mRNA under transkription i kärnan i a eukaryot cell, syntetiserar den en sträng som är RNA-analogen för den komplementära DNA-strängen. Med andra ord innehåller den ribos snarare än deoxiribos, och där T skulle vara närvarande i DNA är U istället närvarande.

Under transkription, skapas en produkt med relativt begränsad längd. Denna mRNA-sträng innehåller vanligtvis genetisk information för en enda unik proteinprodukt.

Varje remsa med tre på varandra följande baser i mRNA kan variera på 64 olika sätt, resultatet av fyra olika baser vid varje plats höjs till den tredje kraften för att redogöra för alla tre platserna. När det händer kodas var och en av de 20 aminosyrorna från vilka celler bygger proteiner av just en sådan triad av mRNA-baser, kallad triplettkodon.

Efter att mRNA har syntetiserats av DNA under transkription rör sig den nya molekylen från kärnan till cytoplasman och passerar genom kärnmembranet genom en kärnpor. Det förenar sedan krafter med en ribosom, som bara kommer samman från sina två underenheter, en stor och en liten.

Ribosomer är platserna för översättningeller användningen av informationen i mRNA för att tillverka motsvarande protein.

När mRNA-strängen "hamnar" på ribosomen under translation, förflyttas aminosyran som motsvarar de tre exponerade nukleotidbaserna - det vill säga triplettkodonet - in i regionen av tRNA. Det finns en undertyp av tRNA för var och en av de 20 aminosyrorna, vilket gör denna shuttlingprocess mer ordnad.

Efter att rätt aminosyra har fästs vid ribosomen flyttas den snabbt till ett närliggande ribosomalt ställe, där polypeptid, eller den växande kedjan av aminosyror som föregår ankomsten av varje ny tillsats, håller på att slutföras.

Ribosomerna själva består av en ungefär lika blandning av proteiner och rRNA. De två underenheterna finns som separata enheter förutom när de aktivt syntetiserar proteiner.

DNA-molekyler är betydligt längre än RNA-molekyler; faktiskt, en enda DNA-molekyl utgör det genetiska materialet i en hel kromosom, som står för tusentals gener. Det faktum att de är separerade i kromosomer överhuvudtaget är ett bevis på deras jämförande massa.

Även om RNA har en mer ödmjuk profil är den faktiskt den mer varierande av de två molekylerna ur funktionell synpunkt. Förutom att komma in i tRNA-, mRNA- och rRNA-former kan RNA också fungera som en katalysator (förstärkare av reaktioner) i vissa situationer, till exempel under proteinöversättning.