Чому ДНК є найбільш сприятливою молекулою для генетичного матеріалу та як РНК порівнюється з нею в цьому відношенні

За винятком деяких вірусів, ДНК, а не РНК, несе спадковий генетичний код у всьому біологічному житті на Землі. ДНК одночасно є більш еластичною і легше відновлюється, ніж РНК. Як результат, ДНК служить більш стабільним носієм генетичної інформації, необхідної для виживання та розмноження.

ДНК є більш стабільною

І ДНК, і РНК містять цукрову рибозу, яка по суті є кільцем атомів вуглецю, оточеного киснем і воднем. Але тоді як РНК містить повний цукор рибози, ДНК містить цукор рибози, який втратив один кисень і один атом водню. Цікавий факт: Ця незначна різниця пояснює різні назви РНК та ДНК - рибонуклеїнова кислота проти дезоксирибонуклеїнової кислоти. Додаткові атоми кисню та водню в РНК залишають її схильною до гідролізу - хімічної реакції, яка ефективно розбиває молекулу РНК навпіл. У звичайних клітинних умовах РНК піддається гідролізу майже в 100 разів швидше, ніж ДНК, що робить ДНК більш стабільною молекулою.

ДНК легше відновлюється

Як в ДНК, так і в РНК базовий цитозин часто зазнає спонтанної хімічної реакції, відомої як "дезамінація". Результатом дезамінування є те, що цитозин перетворюється на урацил, іншу нуклеїнову кислоту база. У РНК, яка містить як основи урацилу, так і цитозину, природні основи урацилу та основи урацилу, що виникли в результаті дезамінування цитозину, не відрізняються. Тому клітина не може «знати», чи повинен бути там урацил чи ні, що унеможливлює відновлення дезамінування цитозину в РНК. Однак ДНК містить тимін замість урацилу. Клітина визначає всі основи урацилу в ДНК як результати дезамінування цитозину і може відновити молекулу ДНК.

Інформація про ДНК краще захищена

Дволанцюгова природа ДНК, на відміну від одноланцюгової природи РНК, ще більше сприяє сприятливості ДНК як генетичного матеріалу. Двоспіральна структура ДНК розміщує основи всередині структури, захищаючи генетичну інформацію від хімічні мутагени - тобто з хімічних речовин, які реагують з основами, потенційно змінюючи генетичні інформація. З іншого боку, в одноланцюговій РНК основи піддаються дії і є більш вразливими до реакції та деградації.

Подвійні нитки дозволяють подвійну перевірку

Коли ДНК реплікується, нова дволанцюгова молекула ДНК містить один батьківський ланцюг - який служить шаблоном для реплікації - і один дочірній ланцюг щойно синтезованої ДНК. Якщо між ланцюгами існує невідповідність основ, як це часто трапляється після реплікації, клітина може ідентифікувати правильну пару основ з ланцюга батьківської ДНК і відповідно її відновити. Наприклад, якщо в одній позиції нуклеотиду батьківська ланцюг містить тимін і дочку нитка цитозину, клітина "знає", щоб виправити невідповідність, дотримуючись інструкцій у батьківській пасмо. Тому клітина замінить цитозин дочірньої нитки аденозином. Оскільки РНК одноцепочечна, її неможливо відновити таким чином.

  • Поділитися
instagram viewer