Дезоксирибонуклеїнова кислота і рибонуклеїнова кислота - ДНК і РНК - тісно пов’язані між собою молекули, які беруть участь у передачі та вираженні генетичної інформації. Хоча вони досить схожі, їх також легко порівняти та порівняти ДНК та РНК завдяки їх специфічним та різним функціям.
Обидва вони складаються з молекулярних ланцюгів, що містять чергуються одиниці цукру та фосфату. Азотвмісні молекули, звані нуклеотидними основами, звисають з кожної одиниці цукру. Різні одиниці цукру в ДНК і РНК відповідають за відмінності між двома біохімікатами.
Фізична структура РНК та ДНК
Рибоза, цукор РНК, має кільцеву структуру, розташовану у вигляді п’яти атомів вуглецю та одного атома кисню. Кожен вуглець зв’язується з атомом водню та гідроксильною групою, яка є молекулою одного кисню та одного атома водню. Дезоксирибоза ідентична рибозі РНК, за винятком того, що один вуглець зв'язується з атомом водню замість гідроксильної групи.
Ця одна відмінність означає, що дві нитки ДНК можуть утворювати структуру подвійної спіралі, тоді як РНК залишається як одна ланцюг. Структура ДНК з подвійною спіраллю дуже стійка, що надає їй здатність довго кодувати інформацію та діяти як генетичний матеріал організму.
З іншого боку, РНК не є такою стабільною у своїй одноцепочечній формі, тому ДНК була обрана еволюційно над РНК, як генетична інформація життя. Клітина створює РНК за необхідності під час процесу транскрипції, але ДНК самовідтворюється.
Нуклеотидні основи
Кожна одиниця цукру в ДНК і РНК зв’язується з однією з чотирьох нуклеотидних основ. І ДНК, і РНК використовують основи A, C і G. Однак ДНК використовує основу T, тоді як РНК використовує основу U. Послідовність основ на нитках ДНК і РНК є генетичним кодом, який повідомляє клітині, як виробляти білки.
У ДНК основи кожного ланцюга зв’язуються з основами іншого ланцюга, утворюючи структуру подвійної спіралі. У ДНК А можуть зв’язуватися лише з Т, а С - лише з Г. Структура спіралі ДНК зберігається в білку-РНК-коконі, який називається хромосомою.
Ролі в транскрипції
Клітина виробляє білок, транскрибуючи ДНК в РНК, а потім перекладаючи РНК у білки. Під час транскрипції частина молекули ДНК, яка називається геном, піддається дії ферментів, які збирають ланцюги РНК відповідно до правил зв’язування нуклеотидів з основою.
Одна відмінність полягає в тому, що основи ДНК А зв’язуються з основами РНК U. Фермент РНК-полімераза зчитує кожну базу ДНК у гені та додає комплементарну РНК-базу до зростаючого ланцюга РНК. Таким чином генетична інформація ДНК передається до РНК.
Інші відмінності з молекулами ДНК та РНК
Клітина також використовує другий тип РНК для виготовлення рибосоми, які є крихітними фабриками з виробництва білків. Третій тип РНК допомагає переносити амінокислоти на зростаючі білкові нитки. ДНК не грає жодної ролі в трансляції.
Зайві гідроксильні групи РНК роблять її більш реакційноздатною молекулою, яка є менш стабільною в лужних умовах, ніж ДНК. Щільна структура подвійної спіралі ДНК робить її менш вразливою до дії ферментів, але РНК є більш стійкою до ультрафіолетових променів.
Ще однією відмінністю двох молекул є їх розташування в клітині. У еукаріотів ДНК знаходиться лише в закритих органелах. Більшість ДНК клітини знаходиться в ядрі, поки клітина не ділиться і ядерна оболонка не руйнується. Ви також можете знайти ДНК у мітохондріях та хлоропластах (обидва вони також є органелами, пов’язаними з мембраною).
РНК, однак, знаходиться у всій клітині. Він може бути знайдений всередині ядра, вільно плаваючи в цитоплазмі, а також у органелах, як ендоплазматичний ретикулум.