Περιεχόμενο
Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ και το ριβονουκλεϊνικό οξύ - DNA και RNA - είναι στενά συγγενή μόρια που συμμετέχουν στη μετάδοση και έκφραση γενετικών πληροφοριών. Παρόλο που είναι αρκετά παρόμοια, είναι επίσης εύκολο να συγκριθεί και να αντιπαραβληθεί το DNA και το RNA χάρη στις ειδικές και διαφορετικές λειτουργίες τους.
Και οι δύο αποτελούνται από μοριακές αλυσίδες που περιέχουν εναλλασσόμενες μονάδες ζάχαρης και φωσφορικών. Τα μόρια που περιέχουν άζωτο, που ονομάζονται βάσεις νουκλεοτιδίων, κρέμονται από κάθε μονάδα ζάχαρης. Οι διαφορετικές μονάδες ζάχαρης στο DNA και το RNA είναι υπεύθυνες για τις διαφορές μεταξύ των δύο βιοχημικών.
Φυσική δομή RNA και DNA
Η ριβόζη, το σάκχαρο του RNA, έχει δομή δακτυλίου διατεταγμένη ως πέντε άτομα άνθρακα και ένα άτομο οξυγόνου. Κάθε άνθρακας δεσμεύεται σε ένα άτομο υδρογόνου και μία ομάδα υδροξυλίου, η οποία είναι ένα μόριο ενός οξυγόνου και ενός ατόμου υδρογόνου. Η δεοξυριβόζη είναι πανομοιότυπη με την ριβόζη των RNA εκτός του ότι ένας άνθρακας συνδέεται προς ένα άτομο υδρογόνου αντί για μία ομάδα υδροξυλίου.
Αυτή η διαφορά σημαίνει ότι δύο κλώνοι του DNA μπορούν να σχηματίσουν μια δομή διπλής έλικας ενώ το RNA παραμένει ως ένα μονό σκέλος. Η δομή DNA με τη διπλή έλικα είναι πολύ σταθερή, γεγονός που της δίνει τη δυνατότητα να κωδικοποιεί πληροφορίες για μεγάλο χρονικό διάστημα και να ενεργεί ως οργανικό γενετικό υλικό.
Το RNA, από την άλλη πλευρά, δεν είναι τόσο σταθερό στη μονόκλωνη μορφή του, γι 'αυτό το DNA επιλέχθηκε εξελικτικά ως προς το RNA ως γενετική πληροφορία ζωής. Το κύτταρο δημιουργεί RNA όπως απαιτείται κατά τη διαδικασία της μεταγραφής, αλλά το DNA είναι αυτοαναπαραγόμενο.
Βάσεις νουκλεοτιδίων
Κάθε μονάδα ζάχαρης στο DNA και το RNA δεσμεύεται σε μία από τις τέσσερις βάσεις νουκλεοτιδίων. Τόσο το DNA όσο και το RNA χρησιμοποιούν τις βάσεις Α, C και G. Ωστόσο, το DNA χρησιμοποιεί τη βάση Τ, ενώ το RNA χρησιμοποιεί την βάση U αντί. Η αλληλουχία των βάσεων κατά μήκος των κλώνων του DNA και του RNA είναι ο γενετικός κώδικας που λέει στο κύτταρο πώς να κάνει τις πρωτεΐνες.
Στο DNA, οι βάσεις κάθε κλώνου συνδέονται στις βάσεις στον άλλο κλώνο, σχηματίζοντας τη δομή διπλής έλικας. Στο DNA, το Α μπορεί να δεσμεύσει μόνο την Τ και το C μπορεί να δεσμεύσει μόνο την G. Η δομή μιας έλικας DNA διατηρείται σε ένα κουκούλι πρωτεΐνης-RNA που ονομάζεται χρωμόσωμα.
Ρόλοι στη μεταγραφή
Το κύτταρο παράγει πρωτεΐνη με τη μεταγραφή του DNA στο RNA και στη συνέχεια μεταφράζοντας το RNA σε πρωτεΐνες. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, ένα τμήμα του μορίου ϋΝΑ, που ονομάζεται γονίδιο, εκτίθεται σε ένζυμα που συναρμολογούν RNA κλώνους σύμφωνα με τους κανόνες δέσμευσης νουκλεοτιδίου-βάσης.
Η μία διαφορά είναι ότι οι βάσεις DNA Α δεσμεύονται με βάσεις RNA U. Η ενζυμική RNA πολυμεράση διαβάζει κάθε βάση ϋΝΑ σε ένα γονίδιο και προσθέτει την συμπληρωματική βάση RNA στον αναπτυσσόμενο κλάδο RNA. Με αυτόν τον τρόπο, η γενετική πληροφορία του DNA μεταδίδεται στο RNA.
Άλλες διαφορές με μόρια DNA και RNA
Το κύτταρο χρησιμοποιεί επίσης ένα δεύτερο τύπο RNA για να κάνει ριβοσώματα, τα οποία είναι μικροσκοπικά εργοστάσια παρασκευής πρωτεϊνών. Ένας τρίτος τύπος RNA συμβάλλει στη μεταφορά αμινοξέων σε αναπτυσσόμενους κλάδους πρωτεϊνών. Το DNA δεν παίζει ρόλο στη μετάφραση.
Οι επιπλέον υδροξυλομάδες του RNA το καθιστούν ένα πιο δραστικό μόριο που είναι λιγότερο σταθερό σε αλκαλικές συνθήκες από το DNA. Η σφιχτή δομή μιας διπλής έλικας DNA καθιστά λιγότερο ευάλωτη στην ενζυμική δράση, αλλά το RNA είναι πιο ανθεκτικό στις υπεριώδεις ακτίνες.
Μια άλλη διαφορά μεταξύ των δύο μορίων είναι η θέση τους στο κύτταρο. Στα ευκαρυωτικά, το DNA βρίσκεται μόνο μέσα σε κλειστά οργανίδια. Η πλειονότητα των DNA των κυττάρων βρίσκεται κλεισμένη στον πυρήνα μέχρι να διαχωριστεί η κυψέλη και να σπάσει ο πυρηνικός φάκελος. Μπορείτε επίσης να βρείτε το DNA μέσα στα μιτοχόνδρια και στους χλωροπλάστες (και τα δύο είναι επίσης οργανίδια με μεμβράνη).
Το RNA, ωστόσο, βρίσκεται σε όλο το κύτταρο. Μπορεί να βρεθεί μέσα στον πυρήνα, ελεύθερο-κυμαινόμενο στο κυτταρόπλασμα καθώς και μέσα σε οργανίδια όπως το ενδοπλασματικό δίκτυο.