Zawartość
- Fizyczna struktura RNA i DNA
- Zasady nukleotydowe
- Role w transkrypcji
- Inne różnice z cząsteczkami DNA i RNA
Kwas dezoksyrybonukleinowy i kwas rybonukleinowy - DNA i RNA - są blisko spokrewnionymi cząsteczkami uczestniczącymi w przekazywaniu i ekspresji informacji genetycznej. Chociaż są dość podobne, można je również łatwo porównywać i kontrastować DNA i RNA dzięki ich specyficznym i różnym funkcjom.
Oba składają się z łańcuchów molekularnych zawierających przemienne jednostki cukru i fosforanu. Cząsteczki zawierające azot, zwane zasadami nukleotydowymi, zawieszają każdą jednostkę cukru. Różne jednostki cukru w DNA i RNA są odpowiedzialne za różnice między dwoma biochemikaliami.
Fizyczna struktura RNA i DNA
Ryboza, cukier RNA, ma strukturę pierścieniową ułożoną jako pięć atomów węgla i jeden atom tlenu. Każdy węgiel wiąże się z atomem wodoru i grupą hydroksylową, która jest cząsteczką jednego tlenu i jednego atomu wodoru. Deoksyryboza jest identyczna z rybozą RNA, z tym wyjątkiem, że jeden węgiel wiąże się z atomem wodoru zamiast z grupą hydroksylową.
Ta jedna różnica oznacza, że dwie nici DNA mogą tworzyć strukturę podwójnej helisy, podczas gdy RNA pozostaje jako jedna nić. Struktura DNA z podwójną helisą jest bardzo stabilna, co daje jej zdolność do kodowania informacji przez długi czas i działania jako organiczny materiał genetyczny.
Z drugiej strony RNA nie jest tak stabilny w formie jednoniciowej, dlatego właśnie DNA wybrano ewolucyjnie zamiast RNA, ponieważ zawiera informacje genetyczne. Komórka wytwarza RNA w miarę potrzeb podczas procesu transkrypcji, ale DNA ulega samo replikacji.
Zasady nukleotydowe
Każda jednostka cukru w DNA i RNA wiąże się z jedną z czterech zasad nukleotydowych. Zarówno DNA, jak i RNA używają zasad A, C i G. Jednak DNA używa zasady T, podczas gdy RNA zamiast tego stosuje zasadę U. Sekwencja zasad wzdłuż nici DNA i RNA jest kodem genetycznym, który mówi komórce, jak wytwarzać białka.
W DNA zasady każdej nici wiążą się z zasadami na drugiej nici, tworząc strukturę podwójnej helisy. W DNA, A mogą wiązać się tylko z T, a C mogą wiązać tylko z G. Struktura helisy DNA jest zachowana w kokonie białko-RNA zwanym chromosomem.
Role w transkrypcji
Komórka wytwarza białko poprzez transkrypcję DNA na RNA, a następnie translację RNA na białka. Podczas transkrypcji część cząsteczki DNA, zwana genem, jest wystawiona na działanie enzymów, które składają nici RNA zgodnie z zasadami wiązania nukleotydów z zasadami.
Jedną różnicą jest to, że zasady DNA A wiążą się z zasadami RNA U. Enzym polimeraza RNA odczytuje każdą zasadę DNA w genie i dodaje komplementarną zasadę RNA do rosnącej nici RNA. W ten sposób informacja genetyczna DNA jest przekazywana do RNA.
Inne różnice z cząsteczkami DNA i RNA
Komórka wykorzystuje również drugi typ RNA do wytwarzania rybosomów, które są małymi fabrykami produkującymi białka. Trzeci rodzaj RNA pomaga przenieść aminokwasy do rosnących nici białkowych. DNA nie odgrywa żadnej roli w tłumaczeniu.
Dodatkowe grupy hydroksylowe RNA sprawiają, że jest to bardziej reaktywna cząsteczka, która jest mniej stabilna w warunkach alkalicznych niż DNA. Ścisła struktura podwójnej helisy DNA sprawia, że jest mniej podatna na działanie enzymów, ale RNA jest bardziej odporny na promienie ultrafioletowe.
Kolejną różnicą między dwiema cząsteczkami jest ich lokalizacja w komórce. U eukariontów DNA znajduje się tylko w zamkniętych organellach. Większość DNA komórek znajduje się w jądrze, dopóki komórka się nie podzieli i rozpadnie się otoczka jądra. DNA można także znaleźć w mitochondriach i chloroplastach (oba są organellami związanymi z błoną).
RNA znajduje się jednak w komórce. Można go znaleźć w jądrze, swobodnie unosząc się w cytoplazmie, a także w organellach, takich jak retikulum endoplazmatyczne.