Πληροφορίες

DNA έναντι RNA

DNA έναντι RNA

Αν και τα ονόματά τους μπορεί να ακούγονται γνωστά, το DNA και το RNA συχνά συγχέονται μεταξύ τους όταν υπάρχουν στην πραγματικότητα αρκετές βασικές διαφορές μεταξύ αυτών των δύο φορέων γενετικής πληροφορίας. Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊνικό οξύ (RNA) είναι κατασκευασμένα από νουκλεοτίδια και εξυπηρετούν ένα ρόλο στην παραγωγή πρωτεϊνών και άλλων τμημάτων των κυττάρων, αλλά υπάρχουν ορισμένα βασικά στοιχεία και των δύο που διαφέρουν ως προς τα επίπεδα νουκλεοτιδίων και βάσεων.

Εξέλιξη, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το RNA μπορεί να ήταν το δομικό στοιχείο των πρώιμων πρωταρχικών οργανισμών λόγω της απλούστερης δομής και της κεντρικής λειτουργίας της μεταγραφής των αλληλουχιών του DNA, έτσι ώστε να μπορούν να τα καταλάβουν άλλα μέρη του κυττάρου - δηλαδή το RNA θα έπρεπε να υπάρχει προκειμένου το DNA για να λειτουργήσει, οπότε είναι λογικό ότι το RNA ήρθε πρώτο στην εξέλιξη των πολλαπλών κυττάρων οργανισμών.

Μεταξύ αυτών των διαφορών πυρήνα μεταξύ του DNA και του RNA είναι ότι η ραχοκοκαλιά του RNA είναι κατασκευασμένη από διαφορετικό σάκχαρο από το DNA, η χρήση ουρακίλης από RNA αντί της θυμίνης σε αζωτούχο βάση και ο αριθμός των κλώνων σε κάθε τύπο μορίων φορέα γενετικής πληροφορίας.

Πού πήγατε πρώτα στην εξέλιξη;

Ενώ υπάρχουν επιχειρήματα για το DNA που εμφανίζεται φυσικά στον κόσμο πρώτα, συμφωνείται γενικά ότι το RNA ήρθε πριν από την DNA για διάφορους λόγους, ξεκινώντας με την απλούστερη δομή και πιο εύκολα ερμηνεύσιμα κωδικόνια που θα επέτρεπαν ταχύτερη γενετική εξέλιξη μέσω αναπαραγωγής και επανάληψης .

Πολλοί αρχέγονοι προκαρυώτες χρησιμοποιούν το RNA ως γενετικό τους υλικό και δεν εξελίξουν το DNA και το RNA μπορεί ακόμη να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης για χημικές αντιδράσεις όπως τα ένζυμα. Υπάρχουν επίσης ενδείξεις, μέσα σε ιούς που χρησιμοποιούν μόνο RNA, ότι το RNA μπορεί να είναι αρχαιότερο από το DNA, και οι επιστήμονες μάλιστα αναφέρονται σε έναν χρόνο πριν από το DNA ως τον "κόσμο του RNA".

Τότε γιατί το DNA εξελίχθηκε καθόλου; Αυτή η ερώτηση εξακολουθεί να διερευνάται, αλλά μια πιθανή εξήγηση είναι ότι το DNA είναι πιο προστατευμένο και πιο δύσκολο να διασπαστεί από το RNA - είναι συγχρόνως στριμωγμένο και "παγιδευμένο" σε ένα δίκλωνο μόριο το οποίο προσθέτει προστασία από τραυματισμό και πέψη από ένζυμα .

Κύριες διαφορές

Το DNA και το RNA αποτελούνται από υπομονάδες που ονομάζονται νουκλεοτίδια όπου όλα τα νουκλεοτίδια έχουν σκελετό σακχάρου, φωσφορική ομάδα και αζωτούχο βάση και αμφότερα το DNA και το RNA έχουν "σκελετούς" ζάχαρης που αποτελούνται από πέντε μόρια άνθρακα. Ωστόσο, είναι διαφορετικά σάκχαρα που τα καθιστούν.

Το DNA αποτελείται από δεοξυριβόζη και το RNA αποτελείται από ριβόζη, η οποία μπορεί να ακούγεται παρόμοια και να έχει παρόμοιες δομές, αλλά το μόριο σακχάρου δεοξυριβόζης λείπει ένα οξυγόνο που έχει ένα μόριο ριβόζης ζάχαρη και αυτό κάνει μια αρκετά μεγάλη αλλαγή για να κάνει τις ραχοκοκίδες των διαφορετικών αυτών νουκλεϊνικών οξέων.

Οι αζωτούχες βάσεις του RNA και του DNA είναι επίσης διαφορετικές, αν και και στις δύο αυτές βάσεις μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο κύριες ομάδες: τις πυριμιδίνες που έχουν μια απλή δομή δακτυλίου και πουρίνες που έχουν μια διπλή δομή δακτυλίου.

Και στο DNA και στο RNA, όταν γίνονται συμπληρωματικοί κλώνοι, μια πουρίνη πρέπει να ταιριάζει με μια πυριμιδίνη για να κρατήσει το πλάτος της "σκάλας" σε τρεις δακτυλίους. Οι πουρίνες τόσο στο RNA όσο και στο DNA ονομάζονται αδενίνη και γουανίνη, και και οι δύο έχουν μια πυριμιδίνη που ονομάζεται κυτοσίνη. Ωστόσο, η δεύτερη πυριμιδίνη τους είναι διαφορετική: το DNA χρησιμοποιεί θυμίνη, ενώ το RNA περιλαμβάνει ουρακίλη.

Όταν συμπληρώνονται οι κλώνοι του γενετικού υλικού, η κυτοσίνη ταιριάζει πάντα με γουανίνη και η αδενίνη θα ταιριάζει με την θυμίνη (στο DNA) ή την ουρακίλη (στο RNA). Αυτό ονομάζεται "βασικοί κανόνες ζευγαρώματος" και ανακαλύφθηκε από τον Erwin Chargaff στις αρχές της δεκαετίας του 1950.

Μια άλλη διαφορά μεταξύ DNA και RNA είναι ο αριθμός των κλώνων των μορίων. Το DNA είναι μια διπλή έλικα που σημαίνει ότι έχει δύο συνεστραμμένους κλώνους που είναι συμπληρωματικοί μεταξύ τους σύμφωνα με τους κανόνες ζευγαρώματος βάσης ενώ το RNA, από την άλλη πλευρά, είναι μόνο μονόκλωνο και δημιουργείται στα περισσότερα ευκαρυωτικά, κάνοντας ένα συμπληρωματικό σκέλος σε ένα ενιαίο DNA.

Διάγραμμα σύγκρισης για το DNA και το RNA

ΣύγκρισηDNARNA
ΟνομαΔεοξυριβονουκλεϊκό οξύRiboNucleic Acid
ΛειτουργίαΜακροπρόθεσμη αποθήκευση γενετικών πληροφοριών. μετάδοση γενετικής πληροφορίας για την παραγωγή άλλων κυττάρων και νέων οργανισμών.Χρησιμοποιείται για να μεταφέρει τον γενετικό κώδικα από τον πυρήνα στα ριβοσώματα για να παράγει πρωτεΐνες. Το RNA χρησιμοποιείται για τη μετάδοση γενετικής πληροφορίας σε ορισμένους οργανισμούς και μπορεί να ήταν το μόριο που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση γενετικών σχεδίων σε πρωτόγονους οργανισμούς.
Δομικά χαρακτηριστικάB-μορφή διπλή έλικα. Το DNA είναι ένα δίκλωνο μόριο που αποτελείται από μια μακρά αλυσίδα νουκλεοτιδίων.Α-μορφή έλικα. Το RNA συνήθως είναι μία μονόκλωνη έλικα που αποτελείται από βραχύτερες αλυσίδες νουκλεοτιδίων.
Σύνθεση βάσεων και ζάχαρηςζάχαρη δεοξυριβόζης
φωσφορικού σκελετού
αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη, βάσεις θυμίνης
ζάχαρη ριβόζης
φωσφορικού σκελετού
αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη, βάσεις ουρακίλης
ΔιάδοσηΤο DNA είναι αυτοαναπαραγόμενο.Το RNA συντίθεται από το ϋΝΑ σε μία βάση όπως απαιτείται.
Σύζευξη βάσηςAT (αδενίνη-θυμίνη)
GC (γουανίνη-κυτοσίνη)
AU (αδενίνη-ουρακίλη)
GC (γουανίνη-κυτοσίνη)
ΔραστικότηταΟι δεσμοί C-H στο DNA το καθιστούν αρκετά σταθερό, συν το σώμα καταστρέφει τα ένζυμα που θα προσβάλλουν το DNA. Οι μικρές αυλακώσεις στην έλικα χρησιμεύουν επίσης ως προστασία, παρέχοντας ελάχιστο χώρο για την προσάρτηση των ενζύμων.Ο δεσμός Ο-Η στη ριβόζη του RNA καθιστά το μόριο πιο δραστικό, σε σύγκριση με το DNA. Το RNA δεν είναι σταθερό κάτω από αλκαλικές συνθήκες, συν τις μεγάλες αυλακώσεις στο μόριο το καθιστούν επιρρεπές σε ενζυμική προσβολή. Το RNA παράγεται συνεχώς, χρησιμοποιείται, υποβαθμίζεται και ανακυκλώνεται.
Υβριδική βλάβηΤο DNA είναι ευαίσθητο σε βλάβη από UV.Σε σύγκριση με το DNA, το RNA είναι σχετικά ανθεκτικό στις βλάβες από UV.