DNA, lub kwas dezoksyrybonukleinowy, jest jak schemat wytycznych biologicznych, którymi musi żyć żywy organizm, aby istnieć i pozostawać funkcjonalny. RNA, lub kwas rybonukleinowy, pomaga wykonać wytyczne tego planu. Spośród nich RNA jest bardziej wszechstronny niż DNA, zdolny do wykonywania wielu różnorodnych zadań w organizmie, ale DNA jest bardziej stabilny i zawiera bardziej złożone informacje przez dłuższy czas.
DNA | RNA | |
---|---|---|
Oznacza | DeoxyriboNucleicAcid. | Kwas rybonukleinowy. |
Definicja | Kwas nukleinowy zawierający instrukcje genetyczne wykorzystywane w rozwoju i funkcjonowaniu wszystkich współczesnych żywych organizmów. Geny DNA są wyrażane lub manifestowane przez białka wytwarzane przez nukleotydy za pomocą RNA. | Informacje znalezione w DNA określają, które cechy należy stworzyć, aktywować lub dezaktywować, podczas gdy różne formy RNA wykonują pracę. |
Funkcjonować | Plan wytycznych biologicznych, którym musi podlegać żywy organizm, aby istnieć i funkcjonować. Medium długoterminowego, stabilnego przechowywania i przekazywania informacji genetycznej. | Pomaga zrealizować wytyczne dotyczące projektu DNA. Przenosi kod genetyczny potrzebny do stworzenia białek z jądra do rybosomu. |
Struktura | Dwuniciowy. Ma dwie nici nukleotydowe, które składają się z grupy fosforanowej, pięciowęglowego cukru (stabilna 2-dezoksyryboza) i czterech zawierających azot nukleozasad: adeniny, tyminy, cytozyny i guaniny. | Jednoniciowy. Podobnie jak DNA, RNA składa się z grupy fosforanowej, pięciowęglowego cukru (mniej stabilna ryboza) i 4 baz nukleotydowych zawierających azot: adeniny, uracylu (nie tyminy), guaniny i cytozyny. |
Parowanie podstawowe | Łącza adeniny z tyminą (A-T) i połączenia cytozyny z guaniną (C-G). | Łącza adeniny z uracylem (A-U) i połączenia cytozyny z guaniną (C-G). |
Lokalizacja | DNA znajduje się w jądrze komórki i w mitochondriach. | W zależności od rodzaju RNA cząsteczka ta znajduje się w jądrze komórki, jej cytoplazmie i rybosomie. |
Stabilność | Cukier dezoksyrybozy w DNA jest mniej reaktywny z powodu wiązań C-H. Stabilny w warunkach alkalicznych. DNA ma mniejsze rowki, co utrudnia enzymom „atakowanie”. | Cukier rybozy jest bardziej reaktywny z powodu wiązań C-OH (hydroksylowych). Niestabilny w warunkach alkalicznych. RNA ma większe rowki, co ułatwia „atak” enzymów. |
Propagacja | DNA sam się replikuje. | W razie potrzeby RNA jest syntetyzowany z DNA. |
Cechy szczególne | Geometria helisy DNA ma formę B. DNA jest chronione w jądrze, ponieważ jest ciasno upakowane. DNA może zostać uszkodzone przez wystawienie na działanie promieni ultrafioletowych. | Geometria helisy RNA ma postać A. Nici RNA są ciągle wytwarzane, rozkładane i ponownie wykorzystywane. RNA jest bardziej odporny na uszkodzenia przez promieniowanie ultrafioletowe. |
DNA i RNA to kwasy nukleinowe. Kwasy nukleinowe są długimi makrocząsteczkami biologicznymi, które składają się z mniejszych cząsteczek zwanych nukleotydami. W DNA i RNA te nukleotydy zawierają cztery zasady nukleinowe - czasami nazywane zasadami azotowymi lub po prostu zasadami - po dwie zasady purynowe i pirymidynowe każda.
Różnice strukturalne między DNA a RNA.DNA znajduje się w jądrze komórki (DNA jądrowe) oraz w mitochondriach (DNA mitochondrialne). To ma dwa nici nukleotydowe, które składają się z jego grupy fosforanowej, pięciowęglowego cukru (stabilna 2-dezoksyryboza) i czterech baz nukleotydowych zawierających azot: adenina, tymina, cytozyna i guanina.
Podczas transkrypcji powstaje RNA, jednoniciowa, liniowa cząsteczka. Jest komplementarny do DNA, pomagając w wykonywaniu zadań wymienionych przez DNA. Podobnie jak DNA, RNA składa się z grupy fosforanowej, pięciowęglowego cukru (mniej stabilna ryboza) i czterech zawierających azot nukleozasad: adeniny, uracylu (nie tymina), guanina i cytozyna.
RNA składa się w pętlę do włosów.W obu cząsteczkach podstawy nukleinowe są przyłączone do ich szkieletu fosforanowo-cukrowego. Każda baza nukleinowa na nici nukleotydowej DNA przyłącza się do swojej partnerskiej bazy nukleinowej na drugiej nici: adenina łączy się z tyminą, a cytozyna łączy z guaniną. To połączenie powoduje, że dwie nici DNA skręcają się i owijają wokół siebie, tworząc różne kształty, takie jak słynna podwójna helisa („zrelaksowana” forma DNA), koła i superskręty.
W RNA, adeninie i uracylu (nie tymina) łączą się ze sobą, podczas gdy cytozyna nadal łączy się z guaniną. Jako cząsteczka jednoniciowa, RNA składa się w siebie, aby połączyć swoje podstawy nukleinowe, choć nie wszystkie stają się partnerami. Te kolejne trójwymiarowe kształty, z których najczęstszą jest pętla spinki do włosów, pomagają określić rolę cząsteczki RNA - jako przekaźnikowy RNA (mRNA), transferowy RNA (tRNA) lub rybosomalny RNA (rRNA).
DNA zapewnia żywym organizmom wytyczne - informacje genetyczne w chromosomalnym DNA - które pomagają określić naturę biologii organizmu, jak będzie wyglądać i funkcjonować, na podstawie informacji przekazywanych z poprzednich pokoleń poprzez rozmnażanie. Powolne, stałe zmiany w DNA, znane jako mutacje, które mogą być destrukcyjne, neutralne lub korzystne dla organizmu, stanowią rdzeń teorii ewolucji.
Geny znajdują się w małych segmentach długich nici DNA; ludzie mają około 19 000 genów. Szczegółowe instrukcje znalezione w genach, określone przez sposób uporządkowania zasad nukleinowych w DNA, są odpowiedzialne zarówno za duże, jak i małe różnice między różnymi żywymi organizmami, a nawet między podobnymi żywymi organizmami. Informacja genetyczna w DNA sprawia, że rośliny wyglądają jak rośliny, psy wyglądają jak psy, a ludzie wyglądają jak ludzie; jest także tym, co uniemożliwia różnym gatunkom wytwarzanie potomstwa (ich DNA nie będzie pasowało do nowego, zdrowego życia). Genetyczne DNA powoduje, że niektórzy ludzie mają kręcone, czarne włosy, a inni mają proste, blond włosy i to, co sprawia, że identyczne bliźniaki wyglądają tak podobnie. (Zobacz także Genotyp vs Fenotyp.)
RNA ma kilka różnych funkcji, które chociaż wszystkie są ze sobą powiązane, różnią się nieznacznie w zależności od typu. Istnieją trzy główne typy RNA:
Geny DNA są wyrażane lub manifestowane przez białka wytwarzane przez nukleotydy za pomocą RNA. Pochodzą cechy (fenotypy), z których wytwarzane są białka i które są włączane lub wyłączane. Informacje znalezione w DNA określają, które cechy należy stworzyć, aktywować lub dezaktywować, podczas gdy różne formy RNA wykonują pracę.
Jedna hipoteza sugeruje, że RNA istniało przed DNA i że DNA było mutacją RNA. Film poniżej omawia tę hipotezę bardziej szczegółowo.