Съдържание
Важността на генетичния код се крие в присъщата му способност да поражда протеини, основните единици за структура и функция във всяка жива клетка. Всички организми съдържат РНК или ДНК като техен генетичен код. Първите организми са използвали РНК или рибонуклеинова киселина като техен код за създаване на протеини. Тъй като формите на живот се усложняват, ДНК или дезоксирибонуклеиновата киселина заместват РНК като загадъчното послание, че клетките се превръщат в живителни процеси, но РНК запазва специални функции, свързани с ДНК и производството на протеини. РНК може да изпълнява функциите както на протеини, така и на ДНК в някои организми, с по-малка ефективност.
Състав и структура
ДНК е по-голяма и по-обширна структура от РНК. ДНК съдържа две вериги, които се допълват и свързват чрез химични връзки. РНК се състои от единична верига. ДНК е подобна на вита стълба, докато РНК е само половината от стълбището. РНК използва рибоза като компонентна захар, докато ДНК използва дезоксирибоза, която е точно същата като рибозата, минус кислороден атом.
И двете нуклеинови киселини имат нуклеотиди, структури, изградени от редуващи се захарни молекули и фосфати, свързани с друга молекула - азотна основа. Захарите и фосфатите, редуващи се помежду си, образуват „стъпалата на стълбата“. Азотните основи (пурини и пиримидини) висят от захарния компонент. Както ДНК, така и РНК съдържат пурините аденин и гуанин. ДНК използва пиримидините цитозин и тимин, докато РНК използва цитозин и урацил.
Функции
ДНК има уникална и централна функция в клетките: съхраняване на генетичния информационен код. В клетките съществуват три различни типа РНК и всеки тип има специфична структура и функция. Пратеникът РНК (тРНК) се създава, когато клетката трябва да произвежда протеини. По време на процеса, наречен транскрипция, сигнал задейства ДНК веригите и иРНК се образува по протежение на единичната верига на ДНК, нуклеотид от нуклеотид. Единичната верига на иРНК пътува до рибозома. Рибозомната РНК или рРНК е част от рибозомите, структури, в които се синтезират протеини. Трансферната РНК, или тРНК, пренася аминокиселини - основните единици, които правят протеините - в рибозоми, за да се прикрепят към иРНК веригата. Всяка тРНК съдържа една специфична аминокиселина. Протеинът е изграден по веригата на иРНК, една аминокиселина в даден момент. След като тРНК освободи аминокиселината, тя отнема друга и се връща на мястото на синтеза на протеини.
Разпределение
ДНК се намира или в специфични области на клетките, или остава вътре в ядрото, където е защитена от ядрената обвивка. РНК, която се среща в по-голям брой от ДНК, се разпространява в клетките. MRNA не съществува, докато сигнал от ядрото не призове за протеинов синтез и mRNA веригата започне да се формира пред вашия ДНК модел в ядрото. Вътре в рибозомите rRNA задържа протеина на място. Междувременно молекулите на тРНК плават в цитоплазмата - желатиновото вещество, което образува вътрешността на клетката. Докато mRNA веригата се задържа на място от рибозомата, tRNA се движи около цитоплазмата, търсейки плаващи аминокиселини, специфични за определени единици tRNA.
Стабилност
Изглежда, че РНК е била предшественик на ДНК, но с течение на времето ДНК се е оказала по-добре адаптирана към задачата да съхранява генетичния материал. ДНК е структурно по-стабилна от РНК, отчасти поради състава на нейната захарна част. Дезоксирибозата, в която липсва кислороден атом, не реагира толкова лесно, колкото рибозата. Понякога захарните молекули губят връзките си с азотни основи: тези грешки се случват по-често в РНК, отколкото в ДНК. Двойната верига на ДНК също стабилизира молекулата, предотвратявайки лесното унищожаване на химикалите.
Тъй като ДНК се състои от две вериги, тя може да бъде възстановена, като се използва засегнатата верига, за да се събере нова противоположна верига. По време на процеса на репликация грешките се появяват по-често при дублиране на РНК, отколкото в ДНК. И накрая, енергията, необходима за разрушаване на РНК, е по-малка, отколкото за разрушаване на ДНК, което означава, че РНК може да бъде по-лесно разрушена.
Последици за вируси
Вирусът, считан за нежив, може да използва както ДНК, така и РНК като свой генетичен код, а видът нуклеинова киселина значително променя силата на вируса. Като цяло РНК вирусите са склонни да причиняват по-опасни заболявания. Тъй като РНК е по-малко стабилна от ДНК, тя се трансформира със скорост 300 пъти по-голяма от тази на ДНК вирусите. Честите мутации карат РНК вирусите да се адаптират по-добре към имунната система на гостоприемника. Вирусите често навлизат в своите гостоприемници през тялото чрез един вид междинен транспорт, наречен вектор. ДНК вирусите имат повече векторни ограничения от РНК вирусите, което означава, че повече организми могат да носят и предават РНК вируси. В допълнение, ДНК вирусите са склонни да се придържат към гостоприемника, докато РНК вирусите може да са в състояние да заразят широк кръг от гостоприемници.