Sadržaj
Važnost genetskog koda leži u svojstvenoj sposobnosti stvaranja bjelančevina, osnovnih jedinica strukture i funkcije svake žive stanice. Svi organizmi sadrže RNA ili DNA kao svoj genetski kod. Prvi organizmi koristili su RNA ili ribonukleinsku kiselinu kao svoj kod za stvaranje proteina. Kako su se oblici života povećavali, DNA ili deoksiribonukleinska kiselina zamijenili su RNA kao zagonetnu poruku da se stanice prevode u procese davanja života, ali RNA je zadržala posebne funkcije povezane s DNK i proizvodnjom proteina. RNA može u nekim organizmima obavljati funkcije i proteina i DNA, s manje učinkovitosti.
Sastav i struktura
DNA je veća i opsežnija struktura od RNA. DNA sadrži dva lanca koji se međusobno nadopunjuju i povezuju kemijskim vezama. RNA se sastoji od jednog lanca. DNA je slična spiralnom stubištu, dok je RNA samo polovica stubišta. RNA kao sastojak šećera koristi ribozu, dok DNA koristi deoksiribozu, koja je potpuno ista kao riboza, minus atom kisika.
Obje nukleinske kiseline imaju nukleotide, strukture koje se sastoje od izmjeničnih molekula šećera i fosfata povezanih s drugom molekulom - dušičnom bazom. Šećeri i fosfati koji se izmjenjuju međusobno čine "stepenice ljestava". Baze dušika (purini i pirimidini) vise sa šećerne komponente. I DNA i RNA sadrže purine adenin i gvanin. DNA koristi pirimidine citozin i timin, dok RNA koristi citozin i uracil.
Funkcije
DNA ima jedinstvenu i središnju funkciju u stanicama: pohranu genetskog informacijskog koda. Tri različite vrste RNA postoje u stanicama i svaka vrsta ima specifičnu strukturu i funkciju. Glasnička RNA (mRNA) stvara se kada stanica treba proizvoditi proteine. Tijekom procesa, koji se naziva transkripcija, signal pokreće DNA lance i mRNA nastaje duž pojedinačnog lanca DNA, nukleotida nukleotida. Jedan lanac mRNA putuje do ribosoma. Ribosomska RNA ili rRNA dio je ribosoma, struktura u kojima se sintetiziraju proteini. Transfer RNA, ili tRNA, prenosi aminokiseline - osnovne jedinice koje stvaraju proteine - u ribosome, da bi se vezali za mRNA lanac. Svaka tRNA sadrži jednu specifičnu aminokiselinu. Protein se gradi duž lanca mRNA, jedna po jedna aminokiselina. Jednom kada tRNA oslobodi aminokiselinu, ona uzima drugu i vraća se na mjesto sinteze proteina.
Distribucija
DNA se nalazi ili u određenim područjima stanica ili ostaje unutar jezgre, gdje je zaštićena nuklearnom ovojnicom. RNA, koja se javlja u većem broju od DNA, širi se stanicama. MRNA ne postoji sve dok signal iz jezgre ne zatraži sintezu proteina i lanac mRNA počne se stvarati ispred vašeg DNA modela u jezgri. Unutar ribosoma, rRNA drži protein na mjestu. U međuvremenu, molekule tRNA plutaju u citoplazmi - želatinoznoj tvari koja tvori unutrašnjost stanice. Dok ribosom drži mRNA lanac, tRNA se kreće oko citoplazme tražeći plutajuće aminokiseline specifične za određene jedinice tRNA.
Stabilnost
Čini se da je RNA bila preteča DNA, ali s vremenom se pokazalo da je DNA bolje prilagođena zadatku pohrane genetskog materijala. DNA je strukturno stabilnija od RNA, dijelom i zbog sastava svoje šećerne skupine. Deoksiriboza, kojoj nedostaje atom kisika, ne reagira tako lako kao riboza. Ponekad molekule šećera gube vezu s dušičnim bazama: ove se pogreške češće događaju u RNA nego u DNA. Dvostruki lanac DNA također stabilizira molekulu, sprječavajući kemikalije da je lako unište.
Kako se DNA sastoji od dva lanca, može se popraviti pomoću zahvaćenog lanca za sastavljanje novog suprotnog lanca. Tijekom postupka replikacije greške se češće javljaju u dupliciranju RNA nego u DNA. Napokon, energija potrebna za razbijanje RNA manja je od razbijanja DNA, što znači da se RNA može lakše razbiti.
Implikacije za viruse
Virus, koji se smatra neživim, može koristiti i DNK i RNA kao svoj genetski kod, a vrsta nukleinske kiseline značajno mijenja snagu virusa. Općenito, RNA virusi obično uzrokuju opasnije bolesti. Budući da je RNA manje stabilna od DNA, transformira se 300 puta brže od DNA virusa. Česte mutacije uzrokuju da se RNA virusi bolje prilagode imunološkom sustavu domaćina. Virusi često ulaze u svoje domaćine kroz tijelo svojevrsnim posrednim transportom, koji se naziva vektor. DNA virusi imaju više vektorskih ograničenja od RNA virusa, što znači da više organizama može nositi i prenositi RNA viruse. Uz to, DNA virusi imaju tendenciju da se lijepe za domaćina, dok RNA virusi mogu zaraziti širok raspon domaćina.