Садржај
Важност генетског кода лежи у његовој инхерентној способности да стварају протеине, основне јединице структуре и функције сваке живе ћелије. Сви организми садрже РНК или ДНК као свој генетски код. Први организми су користили РНК или рибонуклеинску киселину као свој код за стварање протеина. Како су се облици живота повећавали, ДНК или деоксирибонуклеинска киселина заменили су РНК као загонетну поруку да ћелије прелазе у процесе давања живота, али РНК је задржала посебне функције повезане са ДНК и производњом протеина. РНК може да обавља функције и протеина и ДНК у неким организмима, са мање ефикасности.
Састав и структура
ДНК је већа и обимнија структура од РНК. ДНК садржи два ланца који се међусобно допуњују и повезују хемијским везама. РНК се састоји од једног ланца. ДНК је слична спиралном степеништу, док је РНК само половина степеништа. РНА користи рибозу као компонентни шећер, док ДНК користи деоксирибозу, која је потпуно иста као рибоза, минус атом кисеоника.
Обе нуклеинске киселине имају нуклеотиде, структуре сачињене од наизменичних молекула шећера и фосфата повезаних са другим молекулом - азотном базом. Шећери и фосфати који се смењују једни са другима чине „степенице лествице“. Азотне базе (пурини и пиримидини) висе на компоненти шећера. И ДНК и РНК садрже пурине аденин и гванин. ДНК користи пиримидине цитозин и тимин, док РНК користи цитозин и урацил.
Функције
ДНК има јединствену и централну функцију у ћелијама: чување генетског информацијског кода. Три различита типа РНК постоје у ћелијама и сваки тип има специфичну структуру и функцију. РНК (мРНК) се ствара када ћелија треба да производи протеине. Током процеса, који се назива транскрипција, сигнал покреће ДНК ланце и мРНА се формира дуж појединачног ланца ДНК, нуклеотида нуклеотида. Појединачни ланац мРНК путује до рибозома. Рибосомска РНК или рРНК је део рибозома, структура у којима се синтетишу протеини. Трансфер РНК, или тРНК, преноси аминокиселине - основне јединице које стварају протеине - у рибосоме, да би се везали за мРНК ланац. Свака тРНА садржи једну специфичну аминокиселину. Протеин се гради дуж ланца мРНК, једна по једна аминокиселина. Једном када тРНА ослободи аминокиселину, она узима другу и враћа се на место синтезе протеина.
Дистрибуција
ДНК се налази или у одређеним областима ћелија или остаје унутар језгра, где је заштићена нуклеарном овојницом. РНК, која се јавља у већем броју од ДНК, шири се по ћелијама. МРНА не постоји све док сигнал из језгра не затражи синтезу протеина и ланац мРНА почне да се формира испред вашег ДНК модела у језгру. Унутар рибозома, рРНА држи протеин на месту. У међувремену, молекули тРНК плутају у цитоплазми - желатинозној супстанци која чини унутрашњост ћелије. Док рибосом држи мРНК ланац на свом месту, тРНА се креће око цитоплазме тражећи плутајуће аминокиселине специфичне за одређене јединице тРНК.
Стабилност
Чини се да је РНК била претеча ДНК, али с временом се показало да је ДНК боље прилагођена задатку чувања генетског материјала. ДНК је структурно стабилнија од РНК, делом и због састава свог шећерног дела. Деоксирибоза, којој недостаје атом кисеоника, не реагује тако лако као рибоза. Понекад молекули шећера губе везу са азотним базама: ове грешке се чешће дешавају у РНК него у ДНК. Двоструки ланац ДНК такође стабилизује молекул, спречавајући хемикалије да га лако униште.
Како се ДНК састоји од два ланца, може се поправити помоћу погођеног ланца за састављање новог супротног ланца. Током процеса репликације, грешке се чешће јављају у дуплирању РНК него у ДНК. Коначно, енергија потребна за разбијање РНК је мања од разбијања ДНК, што значи да се РНК може лакше разбити.
Импликације за вирусе
Вирус, који се сматра неживим, може да користи и ДНК и РНК као свој генетски код, а врста нуклеинске киселине значајно мења снагу вируса. Генерално, РНК вируси имају тенденцију да узрокују опасније болести. Пошто је РНА мање стабилна од ДНК, трансформише се брзином која је 300 пута већа од ДНК вируса. Честе мутације узрокују да се вируси РНК боље прилагоде имунолошком систему домаћина. Вируси често улазе у своје домаћине кроз тело неком врстом посредног транспорта, који се назива вектор. ДНК вируси имају више векторских ограничења од РНК вируса, што значи да више организама може носити и преносити РНК вирусе. Поред тога, ДНК вируси имају тенденцију да се лепе за домаћина, док РНК вируси могу да заразе широк спектар домаћина.