Дезоксирибонуклеиновая кислота и рибонуклеиновая кислота - ДНК и РНК - являются тесно связанными молекулами, которые участвуют в передаче и экспрессии генетической информации. Оба состоят из молекулярных цепочек, содержащих чередующиеся звенья сахара и фосфата. Азотсодержащие молекулы, называемые нуклеотидными основаниями, свисают с каждой единицы сахара. Различные единицы сахара в ДНК и РНК ответственны за различия между двумя биохимическими веществами.

Физическая структура

Рибоза, сахар РНК, имеет кольцевую структуру, состоящую из пяти атомов углерода и одного атома кислорода. Каждый углерод связывается с атомом водорода и гидроксильной группой, которая является молекулой одного кислорода и одного атома водорода. Дезоксирибоза идентична РНК, за исключением того, что один углерод связывается с атомом водорода вместо гидроксильной группы. Это одно отличие означает, что две нити ДНК могут образовывать структуру с двойной спиралью, в то время как РНК остается единой цепью. Структура двойной спирали ДНК очень стабильна, что дает ей возможность кодировать информацию в течение длительного времени. Клетка создает РНК по мере необходимости во время процесса транскрипции, но ДНК самовоспроизводится.

Нуклеотидные основы

Каждая единица сахара в ДНК и РНК связывается с одним из четырех нуклеотидных оснований. Как ДНК, так и РНК используют основания A, C и G. Однако ДНК использует основание T, тогда как РНК вместо этого использует основание U. Последовательность оснований вдоль нитей ДНК и РНК является генетическим кодом, который сообщает клетке, как производить белки. В ДНК основания каждой цепи связываются с основаниями другой цепи, образуя структуру с двойной спиралью. В ДНК А могут связываться только с Т, а С могут связываться только с Г. Структура спирали ДНК сохраняется в белково-РНК-коконе, называемом хромосомой.

Роли в транскрипции

Клетка производит белок, транскрибируя ДНК в РНК и затем переводя РНК в белки. Во время транскрипции часть молекулы ДНК, называемая геном, подвергается воздействию ферментов, которые собирают цепи РНК в соответствии с правилами связывания нуклеотид-основание. Единственное отличие состоит в том, что основания ДНК А связываются с основаниями РНК U. Фермент РНК-полимераза считывает каждое основание ДНК в гене и добавляет комплементарное основание РНК к растущей цепи РНК. Таким образом, генетическая информация ДНК передается в РНК.

Другие отличия

Клетка также использует РНК второго типа для создания рибосом, которые являются крошечными белковыми фабриками. Третий тип РНК помогает переносить аминокислоты в растущие белковые нити. ДНК не играет никакой роли в переводе. Дополнительные гидроксильные группы РНК делают ее более реакционноспособной молекулой, которая менее устойчива в щелочных условиях, чем ДНК. Плотная структура двойной спирали ДНК делает ее менее уязвимой для действия фермента, но РНК более устойчива к ультрафиолетовым лучам.