Innhold
Betydningen av den genetiske koden ligger i dens iboende evne til å gi opphav til proteiner, de grunnleggende enhetene for struktur og funksjon i hver levende celle. Alle organismer inneholder RNA eller DNA som sin genetiske kode. De første organismene brukte RNA, eller ribonukleinsyre, som sin kode for å lage proteiner. Da livsformene økte i kompleksitet, erstattet DNA eller deoksyribonukleinsyre RNA som den gåtefulle meldingen om at celler oversettes til livgivende prosesser, men RNA beholdt spesielle funksjoner relatert til DNA og produksjon av proteiner. RNA kan utføre funksjonene til både proteiner og DNA i noen organismer, med mindre effektivitet.
Sammensetning og struktur
DNA er en større og mer omfattende struktur enn RNA. DNA inneholder to kjeder som utfyller hverandre og forbinder seg gjennom kjemiske bindinger. RNA består av en enkelt streng. DNA ligner på en vindeltrapp, mens RNA bare er halvparten av trappen. RNA bruker ribose som komponent sukker, mens DNA bruker deoksyribose, som er nøyaktig det samme som ribose, minus et oksygenatom.
Begge nukleinsyrene har nukleotider, strukturer som består av vekslende sukkermolekyler og fosfater knyttet til et annet molekyl - en nitrogenholdig base. Sukker og fosfater vekslende med hverandre danner "trinnet på stigen". Nitrogenbasene (puriner og pyrimidiner) henger fra sukkerkomponenten. Både DNA og RNA inneholder purinene adenin og guanin. DNA bruker pyrimidinene cytosin og tymin, mens RNA bruker cytosin og uracil.
Funksjoner
DNA har en unik og sentral funksjon i celler: lagring av genetisk informasjonskode. Tre forskjellige typer RNA finnes i celler, og hver type har en spesifikk struktur og funksjon. Messenger-RNA (mRNA) opprettes når cellen trenger å produsere proteiner. Under prosessen, kalt transkripsjon, utløser et signal DNA-strengene og mRNA dannes langs den enkelte DNA-streng, nukleotid for nukleotid. Enkeltstrengen av mRNA beveger seg til et ribosom. Ribosomalt RNA eller rRNA er en del av ribosomer, strukturer der proteiner syntetiseres. Overfør RNA, eller tRNA, bærer aminosyrer - de grunnleggende enhetene som lager proteiner - til ribosomer, for å feste seg til mRNA-strengen. Hver tRNA inneholder en enkelt spesifikk aminosyre. Proteinet er bygd langs mRNA-kjeden, en aminosyre om gangen. Når tRNA frigjør aminosyren, tar det en ny og går tilbake til proteinsyntesestedet.
Fordeling
DNA finnes enten i bestemte områder av celler eller forblir inne i kjernen, der det er beskyttet av kjernekapslingen. RNA, som forekommer i større antall enn DNA, spres gjennom celler. MRNA eksisterer ikke før et signal fra kjernen krever proteinsyntese, og mRNA-kjeden begynner å danne seg foran DNA-modellen din i kjernen. Inne i ribosomene holder rRNA proteinet på plass. I mellomtiden flyter tRNA-molekylene i cytoplasmaet - det gelatinøse stoffet som danner innsiden av en celle. Mens en mRNA-streng holdes på plass av ribosomet, beveger tRNA seg rundt cytoplasmaet på jakt etter flytende aminosyrer som er spesifikke for visse enheter av tRNA.
Stabilitet
RNA ser ut til å ha vært forløperen til DNA, men over tid har DNA vist seg å være bedre tilpasset oppgaven med å lagre genetisk materiale. DNA er strukturelt mer stabilt enn RNA, delvis på grunn av sammensetningen av sukkerdelen. Deoksyribose, som mangler et oksygenatom, reagerer ikke like lett som ribose. Noen ganger mister sukkermolekyler sine bindinger med nitrogenholdige baser: disse feilene skjer oftere i RNA enn i DNA. Dobbelt DNA-streng stabiliserer også molekylet og forhindrer kjemikalier i å ødelegge det enkelt.
Siden DNA består av to tråder, kan det repareres ved å bruke den berørte tråden for å montere en ny motsatt streng. Under replikasjonsprosessen oppstår feil oftere i duplisering av RNA enn i DNA. Til slutt er energien som kreves for å bryte RNA mindre enn å bryte DNA, noe som betyr at RNA lettere kan brytes.
Implikasjoner for virus
Et virus, betraktet som ikke-levende, kan bruke både DNA og RNA som sin genetiske kode, og typen nukleinsyre endrer virusets styrke betydelig. Generelt har RNA-virus en tendens til å forårsake farligere sykdommer. Siden RNA er mindre stabilt enn DNA, transformeres det med en hastighet som er 300 ganger større enn DNA-virus. Hyppige mutasjoner får RNA-virus til å tilpasse seg bedre til vertsens immunsystem. Virus kommer ofte inn i vertene sine gjennom kroppen gjennom en slags mellomtransport, kalt en vektor. DNA-virus har flere vektorbegrensninger enn RNA-virus, noe som betyr at flere organismer kan bære og overføre RNA-virus. I tillegg har DNA-virus en tendens til å holde seg til en vert, mens RNA-virus kan være i stand til å infisere et bredt spekter av verter.