Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvorfor DNA er det mest fordelagtige molekyle til genetisk materiale & hvordan RNA sammenligner det i denne henseende

Med undtagelse af visse vira bærer DNA snarere end RNA den arvelige genetiske kode i alt biologisk liv på Jorden. DNA er både mere elastisk og lettere repareret end RNA. Som et resultat tjener DNA som en mere stabil bærer af den genetiske information, der er essentiel for overlevelse og reproduktion.
DNA er mere stabil

Både DNA og RNA indeholder sukkerribosen, som i det væsentlige er en ring af carbonatomer omgivet af ilt og brint. Mens RNA indeholder et komplet ribosesukker, indeholder DNA et ribosesukker, der har mistet et ilt og et hydrogenatom. Sjov kendsgerning: Denne mindre forskel forklarer de forskellige navne, der er tildelt RNA og DNA - ribonukleinsyre versus deoxyribonukleinsyre. De ekstra ilt- og brintatomer i RNA efterlader det tilbøjelige til hydrolyse, en kemisk reaktion, der effektivt bryder RNA-molekylet i halvdelen. Under normale cellulære betingelser gennemgår RNA hydrolyse næsten 100 gange hurtigere end DNA, hvilket gør DNA til et mere stabilt molekyle.
DNA repareres lettere

I både DNA og RNA gennemgår bascytosin ofte en spontan kemisk reaktion kendt som "deamination." Resultatet af deamination er, at cytosin ændres til uracil, en anden nukleinsyrebase. I RNA, der indeholder både uracil- og cytosinbaser, kan naturlige uracilbaser og uracilbaser, der er resultatet af deaminering af cytosin, ikke skelnes. Derfor kan cellen ikke "vide", om uracil skal være der eller ej, hvilket gør det umuligt at reparere cytosindeamination i RNA. DNA indeholder imidlertid thymin i stedet for uracil. Cellen identificerer alle uracilbaser i DNA som at have været resultatet af cytosindeamination og kan reparere DNA-molekylet.
DNA's Info er bedre beskyttet

DNA's dobbeltstrengede natur i modsætning til den enkelte -strand-karakter af RNA, bidrager yderligere til fordelbarheden af DNA som det genetiske materiale. DNA med dobbelt-helix struktur placerer baser inde i strukturen og beskytter den genetiske information mod kemiske mutagener - det vil sige fra kemikalier, der reagerer med baserne, og som potentielt ændrer den genetiske information. I enkeltstrenget RNA udsættes baserne på den anden side og er mere sårbare over for reaktion og nedbrydning.
Dobbeltstrenge tillader dobbeltkontrol

Når DNA replikeres, er det nye dobbeltstrengede DNA-molekyle indeholder en overordnet streng - som fungerer som skabelon til replikation - og en datterstreng af nyligt syntetiseret DNA. Hvis der er et basefejl mellem strengene, som ofte sker efter replikation, kan cellen identificere det korrekte basepar fra den overordnede DNA-streng og reparere den i overensstemmelse hermed. For eksempel, hvis en streng ved en nukleotidposition indeholder en thymin, og datteren strenger et cytosin, "ved" cellen "om at løse uoverensstemmelsen ved at følge instruktionerne i den overordnede streng. Cellen erstatter derfor datterstrengens cytosin med et adenosin. Da RNA er enkeltstrenget, kan det ikke repareres på denne måde.