Innehåll
Betydelsen av den genetiska koden ligger i dess inneboende förmåga att ge upphov till proteiner, de grundläggande enheterna för struktur och funktion i varje levande cell. Alla organismer innehåller RNA eller DNA som sin genetiska kod. De första organismerna använde RNA, eller ribonukleinsyra, som kod för att göra proteiner. När livsformerna ökade i komplexitet ersatte DNA eller deoxiribonukleinsyra RNA som det gåtfulla budskapet som celler översätts till livgivande processer, men RNA behöll speciella funktioner relaterade till DNA och tillverkning av proteiner. RNA kan utföra funktionerna hos både proteiner och DNA i vissa organismer, med mindre effektivitet.
Sammansättning och struktur
DNA är en större och mer omfattande struktur än RNA. DNA innehåller två kedjor som kompletterar varandra och ansluter genom kemiska bindningar. RNA består av en enda tråd. DNA liknar en spiraltrappa, medan RNA bara är hälften av trappan. RNA använder ribos som komponentsocker, medan DNA använder deoxiribos, vilket är exakt detsamma som ribos minus en syreatom.
Båda nukleinsyrorna har nukleotider, strukturer som består av alternerande sockermolekyler och fosfater kopplade till en annan molekyl - en kvävebas. Sockerarter och fosfater som växlar med varandra utgör "stegen i stegen". Kvävebaserna (puriner och pyrimidiner) hänger från sockerkomponenten. Både DNA och RNA innehåller purinerna adenin och guanin. DNA använder pyrimidinerna cytosin och tymin, medan RNA använder cytosin och uracil.
Funktioner
DNA har en unik och central funktion i celler: lagring av genetisk informationskod. Tre olika typer av RNA finns i celler och varje typ har en specifik struktur och funktion. Messenger-RNA (mRNA) skapas när cellen behöver producera proteiner. Under processen, kallad transkription, utlöser en signal DNA-strängarna och mRNA bildas längs den enda DNA-strängen, nukleotid för nukleotid. Den enda mRNA-strängen färdas till en ribosom. Ribosomalt RNA eller rRNA är en del av ribosomer, strukturer där proteiner syntetiseras. Överför RNA, eller tRNA, bär aminosyror - de grundläggande enheterna som gör proteiner - till ribosomer, för att fästa vid mRNA-strängen. Varje tRNA innehåller en enda specifik aminosyra. Proteinet byggs längs mRNA-kedjan, en aminosyra i taget. När tRNA släpper ut aminosyran tar det en ny och återgår till proteinsyntesplatsen.
Distribution
DNA finns antingen i specifika celler eller förblir inne i kärnan, där det skyddas av kärnhöljet. RNA, som förekommer i större antal än DNA, sprids genom cellerna. MRNA existerar inte förrän en signal från kärnan kräver proteinsyntes, och mRNA-kedjan börjar bildas framför din DNA-modell i kärnan. Inuti ribosomerna håller rRNA proteinet på plats. Under tiden flyter tRNA-molekylerna i cytoplasman - den gelatinösa substansen som bildar insidan av en cell. Medan en mRNA-streng hålls på plats av ribosomen rör sig tRNA runt cytoplasman och letar efter flytande aminosyror som är specifika för vissa enheter av tRNA.
Stabilitet
RNA verkar ha varit föregångaren till DNA, men med tiden har DNA visat sig vara bättre anpassat till uppgiften att lagra genetiskt material. DNA är strukturellt mer stabilt än RNA, delvis på grund av sammansättningen av dess sockerdel. Deoxiribos, som saknar en syreatom, reagerar inte lika lätt som ribos. Ibland förlorar sockermolekyler sina bindningar med kvävebaser: dessa fel inträffar oftare i RNA än i DNA. Den dubbla DNA-strängen stabiliserar också molekylen och förhindrar kemikalier från att lätt förstöra den.
Eftersom DNA består av två strängar kan det repareras med den drabbade strängen för att montera en ny motsatt sträng. Under replikationsprocessen uppstår fel oftare vid duplicering av RNA än i DNA. Slutligen är den energi som krävs för att bryta RNA mindre än att bryta DNA, vilket innebär att RNA lättare kan brytas.
Konsekvenser för virus
Ett virus, som anses vara icke-levande, kan använda både DNA och RNA som sin genetiska kod, och typen av nukleinsyra förändrar virusets styrka avsevärt. I allmänhet tenderar RNA-virus att orsaka farligare sjukdomar. Eftersom RNA är mindre stabilt än DNA, transformeras det med en hastighet som är 300 gånger större än för DNA-virus. Frekventa mutationer får RNA-virus att anpassa sig bättre till värdens immunsystem. Virus går ofta in i sina värdar genom kroppen genom en slags mellanliggande transport, kallad en vektor. DNA-virus har fler vektorbegränsningar än RNA-virus, vilket innebär att fler organismer kan bära och överföra RNA-virus. Dessutom tenderar DNA-virus att hålla sig till en värd, medan RNA-virus kan infektera ett stort antal värdar.