Rozdiely medzi DNA a RNA

Všetky organizmy majú nukleové kyseliny. Pod týmto menom ich možno až tak dobre nepoznajú, ale ak poviem „DNA“, veci sa môžu zmeniť.

Genetický kód sa považuje za univerzálny jazyk, pretože ho používajú všetky typy buniek ukladať informácie o jeho funkciách a štruktúrach, a preto ho používajú aj vírusy existovať.

V článku sa budem venovať objasniť rozdiely medzi DNA a RNA lepšie im porozumieť.

• Súvisiaci článok: „Genetika a správanie: rozhodujú gény o tom, ako konáme?”

Čo sú DNA a RNA?

Existujú dva typy nukleových kyselín: kyselina deoxyribonukleová, skrátene DNA alebo DNA v jej anglickej nomenklatúre a ribonukleová kyselina (RNA alebo RNA). Tieto prvky sa používajú na výrobu kópií buniek, ktoré v niektorých prípadoch budujú tkanivá a orgány živých bytostí a v iných jednobunkové formy života.

DNA a RNA sú dva veľmi odlišné polyméry, a to ako štruktúrou, tak funkciou; zároveň však súvisia a sú nevyhnutné pre správne fungovanie buniek a baktérií. Koniec koncov, aj keď je jeho „surovina“ iná, jeho funkcia je podobná.

• Mohlo by vás zaujímať: „Čo je to epigenetika? Kľúče k jeho pochopeniu”

Nukleotidy

Nukleové kyseliny sú tvorený reťazcami chemických jednotiek nazývané „nukleotidy“. Povedané nejakým spôsobom, sú ako tehly, ktoré tvoria genotyp rôznych foriem života. Nebudem sa veľmi zaoberať chemickým zložením týchto molekúl, aj keď v tom spočíva niekoľko rozdielov medzi DNA a RNA.

Stredobodom tejto štruktúry je pentóza (molekula s 5 atómami uhlíka), ktorá v prípade RNA predstavuje ribózu, zatiaľ čo v prípade DNA ide o deoxyribózu. Obidve pomenovávajú príslušné nukleové kyseliny. Deoxyribóza poskytuje väčšiu chemickú stabilitu ako ribóza, čo zvyšuje bezpečnosť štruktúry DNA.

Nukleotidy sú stavebným kameňom nukleových kyselín, ale tiež zohrávajú dôležitú úlohu ako voľná molekula v prenos energie v metabolických procesoch bunky (napríklad v ATP).

• Súvisiaci článok: „Hlavné typy buniek ľudského tela"

Štruktúry a typy

Existuje niekoľko typov nukleotidov a nie všetky sa nachádzajú v oboch nukleových kyselinách: adenozín, guanín, cytozín, tymín a uracil. Prvé tri sú zdieľané v dvoch nukleových kyselinách. Tymín je iba v DNA, zatiaľ čo uracil je jeho RNA náprotivkom.

Konfigurácia nukleových kyselín sa líši v závislosti od formy života, o ktorej sa hovorí. V prípade eukaryotické živočíšne bunky, ako sú ľudia sú pozorované rozdiely medzi DNA a RNA v ich štruktúre, okrem rozdielnej prítomnosti tymínových a uracilových nukleotidov uvedených vyššie.

Rozdiely medzi RNA a DNA

Ďalej vidíte základné rozdiely medzi týmito dvoma typmi nukleovej kyseliny.

1. DNA

Kyselina deoxyribonukleová je štruktúrovaná dvoma reťazcami, a preto hovoríme, že je dvojvláknová. Títo reťaze kreslia slávnu dvojzávitnicu lineárne, pretože sa navzájom prepletajú, akoby boli vrkoč. Súčasne sú reťazce DNA navinuté v chromozómoch, entitách, ktoré zostávajú zoskupené vo vnútri buniek.

Spojenie dvoch reťazcov DNA nastáva spojením medzi opačnými nukleotidmi. Toto sa nerobí náhodne, ale každý nukleotid má afinitu k jednému typu a nie k druhému: adenozín sa vždy viaže na tymín, zatiaľ čo guanín sa viaže na cytozín.

V ľudských bunkách existuje okrem jadra aj iný typ DNA: mitochondriálna DNA, genetický materiál ktorá sa nachádza vo vnútri mitochondrií, organely zodpovednej za bunkové dýchanie.

Mitochondriálna DNA je dvojvláknová, ale jej tvar je skôr kruhový než lineárny. Tento typ štruktúry je typicky pozorovaný v baktériách (prokaryotické bunky) čo sa myslí, že pôvodom tejto organely by mohla byť baktéria, ktorá sa spájala s bunkami eukaryoty.

2. RNA

Ribonukleová kyselina v ľudských bunkách sa nachádza lineárne ale je jednovláknový, to znamená, že je konfigurovaný vytvorením iba jedného reťazca. Tiež pri porovnaní ich veľkosti sú ich reťazce kratšie ako reťazce DNA.

Existuje však široká škála typov RNA, z ktorých tri sú najvýznamnejšie, pretože zdieľajú dôležitú funkciu syntézy proteínov:

• Messenger RNA (mRNA): pôsobí ako medzičlánok medzi DNA a syntézou bielkoviny.
• Transfer RNA (tRNA): transportuje aminokyseliny (jednotky tvoriace proteíny) pri syntéze proteínov. Existuje toľko druhov tRNA, koľko aminokyselín sa používa v proteínoch, konkrétne 20.
• Ribozomálna RNA (rRNA): sú súčasťou spolu s bielkovinami štruktúrneho komplexu nazývaného ribozóm, ktorý je zodpovedný za syntézu bielkovín.

Duplikácia, prepis a preklad

Názvy tejto časti sú tri veľmi odlišné procesy spojené s nukleovými kyselinami, ktoré sú však ľahko pochopiteľné.

Duplikácia zahŕňa iba DNA. Vyskytuje sa počas bunkového delenia, keď sa replikuje genetický obsah. Ako naznačuje jeho názov, jedná sa o duplikácia genetického materiálu za vzniku dvoch buniek s rovnakým obsahom. Je to, akoby príroda urobila kópie materiálu, ktorý sa neskôr použije ako plán, ktorý naznačuje, ako sa má prvok postaviť.

Prepis na druhej strane ovplyvňuje obe nukleové kyseliny. Všeobecne platí, že DNA potrebuje mediátora, aby mohla „extrahovať“ informácie z génov a syntetizovať proteíny; na to využíva RNA. Prepis je proces prenosu genetického kódu z DNA na RNA so štrukturálnymi zmenami, ktoré so sebou prináša.

Nakoniec preklad pôsobí iba na RNA. Gén už obsahuje pokyny, ako štrukturovať špecifický proteín, a bol prepísaný do RNA; teraz už len potrebujeme prejsť od nukleovej kyseliny k proteínu.

Genetický kód obsahuje rôzne kombinácie nukleotidov, ktoré majú význam pre syntézu proteínov. Napríklad kombinácia nukleotidov adenínu, uracilu a guanínu v RNA vždy naznačuje, že bude umiestnená aminokyselina metionín. Preklad je prechod z nukleotidov na aminokyseliny, tj. čo sa prekladá, je genetický kód.

• Súvisiaci článok: „Sme otrokmi svojich génov?”

Bibliografické odkazy:

• Alquist, P. (2002). RNA-závislé RNA polymerázy, vírusy a tlmenie RNA. Science 296 (5571): 1270-1273.
• Dahm, R. (2005). Friedrich Miescher a objav DNA. Developmental Biology 278 (2): 274-288.
• Dame, R.T. (2005). Úloha proteínov asociovaných s nukleoidmi v organizácii a zhutňovaní bakteriálneho chromatínu. Mol. Microbiol. 56 (4): 858-70.
• Hüttenhofer, A., Schattner, P., Polacek, N. (2005). Nekódujúce RNA: nádej alebo humbuk?. Trends Genet 21 (5): 289-297.
• Mandelkern, M., Elias, J., Eden, D., Crothers, D. (1981). Rozmery DNA v roztoku. J. Mol. Biol. 152(1): 153 - 161.
• Tuteja, N., Tuteja, R. (2004). Rozlúštenie DNA helikáz. Motív, štruktúra, mechanizmus a funkcia. Eur J Biochem 271 (10): 1849-1863.