תוֹכֶן
חומצה Deoxyribonucleic וחומצה ribonucleic - DNA ו- RNA - הן מולקולות קשורות קשר הדוק שמשתתפות בהעברה וביטוי של מידע גנטי. בעוד שהם דומים למדי, קל מאוד גם להשוות ולהבדיל בין DNA ו- RNA בזכות הפונקציות הספציפיות והשונות שלהם.
שתיהן מורכבות משרשראות מולקולריות המכילות יחידות מתחלפות של סוכר ופוספט. מולקולות המכילות חנקן, הנקראות בסיסי נוקליאוטידים, תלויים על כל יחידת סוכר. יחידות הסוכר השונות ב- DNA ו- RNA אחראיות להבדלים בין שני הכימיקלים הביוכימיים.
מבנה RNA ופיזיות DNA
ריבוז, הסוכר של RNA, הוא בעל מבנה טבעתי המסודר כחמישה אטומי פחמן ואטום חמצן אחד. כל פחמן נקשר לאטום מימן ולקבוצה הידרוקסיל, שהיא מולקולה של חמצן אחד ואטום מימן אחד. Deoxyribose זהה לריבוז של RNA פרט לכך שפחמן אחד נקשר לאטום מימן במקום לקבוצה הידרוקסילית.
הבדל אחד זה אומר ששני גדילי DNA יכולים ליצור מבנה סליל כפול ואילו RNA נותר כמו גדיל בודד. מבנה ה- DNA עם הסליל הכפול שלו יציב מאוד, מה שנותן לו את היכולת לקודד מידע לאורך זמן ולפעול כחומר גנטי אורגניזם.
לעומת זאת, RNA אינו יציב בצורה הצורנית היחידה שלו, וזו הסיבה שנבחרה ב- DNA מבחינה אבולוציונית על פני RNA כמידע על מידע גנטי. התא יוצר RNA לפי הצורך בתהליך התמלול, אך ה- DNA משכפל את עצמו.
בסיסי נוקלאוטידים
כל יחידת סוכר ב- DNA ו- RNA נקשרת לאחד מארבעה בסיסי נוקליאוטידים. גם DNA וגם RNA משתמשים בבסיסים A, C ו- G. עם זאת, DNA משתמש בבסיס T ואילו RNA משתמש בבסיס U במקום. רצף הבסיסים לאורך גדילי ה- DNA וה- RNA הוא הקוד הגנטי שאומר לתא כיצד להכין חלבונים.
ב- DNA הבסיסים של כל גדיל נקשרים לבסיסים בגדיל השני ויוצרים את מבנה הסליל הכפול. ב- DNA, A's יכולות להיקשר רק ל- T ו- C יכול רק להיקשר ל- G. מבנה של סליל DNA נשמר בפקעת חלבון-RNA המכונה כרומוזום.
תפקידים בתמלול
התא מייצר חלבון על ידי תמלול ה- DNA ל- RNA ואז תרגום ה- RNA לחלבונים. במהלך התעתיק, חלק ממולקולת ה- DNA, המכונה גן, נחשף לאנזימים המרכיבים קווצות RNA על פי כללי הכריכה על בסיס נוקליאוטיד.
ההבדל היחיד הוא שבסיסי DNA A נקשרים לבסיסי RNA U. האנזים RNA פולימראז קורא כל בסיס DNA בגן ומוסיף את בסיס ה- RNA המשלים לחוט ה- RNA הגדל. בדרך זו המידע הגנטי של ה- DNA מועבר ל- RNA.
הבדלים אחרים עם מולקולות DNA ו- RNA
התא משתמש גם בסוג שני של RNA לייצור ריבוזומים, שהם מפעלים זעירים לייצור חלבונים. סוג שלישי של RNA מסייע בהעברת חומצות אמינו לגדילי חלבון גדלים. ה- DNA אינו ממלא תפקיד בתרגום.
קבוצות ההידרוקסיל הנוספות של RNA הופכות אותה למולקולה תגובית פחות יציבה בתנאים אלקליין מאשר DNA. המבנה ההדוק של סליל כפול של DNA הופך אותו פחות פגיע לפעולת האנזים, אך RNA עמיד יותר בפני קרניים אולטרה סגולות.
הבדל נוסף בין שתי המולקולות הוא מיקומם בתא. באאוקריוטות DNA נמצא רק בתוך אברונים סגורים. רוב התאים ה- DNA נמצא סגור בגרעין עד שהתא מתחלק והמעטפת הגרעינית מתפרקת. ניתן למצוא גם DNA בתוך המיטוכונדריה והכלורופלסטים (שניהם גם אברונים הקשורים לקרום).
עם זאת, RNA נמצא בכל התא. ניתן למצוא אותו בתוך הגרעין, צף חופשי בציטופלזמה, כמו גם בתוך אברונים כמו הרטיפלום האנדופלמזי.