Tartalom
A genetikai kód fontossága abban rejlik, hogy benne rejlik a fehérjék, az egyes élő sejtek szerkezetének és működésének alapvető egységei. Minden organizmus RNS-t vagy DNS-t tartalmaz genetikai kódként. Az első organizmusok RNS-t vagy ribonukleinsavat használtak kódjukként a fehérjék előállításához. Mivel az életformák bonyolultabbá válnak, a DNS vagy a dezoxiribonukleinsav helyettesítette az RNS-t mint rejtélyes üzenetet, amelyet a sejtek életet adó folyamatokká alakítanak át, de az RNS megtartotta a DNS-sel és a fehérjék gyártásával kapcsolatos speciális funkciókat. Az RNS a fehérjék és a DNS funkcióit is képes ellátni egyes organizmusokban, kisebb hatékonysággal.
Összetétel és felépítés
A DNS nagyobb és kiterjedtebb szerkezet, mint az RNS. A DNS két láncot tartalmaz, amelyek kiegészítik egymást és kémiai kötéseken keresztül kapcsolódnak össze. Az RNS egyetlen szálból áll. A DNS hasonlít egy csigalépcsőhöz, míg az RNS csak a lépcső egyik fele. Az RNS a ribózt használja cukorkomponensként, míg a DNS dezoxiribózt használ, amely pontosan megegyezik a ribózzal, levonva egy oxigénatomot.
Mindkét nukleinsav nukleotidokkal rendelkezik, szerkezete váltakozó cukormolekulákból és foszfátokból áll, amelyek egy másik molekulához kapcsolódnak - egy nitrogén bázishoz. Az egymással váltakozó cukrok és foszfátok alkotják a "létra lépcsőit". A nitrogénbázisok (purinok és pirimidinek) lógnak a cukorkomponensen. Mind a DNS, mind az RNS tartalmaz purin adenint és guanint. A DNS a pirimidineket citozint és timinet használja, míg az RNS citozint és uracilt használ.
Funkciók
A DNS-nek egyedülálló és központi funkciója van a sejtekben: a genetikai információ kódjának tárolása. Három különböző típusú RNS létezik a sejtekben, és mindegyik típusnak sajátos szerkezete és funkciója van. A messenger RNS (mRNS) akkor jön létre, amikor a sejtnek fehérjéket kell termelnie. A transzkripciónak nevezett folyamat során egy jel váltja ki a DNS-szálakat, és az DNS egyetlen szála mentén mRNS képződik, nukleotidonként. Az mRNS egyetlen szála riboszómába jut. A riboszomális RNS vagy rRNS a riboszómák része, azok a struktúrák, ahol a fehérjék szintetizálódnak. A transzfer RNS vagy tRNS az aminosavakat - a fehérjéket előállító bázikus egységeket - riboszómákba hordozza, hogy kapcsolódjanak az mRNS-szálhoz. Minden tRNS egyetlen specifikus aminosavat tartalmaz. A fehérje az mRNS-lánc mentén épül fel, egy-egy aminosav. Amint a tRNS felszabadítja az aminosavat, vesz egy másikat, és visszatér a fehérjeszintézis helyére.
terjesztés
A DNS vagy a sejtek meghatározott területein található, vagy a mag belsejében marad, ahol a mag burkolata védi. Az RNS, amely nagyobb számban fordul elő, mint a DNS, szétterjed a sejtekben. Az mRNS addig nem létezik, amíg a sejtmagból érkező jel nem igényel fehérjeszintézist, és az mRNS-lánc elkezd kialakulni a DNS-modellje előtt a magban. A riboszómák belsejében az rRNS a fehérjét a helyén tartja. Eközben a tRNS-molekulák a citoplazmában úsznak - a kocsonyás anyag, amely a sejt belsejét képezi. Míg az riboszóma egy mRNS-szálat tart a helyén, a tRNS a citoplazma körül mozog, és a tRNS bizonyos egységeire specifikus lebegő aminosavakat keres.
Stabilitás
Úgy tűnik, hogy az RNS volt a DNS előfutára, de az idő múlásával a DNS jobban bebizonyosodott a genetikai anyag tárolásának feladatában. A DNS szerkezetileg stabilabb, mint az RNS, részben cukorrészének összetétele miatt. Az oxigénatom nélküli dezoxiribóz nem reagál olyan könnyen, mint a ribóz. Néha a cukormolekulák elveszítik kötéseiket nitrogénbázisokkal: ezek a hibák gyakrabban fordulnak elő az RNS-ben, mint a DNS-ben. A DNS kettős szála is stabilizálja a molekulát, megakadályozva, hogy a vegyi anyagok könnyen elpusztítsák.
Mivel a DNS két szálból áll, az érintett szál segítségével helyre lehet állítani egy új ellentétes szál összeállításához. A replikációs folyamat során az RNS duplikálásában gyakrabban fordulnak elő hibák, mint a DNS-ben. Végül, az RNS megtöréséhez szükséges energia kevesebb, mint a DNS megszakításához, vagyis az RNS könnyebben feltörhető.
Vírusokkal kapcsolatos következmények
Az élettelennek tekintett vírus mind a DNS-t, mind az RNS-t használhatja genetikai kódjaként, és a nukleinsav típusa jelentősen megváltoztatja a vírus hatékonyságát. Általában az RNS vírusok általában veszélyesebb betegségeket okoznak. Mivel az RNS kevésbé stabil, mint a DNS, a DNS-vírusokét meghaladó 300-szoros sebességgel transzformálódik. A gyakori mutációk hatására az RNS vírusok jobban alkalmazkodnak a gazda immunrendszeréhez. A vírusok gyakran a testen keresztül jutnak be gazdájukba egyfajta köztes transzport révén, amelyet vektornak neveznek. A DNS-vírusoknak több vektorkorlátozása van, mint az RNS-vírusoknak, ami azt jelenti, hogy több organizmus képes hordozni és továbbítani az RNS-vírusokat. Ezenkívül a DNS-vírusok hajlamosak ragaszkodni egy gazdaszervezethez, míg az RNS-vírusok képesek sokféle gazda megfertőzésére.