DNA, või desoksüribonukleiinhape on nagu bioloogiliste juhiste kavand, mida elusorganism peab eksisteerimiseks ja funktsionaalsuse säilitamiseks järgima. RNA, või ribonukleiinhape, aitab seda juhendit täita. Neist kahest on RNA mitmekülgsem kui DNA, mis suudab organismis täita arvukalt erinevaid ülesandeid, kuid DNA on stabiilsem ja hoiab pikema aja jooksul keerukamat teavet.
DNA | RNA | |
---|---|---|
Tähistab | DeoksüriboNukleiinhape. | RiboNucleicAcid. |
Definitsioon | Nukleiinhape, mis sisaldab geneetilisi juhiseid, mida kasutatakse kõigi tänapäevaste elusorganismide arendamisel ja toimimisel. DNA geenid ekspresseeritakse või avalduvad valkude kaudu, mida selle nukleotiidid RNA abil toodavad. | DNA-st leitud teave määrab, millised tunnused luuakse, aktiveeritakse või desaktiveeritakse, samal ajal kui erinevad RNA vormid toimivad. |
Funktsioon | Bioloogiliste juhiste kavand, mida elusorganism peab eksisteerima ja funktsionaalseks jääma. Keskmine geeniteabe pikaajalise ja stabiilse säilitamise ja edastamise keskpunkt. | Aitab viia läbi DNA plaanimisjuhiseid. Valkude loomiseks vajalik geneetiline kood siirdub tuumast ribosoomi. |
Struktuur | Kaheahelaline. Sellel on kaks nukleotiidi ahelat, mis koosnevad selle fosfaatrühmast, viiest süsinikust koosnevast suhkrust (stabiilne 2-desoksüriboos) ja neljast lämmastikku sisaldavast nukleobaasist: adeniin, tümiin, tsütosiin ja guaniin. | Üheahelaline. Sarnaselt DNA-le koosneb RNA selle fosfaatrühmast, viiest süsinikust koosnevast suhkrust (vähem stabiilne riboos) ja 4 lämmastikku sisaldavast nukleoalusest: adeniin, uratsiil (mitte tümiin), guaniin ja tsütosiin. |
Aluste sidumine | Adeniini seosed tümiiniga (A-T) ja tsütosiin seosed guaniiniga (C-G). | Adeniini seosed uratsiiliga (A-U) ja tsütosiin seosed guaniiniga (C-G). |
Asukoht | DNA-d leidub raku tuumas ja mitokondrites. | Sõltuvalt RNA tüübist leitakse see molekul raku tuumas, selle tsütoplasmas ja ribosoomis. |
Stabiilsus | DNA desoksüribosuhkur on vähem reageeriv C-H sidemete tõttu. Stabiilne aluselistes tingimustes. DNA-l on väiksemad sooned, mis raskendab ensüümide "rünnakut". | Ribose suhkur on C-OH (hüdroksüül) sidemete tõttu reaktiivsem. Ei ole leeliselistes tingimustes stabiilne. RNA-l on suuremad sooned, mis lihtsustab ensüümide "ründamist". |
Paljundamine | DNA kordub ise. | RNA sünteesitakse vajadusel DNA-st. |
Ainulaadsed omadused | DNA heeliksi geomeetria on B-vormiga. DNA on tuumas kaitstud, kuna see on tihedalt pakitud. Ultraviolettkiirtega kokkupuude võib DNA-d kahjustada. | RNA heeliksi geomeetria on A-vormi. RNA ahelaid tehakse pidevalt, lagundatakse ja taaskasutatakse. RNA on ultraviolettkiirte tekitatavate kahjustuste suhtes vastupidavam. |
DNA ja RNA on nukleiinhapped. Nukleiinhapped on pikad bioloogilised makromolekulid, mis koosnevad väiksematest molekulidest, mida nimetatakse nukleotiidideks. DNA-s ja RNA-s sisaldavad need nukleotiidid nelja nukleobaasi - mida mõnikord nimetatakse lämmastiku alusteks või lihtsalt alusteks - kaks puriini ja pürimidiini alust.
DNA ja RNA struktuurilised erinevused.DNA-d leidub raku tuumas (tuuma-DNA) ja mitokondrites (mitokondriaalne DNA). Sellel on kaks nukleotiidide ahelad, mis koosnevad selle fosfaatrühmast, viiest süsinikusuhkrust (stabiilne 2-desoksüboos) ja neljast lämmastikku sisaldavast nukleoalusest: adeniin, tümiin, tsütosiin ja guaniin.
Transkriptsiooni ajal moodustub RNA, üheahelaline, lineaarne molekul. See täiendab DNA-d, aidates täita neid ülesandeid, mille DNA selle koostamiseks loetleb. Nagu DNA, koosneb ka RNA selle fosfaatrühmast, viiest süsinikust koosnevast suhkrust (vähem stabiilne riboos) ja neljast lämmastikku sisaldavast nukleoalusest: adeniin, uratsiil (mitte tümiin), guaniin ja tsütosiin.
RNA voldib ennast juuksenõelaks.Mõlemas molekulis kinnituvad nukleobaasid nende suhkru-fosfaadi karkassiga. Iga DNA nukleotiidi ahela nukleobaas kinnitub teisel ahelal oma partneri nukleobaasiga: adeniin seob tümiiniga ja tsütosiin seos guaniiniga. See ühendamine põhjustab DNA kahe ahela keerdumist ja keerdumist üksteise ümber, moodustades mitmesuguseid kujundeid, näiteks kuulus kahekordne spiraal (DNA "lõdvestunud" vorm), ringid ja superrullid.
RNA-s, adeniin ja uratsiil (mitte tümiin) seostuvad, samal ajal kui tsütosiin seostub endiselt guaniiniga. Üheahelaliste molekulidena voldib RNA enda nukleobaaside ühendamiseks iseenesest, ehkki mitte kõik ei saa partneriks. Need järgnevad kolmemõõtmelised kujundid, millest kõige tavalisem on juuksenõel, aitavad kindlaks teha, millist rolli RNA molekul mängib - Messenger RNA-na (mRNA), RNA ülekandena (tRNA) või ribosoomi RNA-na (rRNA).
DNA pakub elusorganismidele juhiseid - geneetilist teavet kromosomaalses DNA-s -, mis aitavad kindlaks teha organismi bioloogia olemust, selle väljanägemist ja funktsioneerimist, tuginedes varasematelt põlvkondadele paljunemise kaudu edastatud teabele. Evolutsiooniteooria keskmes on aja jooksul DNA-s leitud aeglased ja püsivad muutused, mida tuntakse mutatsioonidena, mis võivad olla hävitavad, neutraalsed või organismile kasulikud.
Geene leidub pikkade DNA ahelate väikestes segmentides; inimestel on umbes 19 000 geeni. Geenides leiduvad üksikasjalikud juhised, mis määravad kindlaks DNA nukleobaaside järjestamise, vastutavad nii suurte kui väikeste erinevuste eest erinevate elusorganismide vahel ja isegi sarnaste elusorganismide vahel. DNA geneetiline teave on see, mis paneb taimed välja nägema taimed, koerad näevad välja nagu koerad ja inimesed näevad välja nagu inimesed; see takistab ka erinevatel liikidel järglaste tootmist (nende DNA ei sobi kokku, moodustades uue tervisliku elu). Geneetiline DNA põhjustab mõnedel inimestel lokkis, mustad juuksed ja teistel sirged, blondid juuksed ning see muudab identsed kaksikud nii sarnaseks. (Vt ka genotüüp vs fenotüüp.)
RNA-l on mitu erinevat funktsiooni, mis on küll omavahel ühendatud, kuid sõltuvalt tüübist pisut. Seal on kolm peamist RNA tüüpi:
DNA geenid ekspresseeritakse või avalduvad valkude kaudu, mida selle nukleotiidid RNA abil toodavad. Tunnused (fenotüübid) pärinevad valkudest, mis on sisse ja välja lülitatud. DNA-st leitud teave määrab, millised tunnused luuakse, aktiveeritakse või desaktiveeritakse, samal ajal kui erinevad RNA vormid toimivad.
Üks hüpotees näitab, et RNA eksisteeris enne DNA-d ja et DNA oli RNA mutatsioon. Allolevas videos käsitletakse seda hüpoteesi põhjalikumalt.