science >> Wetenschap >  >> Biologie

Waarom DNA de meest gunstige moleculen is voor genetisch materiaal en hoe RNA zich verhoudt tot deze Respect

Met uitzondering van bepaalde virussen, draagt ​​DNA in plaats van RNA de erfelijke genetische code in al het biologische leven op aarde. DNA is zowel veerkrachtiger en gemakkelijker te repareren dan RNA. Dientengevolge dient DNA als een stabielere drager van de genetische informatie die essentieel is voor overleving en voortplanting.

DNA is stabieler

Zowel DNA als RNA bevatten de suikerriffose, die is in wezen een ring van koolstofatomen omgeven door zuurstof en waterstof. Maar terwijl RNA een volledige ribosesuiker bevat, bevat DNA een ribosesuiker die één zuurstof en één waterstofatoom heeft verloren. Leuk feit: dit kleine verschil verklaart de verschillende namen toegewezen aan RNA en DNA - ribonucleïnezuur versus deoxyribonucleïnezuur. De extra zuurstof- en waterstofatomen in RNA laten het vatbaar voor hydrolyse, een chemische reactie die het RNA-molecuul effectief doormidden breekt. Onder normale cellulaire omstandigheden ondergaat RNA bijna 100 keer sneller hydrolyse dan DNA, wat DNA een stabielere molecuul maakt.

DNA is gemakkelijker gerepareerd

In zowel DNA als RNA is de basale cytosine vaak ondergaat een spontane chemische reactie die bekend staat als "deaminatie". Het resultaat van deaminatie is dat cytosine verandert in uracil, een andere nucleïnezuurbasis. In RNA, dat zowel uracil- als cytosine-basen bevat, zijn natuurlijke uracil-basen en uracil-basen die het resultaat waren van deaminatie van cytosine niet te onderscheiden. Daarom kan de cel niet "weten" of uracil er zou moeten zijn of niet, waardoor het onmogelijk wordt om cytosinedesininatie in RNA te repareren. DNA bevat echter thymine in plaats van uracil. De cel identificeert alle uracilbasen in DNA als zijnde het resultaat van cytosinedesmination en kan het DNA-molecuul repareren.

DNA's Info is beter beschermd

Het dubbelstrengs karakter van DNA, in tegenstelling om de enkelstrengige aard van RNA, draagt ​​verder bij aan de voorkeur van DNA als het genetische materiaal. De DNA-structuur met dubbele helix plaatst basen in de structuur en beschermt de genetische informatie tegen chemische mutagenen, dat wil zeggen tegen chemicaliën die reageren met de basen en mogelijk de genetische informatie veranderen. In enkelstrengs RNA daarentegen zijn de basen blootgesteld en kwetsbaarder voor reactie en degradatie.

Dubbele strengen toestaan ​​dubbele controle

Wanneer DNA wordt gerepliceerd, is de nieuwe dubbelzijdige gestrand DNA-molecuul bevat één ouderstreng - die dient als de matrijs voor replicatie - en één dochterstreng van nieuw gesynthetiseerd DNA. Als er een base-mismatch over de strengen is, zoals vaak gebeurt na replicatie, kan de cel het juiste basepaar van de parentale DNA-streng identificeren en dienovereenkomstig repareren. Als op een nucleotide-positie bijvoorbeeld de ouderstreng een thymine bevat en de dochter een cytosine streng, weet de cel de misaanpassing te repareren door de instructies in de ouderstreng te volgen. De cel zal daarom de cytosine van de dochterstreng vervangen door een adenosine. Omdat RNA enkelstrengs is, kan het niet op deze manier worden gerepareerd.