Deoxyribonucleïnezuur (DNA) en ribonucleïnezuur (RNA) zijn de twee nucleïnezuren die in de natuur worden gevonden. Nucleïnezuren vertegenwoordigen op hun beurt een van de vier 'levensmoleculen' of biomoleculen. De anderen zijn eiwitten
, koolhydraten
en lipiden
. Nucleïnezuren zijn de enige biomoleculen die niet kunnen worden gemetaboliseerd om adenosinetrifosfaat (ATP, de "energievaluta" van cellen) te genereren.

DNA en RNA bevatten beide chemische informatie in de vorm van een vrijwel identieke en logisch eenvoudige genetische code. DNA is de bron van het bericht en het middel waarmee het wordt doorgegeven aan volgende generaties cellen en hele organismen. RNA is de transportband
van het bericht van de instructeur aan de assemblagelijnwerkers.

Terwijl DNA rechtstreeks verantwoordelijk is voor messenger RNA (mRNA) -synthese in het proces genaamd transcriptie, DNA vertrouwt ook op RNA om goed te functioneren om zijn instructies over te dragen aan ribosomen in de cellen. Van de nucleïnezuren DNA en RNA kan daarom worden gezegd dat ze een onderlinge afhankelijkheid hebben ontwikkeld die beide even belangrijk zijn voor de missie van het leven.
Nucleïnezuren: overzicht

Nucleïnezuren zijn lange polymeren die bestaan uit afzonderlijke elementen die < em> nucleotiden
. Elk nucleotide bestaat uit drie afzonderlijke elementen: een tot drie fosfaatgroepen, een ribosesuiker en een van de vier mogelijke stikstofbasen.

Bij prokaryoten, die een celkern missen, zijn zowel DNA als RNA vrij in het cytoplasma. In eukaryoten, die een celkern hebben en ook een aantal gespecialiseerde organellen bezitten, wordt DNA voornamelijk in de kern gevonden. Maar het kan ook worden gevonden in de mitochondriën en, in planten, in chloroplasten.

Eukaryotisch RNA wordt ondertussen gevonden in de kern en
in het cytoplasma.
Wat zijn Nucleotiden?

Een nucleotide is de monomere eenheid van een nucleïnezuur, naast het hebben van andere cellulaire functies. Een nucleotide bestaat uit een vijf-koolstof (pentose) suiker in een binnenring met vijf atomen, een tot drie fosfaatgroepen en een stikstofbase.

In DNA zijn er vier mogelijke basen: adenine (A) en guanine (G), die purines zijn, en cytosine (C) en thymine (T), die pyrimidines zijn. RNA bevat ook A, G en C, maar vervangt uracil (U) voor thymine
.

In nucleïnezuren hebben de nucleotiden allemaal een fosfaatgroep, die wordt gedeeld met de volgende nucleotide in de nucleïnezuurketen. Vrije nucleotiden kunnen echter meer hebben.

Beroemd is dat adenosinedifosfaat (ADP) en adenosinetrifosfaat (ATP) elke seconde deelnemen aan talloze metabole reacties in uw eigen lichaam.
De structuur van DNA versus RNA

Zoals gezegd, terwijl DNA en RNA elk twee purine stikstofbasen en twee pyrimidine stikstofbasen bevatten, en dezelfde purinebasen (A en G) en een van dezelfde pyrimidine-basen (C) bevatten, verschillen ze in dat DNA T als zijn tweede pyrimidinebase heeft, terwijl RNA U overal heeft waar T in DNA zou verschijnen.

Purines zijn groter dan pyrimidines omdat ze twee
verbonden stikstofhoudende ringen bevatten aan de < em> one
in pyrimidines. Dit heeft implicaties voor de fysieke vorm waarin DNA in de natuur voorkomt: het is dubbelstrengs en is in het bijzonder een dubbele helix. De strengen worden verbonden door de pyrimidine- en purinebasen op aangrenzende nucleotiden; als twee purines of twee pyrimidines werden verbonden, zou de afstand respectievelijk te groot of twee klein zijn.

RNA daarentegen is enkelstrengig.

De ribosesuiker in DNA is deoxyribose "whereas that in RNA is ribose.", 3, [[Deoxyribose is identiek aan ribose behalve dat de hydroxyl (-OH) groep op de 2-koolstofpositie is vervangen door een waterstofatoom.
Base-Pair Bonding in nucleïnezuren

Zoals opgemerkt, in nucleïnezuren , purinebasen moeten binden aan pyrimidinebasen om een stabiel dubbelstrengs (en uiteindelijk dubbel-helisch) molecuul te vormen. Maar het is eigenlijk specifieker dan dat. De purine A bindt aan en alleen aan de pyrimidine T (of U), en de purine G bindt aan en alleen aan de pyrimidine C.

Dit betekent dat wanneer u de basensequentie van een DNA-streng kent, u kunt de exacte basensequentie van zijn complementaire (partner) streng bepalen. Beschouw complementaire strengen als invers of fotografische negatieven van elkaar.

Als u bijvoorbeeld een DNA-streng met de basensequentie ATTGCCATATG hebt, kunt u afleiden dat de overeenkomstige complementaire DNA-streng de basis moet hebben sequentie TAACGGTATAC.

RNA-strengen zijn een enkele streng, maar ze komen in verschillende vormen voor in tegenstelling tot DNA. Naast mRNA zijn de andere twee hoofdtypen van RNA ribosomaal RNA (rRNA) en overdracht-RNA (tRNA).
De rol van DNA versus RNA bij eiwitsynthese

DNA en RNA bevatten beide genetische informatie. In feite bevat mRNA dezelfde informatie als het DNA waarvan het is gemaakt tijdens transcriptie, maar in een andere chemische vorm.

Wanneer DNA wordt gebruikt als een sjabloon om mRNA te maken tijdens transcriptie in de kern van een eukaryoot cel, het synthetiseert een streng die het RNA-analoog is van de complementaire DNA-streng. Met andere woorden, het bevat ribose in plaats van deoxyribose, en waar T in DNA aanwezig zou zijn, is U in plaats daarvan aanwezig.

Tijdens transcriptie wordt een product met een relatief beperkte lengte gecreëerd. Deze mRNA-streng bevat meestal de genetische informatie voor een uniek eiwitproduct.

Elke strip van drie opeenvolgende basen in mRNA kan op 64 verschillende manieren variëren, het resultaat van vier verschillende basen op elke plek verhoogd tot de derde macht om rekening te houden met alle drie de plekken. Het is namelijk zo dat elk van de 20 aminozuren waaruit cellen eiwitten bouwen, wordt gecodeerd door precies zo'n drietal mRNA-basen, een triplet codon genoemd.
Vertaling op het Ribosoom

Nadat mRNA tijdens transcriptie door DNA is gesynthetiseerd, beweegt het nieuwe molecuul van de kern naar het cytoplasma en passeert het het kernmembraan door een kernporie. Vervolgens bundelt het de krachten met een ribosoom, dat net samenkomt uit zijn twee subeenheden, een grote en een kleine.

Ribosomen zijn de sites van vertaling
, of het gebruik van de informatie in mRNA om het overeenkomstige eiwit te produceren.

Tijdens vertaling, wanneer de mRNA-streng op het ribosoom "dokt", wordt het aminozuur dat overeenkomt met de drie blootgestelde nucleotidebasen - dat wil zeggen het tripletcodon - naar het gebied gebracht door tRNA. Er bestaat een subtype van tRNA voor elk van de 20 aminozuren, waardoor dit shuttlingproces geordender wordt.

Nadat het juiste aminozuur aan het ribosoom is bevestigd, wordt het snel verplaatst naar een nabijgelegen ribosomale plaats, waar de polypeptide
, of de groeiende keten van aminozuren voorafgaand aan de komst van elke nieuwe toevoeging, is in afrondende fase.

Ribosomen zelf bestaan uit een ongeveer gelijk mengsel van eiwitten en rRNA. De twee subeenheden bestaan als afzonderlijke entiteiten, behalve wanneer ze actief eiwitten synthetiseren.
Andere verschillen tussen DNA en RNA

DNA-moleculen zijn aanzienlijk langer dan RNA-moleculen; in feite vormt een enkel DNA-molecuul het genetische materiaal van een heel chromosoom, goed voor duizenden genen. Het feit dat ze überhaupt in chromosomen zijn gescheiden, is ook een bewijs van hun relatieve massa.

Hoewel RNA een bescheidener profiel heeft, is het feitelijk de meest diverse van de twee moleculen vanuit een functioneel oogpunt. Naast het voorkomen van tRNA-, mRNA- en rRNA-vormen, kan RNA in sommige situaties ook fungeren als een katalysator (versterker van reacties).