Obsah
Důležitost genetického kódu spočívá v jeho přirozené schopnosti vytvářet bílkoviny, základní jednotky struktury a funkce v každé živé buňce. Všechny organismy obsahují jako svůj genetický kód RNA nebo DNA. První organismy používaly jako svůj kód RNA nebo ribonukleovou kyselinu k výrobě proteinů. Jak se složitější formy života zvyšovaly, nahradila DNA nebo deoxyribonukleová kyselina RNA jako záhadná zpráva, kterou buňky převádějí do životodárných procesů, ale RNA si zachovala speciální funkce související s DNA a výrobou proteinů. RNA může v některých organismech vykonávat funkce proteinů i DNA s menší účinností.
Složení a struktura
DNA je větší a rozsáhlejší struktura než RNA. DNA obsahuje dva řetězce, které se navzájem doplňují a spojují se chemickými vazbami. RNA se skládá z jednoho řetězce. DNA je podobná točitému schodišti, zatímco RNA je pouze jednou polovinou schodiště. RNA používá jako svou složku cukr ribózu, zatímco DNA používá deoxyribózu, která je přesně stejná jako ribóza bez atomu kyslíku.
Obě nukleové kyseliny mají nukleotidy, struktury tvořené střídavými molekulami cukru a fosfáty spojené s jinou molekulou - dusíkatou bází. Cukry a fosfáty, které se navzájem střídají, tvoří „schody žebříku“. Dusíkaté báze (puriny a pyrimidiny) visí ze složky cukru. DNA i RNA obsahují puriny adenin a guanin. DNA používá pyrimidiny cytosin a thymin, zatímco RNA cytosin a uracil.
Funkce
DNA má v buňkách jedinečnou a centrální funkci: ukládání kódu genetické informace. V buňkách existují tři různé typy RNA a každý typ má specifickou strukturu a funkci. Poselská RNA (mRNA) se vytváří, když buňka potřebuje produkovat proteiny. Během procesu zvaného transkripce signál spouští řetězce DNA a mRNA se tvoří podél jednoho řetězce DNA, nukleotid po nukleotidu. Jediné vlákno mRNA putuje do ribozomu. Ribozomální RNA nebo rRNA je součástí ribozomů, struktur, kde jsou syntetizovány proteiny. Přenos RNA nebo tRNA nese aminokyseliny - základní jednotky, které tvoří proteiny - do ribozomů, aby se připojily k řetězci mRNA. Každá tRNA obsahuje jednu specifickou aminokyselinu. Protein je vytvářen podél řetězce mRNA, po jedné aminokyselině. Jakmile tRNA uvolní aminokyselinu, trvá další a vrátí se na místo syntézy proteinů.
Rozdělení
DNA se nachází buď ve specifických oblastech buněk, nebo zůstává uvnitř jádra, kde je chráněna jaderným obalem. RNA, která se vyskytuje ve větším počtu než DNA, se šíří buňkami. MRNA neexistuje, dokud signál z jádra nevyžaduje syntézu bílkovin a řetězec mRNA se začne tvořit před vaším modelem DNA v jádru. Uvnitř ribozomů drží rRNA protein na místě. Mezitím molekuly tRNA plují v cytoplazmě - želatinové látce, která tvoří vnitřek buňky. Zatímco řetězec mRNA je držen na místě ribozomem, tRNA se pohybuje kolem cytoplazmy a hledá plovoucí aminokyseliny specifické pro určité jednotky tRNA.
Stabilita
Zdá se, že RNA byla předchůdcem DNA, ale postupem času se ukázalo, že DNA je lépe přizpůsobena úloze skladování genetického materiálu. DNA je strukturálně stabilnější než RNA, zčásti kvůli složení cukrové skupiny. Deoxyribóza, která postrádá atom kyslíku, nereaguje tak snadno jako ribóza. Někdy molekuly cukru ztrácejí vazby s dusíkatými bázemi: tyto chyby se vyskytují častěji v RNA než v DNA. Dvojitý řetězec DNA také molekulu stabilizuje a brání chemickým látkám ve snadném zničení.
Protože DNA se skládá ze dvou řetězců, může být opravena pomocí ovlivněného řetězce a sestavit nový protilehlý řetězec. Během procesu replikace se chyby vyskytují častěji v duplikující RNA než v DNA. A konečně, energie potřebná k rozbití RNA je menší než k rozbití DNA, což znamená, že RNA může být snadněji rozlomena.
Důsledky pro viry
Virus, považovaný za neživý, může jako svůj genetický kód využívat DNA i RNA a typ nukleové kyseliny významně mění účinnost viru. Obecně platí, že RNA viry mají tendenci způsobovat nebezpečnější nemoci. Vzhledem k tomu, že RNA je méně stabilní než DNA, transformuje se třikrát rychleji než DNA viry. Časté mutace způsobují, že se RNA viry lépe adaptují na imunitní systém hostitele. Viry často vstupují do svých hostitelů tělem prostřednictvím jakéhokoli mezilehlého transportu, který se nazývá vektor. DNA viry mají více vektorových omezení než RNA viry, což znamená, že více organismů může nést a přenášet RNA viry. Kromě toho mají DNA viry tendenci držet se hostitele, zatímco RNA viry mohou být schopné infikovat širokou škálu hostitelů.