Obsah
Dôležitosť genetického kódu spočíva v jeho inherentnej schopnosti produkovať proteíny, základné jednotky štruktúry a funkcie v každej živej bunke. Všetky organizmy obsahujú ako svoj genetický kód RNA alebo DNA. Prvé organizmy používali ako svoj kód na výrobu proteínov RNA alebo ribonukleovú kyselinu. Keď sa zložitosť životných foriem zvýšila, nahradila RNA alebo zárodočná kyselina deoxyribonukleová RNA záhadnú správu, ktorú bunky transformujú do životodarných procesov, ale RNA si zachovala špeciálne funkcie súvisiace s DNA a výrobou proteínov. RNA môže v niektorých organizmoch vykonávať funkcie bielkovín aj DNA s menšou účinnosťou.
Zloženie a štruktúra
DNA je väčšia a rozsiahlejšia štruktúra ako RNA. DNA obsahuje dva reťazce, ktoré sa navzájom dopĺňajú a spájajú sa prostredníctvom chemických väzieb. RNA sa skladá z jedného vlákna. DNA je podobná točitému schodisku, zatiaľ čo RNA je iba jednou polovicou schodiska. RNA používa ako svoju zložku cukor ribózu, zatiaľ čo DNA používa deoxyribózu, ktorá je úplne rovnaká ako ribóza bez kyslíkového atómu.
Obe nukleové kyseliny majú nukleotidy, štruktúry tvorené striedajúcimi sa molekulami cukru a fosfáty spojené s ďalšou molekulou - dusíkatou bázou. Cukry a fosfáty sa navzájom striedajú a tvoria „schody po rebríku“. Dusíkaté zásady (puríny a pyrimidíny) visia zo zložky cukru. DNA aj RNA obsahujú puríny adenín a guanín. DNA využíva pyrimidíny cytozín a tymín, zatiaľ čo RNA cytosín a uracil.
Funkcie
DNA má v bunkách jedinečnú a centrálnu funkciu: ukladá kód genetickej informácie. V bunkách existujú tri rôzne typy RNA a každý typ má špecifickú štruktúru a funkciu. Messengerová RNA (mRNA) sa vytvára, keď bunka potrebuje produkovať proteíny. Počas procesu nazývaného transkripcia signál spúšťa reťazce DNA a mRNA sa tvorí pozdĺž jedného vlákna DNA, nukleotid po nukleotide. Jediné vlákno mRNA putuje do ribozómu. Ribozomálna RNA alebo rRNA je súčasťou ribozómov, štruktúr, kde sa syntetizujú proteíny. Transfer RNA alebo tRNA prenáša aminokyseliny - základné jednotky, ktoré tvoria proteíny - do ribozómov, aby sa pripojili k reťazcu mRNA. Každá tRNA obsahuje jednu špecifickú aminokyselinu. Proteín je tvorený pozdĺž mRNA reťazca, po jednej aminokyseline. Akonáhle tRNA uvoľní aminokyselinu, trvá ďalšiu a vráti sa do miesta syntézy proteínov.
Distribúcia
DNA sa nachádza buď v špecifických oblastiach buniek, alebo zostáva vo vnútri jadra, kde je chránená jadrovým obalom. RNA, ktorá sa vyskytuje vo väčšom množstve ako DNA, sa šíri bunkami. MRNA neexistuje, kým signál z jadra nevyžaduje syntézu proteínov a mRNA reťazec sa začne vytvárať pred vašim modelom DNA v jadre. Vo vnútri ribozómov drží rRNA proteín na svojom mieste. Medzitým molekuly tRNA plávajú v cytoplazme - želatínovej látke, ktorá tvorí vnútro bunky. Zatiaľ čo mRNA vlákno drží na svojom mieste ribozóm, tRNA sa pohybuje okolo cytoplazmy a hľadá vznášajúce sa aminokyseliny špecifické pre určité jednotky tRNA.
Stabilita
Zdá sa, že RNA bola predchodcom DNA, ale časom sa ukázalo, že DNA je lepšie prispôsobená úlohe skladovania genetického materiálu. DNA je štrukturálne stabilnejšia ako RNA, čiastočne kvôli zloženiu cukrovej zložky. Deoxyribóza, ktorej chýba atóm kyslíka, nereaguje tak ľahko ako ribóza. Molekuly cukru niekedy strácajú väzby s dusíkatými bázami: tieto chyby sa vyskytujú častejšie v RNA ako v DNA. Dvojitý reťazec DNA tiež stabilizuje molekulu a zabráni jej ľahkému zničeniu chemikáliami.
Pretože DNA sa skladá z dvoch reťazcov, je možné ju opraviť pomocou ovplyvneného vlákna, aby sa vytvoril nový opačný reťazec. Počas procesu replikácie sa chyby vyskytujú častejšie v duplikujúcej RNA ako v DNA. Nakoniec je energia potrebná na rozbitie RNA menšia ako na rozbitie DNA, čo znamená, že RNA sa dá ľahšie rozbiť.
Dôsledky pre vírusy
Vírus, ktorý sa považuje za neživý, môže ako svoj genetický kód používať DNA aj RNA a typ nukleovej kyseliny významne mení účinnosť vírusu. Všeobecne majú RNA vírusy tendenciu spôsobovať nebezpečnejšie choroby. Pretože RNA je menej stabilná ako DNA, transformuje sa 300-krát rýchlejšie ako DNA vírusy. Časté mutácie spôsobujú, že sa vírusy RNA lepšie adaptujú na imunitný systém hostiteľa. Vírusy často vstupujú do svojich hostiteľov telom prostredníctvom akéhosi medziľahlého transportu, ktorý sa nazýva vektor. DNA vírusy majú viac vektorových obmedzení ako RNA vírusy, čo znamená, že viac organizmov môže prenášať a prenášať RNA vírusy. Okrem toho majú DNA vírusy tendenciu držať sa hostiteľa, zatiaľ čo RNA vírusy môžu byť schopné infikovať širokú škálu hostiteľov.