Indhold
Betydningen af den genetiske kode ligger i dens iboende evne til at give anledning til proteiner, de grundlæggende enheder af struktur og funktion i hver levende celle. Alle organismer indeholder RNA eller DNA som deres genetiske kode. De første organismer brugte RNA eller ribonukleinsyre som kode for at fremstille proteiner. Da livsformer steg i kompleksitet, erstattede DNA eller deoxyribonukleinsyre RNA som den gådefulde besked, som celler oversættes til livgivende processer, men RNA bevarede særlige funktioner relateret til DNA og fremstilling af proteiner. RNA kan udføre funktionerne af både proteiner og DNA i nogle organismer med mindre effektivitet.
Sammensætning og struktur
DNA er en større og mere omfattende struktur end RNA. DNA indeholder to kæder, der supplerer hinanden og forbinder gennem kemiske bindinger. RNA består af en enkelt streng. DNA svarer til en vindeltrappe, mens RNA kun er halvdelen af trappen. RNA bruger ribose som komponent sukker, mens DNA bruger deoxyribose, som er nøjagtigt den samme som ribose minus et iltatom.
Begge nukleinsyrer har nukleotider, strukturer, der består af vekslende sukkermolekyler og fosfater bundet til et andet molekyle - en nitrogenholdig base. Sukker og fosfater, der skifter med hinanden, udgør "stigenes trin". Kvælstofbaserne (puriner og pyrimidiner) hænger fra sukkerkomponenten. Både DNA og RNA indeholder purinerne adenin og guanin. DNA bruger pyrimidinerne cytosin og thymin, mens RNA bruger cytosin og uracil.
Funktioner
DNA har en unik og central funktion i celler: lagring af den genetiske informationskode. Tre forskellige typer RNA findes i celler, og hver type har en specifik struktur og funktion. Messenger-RNA (mRNA) oprettes, når cellen har brug for at producere proteiner. Under processen, kaldet transkription, udløser et signal DNA-strengene, og mRNA dannes langs den enkelte DNA-streng, nukleotid for nukleotid. Den enkelte streng af mRNA bevæger sig til et ribosom. Ribosomalt RNA eller rRNA er en del af ribosomer, strukturer hvor proteiner syntetiseres. Overførsel af RNA eller tRNA bærer aminosyrer - de basale enheder, der fremstiller proteiner - til ribosomer for at fæstne til mRNA-strengen. Hver tRNA indeholder en enkelt specifik aminosyre. Proteinet er bygget langs mRNA-kæden, en aminosyre ad gangen. Når tRNA først frigiver aminosyren, tager det en anden og vender tilbage til proteinsyntese-stedet.
Fordeling
DNA findes enten i bestemte områder af celler eller forbliver inde i kernen, hvor det er beskyttet af den nukleare hylster. RNA, som forekommer i større antal end DNA, spredes gennem cellerne. MRNA eksisterer ikke, før et signal fra kernen kræver proteinsyntese, og mRNA-kæden begynder at danne sig foran din DNA-model i kernen. Inde i ribosomerne holder rRNA proteinet på plads. I mellemtiden flyder tRNA-molekylerne i cytoplasmaet - det gelatinøse stof, der danner indersiden af en celle. Mens en mRNA-streng holdes på plads af ribosomet, bevæger tRNA sig rundt i cytoplasmaet på udkig efter flydende aminosyrer, der er specifikke for bestemte enheder af tRNA.
Stabilitet
RNA ser ud til at have været forløberen for DNA, men over tid har DNA vist sig at være bedre tilpasset opgaven med lagring af genetisk materiale. DNA er strukturelt mere stabil end RNA, dels på grund af sammensætningen af dets sukkerdel. Deoxyribose, der mangler et oxygenatom, reagerer ikke så let som ribose. Nogle gange mister sukkermolekyler deres bindinger med nitrogenholdige baser: disse fejl forekommer oftere i RNA end i DNA. Den dobbelte streng af DNA stabiliserer også molekylet og forhindrer kemikalier i let at ødelægge det.
Da DNA består af to tråde, kan det repareres ved hjælp af den berørte streng til at samle en ny modsat streng. Under replikationsprocessen opstår der oftere fejl i duplikering af RNA end i DNA. Endelig er den nødvendige energi til at bryde RNA mindre end at bryde DNA, hvilket betyder, at RNA lettere kan brydes.
Implikationer for vira
En virus, der betragtes som ikke-levende, kan bruge både DNA og RNA som sin genetiske kode, og typen af nukleinsyre ændrer virusets styrke markant. Generelt har RNA-vira tendens til at forårsage mere farlige sygdomme. Da RNA er mindre stabil end DNA, transformeres det med en hastighed, der er 300 gange større end DNA-vira. Hyppige mutationer får RNA-vira til at tilpasse sig bedre til værtens immunsystem. Virus kommer ofte ind i deres værter gennem kroppen gennem en slags mellemtransport, kaldet en vektor. DNA-vira har flere vektorbegrænsninger end RNA-vira, hvilket betyder, at flere organismer kan bære og overføre RNA-vira. Derudover har DNA-vira tendens til at holde sig til en vært, mens RNA-vira muligvis er i stand til at inficere en lang række værter.