Διαφορά μεταξύ νουκλεοτιδίων DNA και RNA

Κύρια διαφορά – Νουκλεοτίδια DNA έναντι RNA

Τα νουκλεοτίδια DNA και RNA είναι τα μονομερή του DNA και του RNA, αντίστοιχα. Τα νουκλεοτίδια του DNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη και η θυμίνη. Το RNA περιέχει ουρακίλη αντί για θυμίνη. Το DNA χρησιμοποιείται ευρέως ως γενετικό υλικό από τους οργανισμούς. Το RNA χρησιμοποιείται στη γονιδιακή έκφραση. Η κύρια διαφορά μεταξύ των νουκλεοτιδίων DNA και RNA είναι ότι τα νουκλεοτίδια DNA περιέχουν δεοξυριβόζη ως σάκχαρο πεντόζης, ενώ τα νουκλεοτίδια RNA περιέχουν ζάχαρη ριβόζης ως σάκχαρο πεντόζης στο μόριο.

Αυτό το άρθρο εξετάζει,

1. Τι είναι τα νουκλεοτίδια DNA
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Συνάρτηση
2. Τι είναι τα νουκλεοτίδια RNA
     – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Συνάρτηση
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των νουκλεοτιδίων DNA και RNAς

Τι είναι ένα νουκλεοτίδιο DNA

Ένα νουκλεοτίδιο DNA είναι το μονομερές νουκλεοτίδιο, το οποίο μπορεί να βρεθεί στο DNA. Περιέχει δεοξυριβόζη ως σάκχαρο πεντόζης, η οποία συνδέεται με μια αζωτούχα βάση στο 1′ άνθρακα και μια φωσφορική ομάδα στον άνθρακα 5′. Η δεοξυριβόζη είναι ένας μονοσακχαρίτης, ο οποίος προέρχεται από τη ζάχαρη ριβόζης χάνοντας ένα άτομο οξυγόνου σε άνθρακα 2′. Ως εκ τούτου, η δεοξυριβόζη ονομάζεται ακριβέστερα 2-δεοξυριβόζη. Μια επισημασμένη δεοξυριβόζη, η οποία προέρχεται από σάκχαρο ριβόζης φαίνεται στο σχήμα 1 .

Εικόνα 1:(Δεοξυ)Ριβόζη

Οι αζωτούχες βάσεις στο DNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη και η θυμίνη. Η αδενίνη και η γουανίνη είναι βάσεις πουρίνης ενώ η κυτοσίνη και η θυμίνη είναι βάσεις πυριμιδίνης. Στο DNA, τα νουκλεοτίδια συνδέονται για να σχηματίσουν μια αλυσίδα και η σειρά της διάταξης των νουκλεοτιδίων αποθηκεύει τις γενετικές πληροφορίες του κυττάρου. Η ραχοκοκαλιά σακχάρου-φωσφορικού σχηματίζεται συνδέοντας κάθε νουκλεοτίδιο με την αλυσίδα μέσω φωσφοδιεστερικών δεσμών. Οι βάσεις πουρίνης είναι ζευγαρωμένες με βάσεις πυριμιδίνης με συμπληρωματικό τρόπο, προκειμένου να   συγκρατούν τους δύο κλώνους DNA μαζί στη διπλή έλικα. Ζεύγη αδενίνης με θυμίνη και γουανίνης με κυτοσίνη.

Το DNA αποτελείται από κατευθυντικότητα σε καθεμία από τις δύο αλυσίδες. Η μία αλυσίδα στη δίκλωνη δομή φέρει κατευθυντικότητα 3′ έως 5′, ενώ η άλλη αλυσίδα έχει κατευθυντικότητα 5′ έως 3′. Η έλλειψη μιας ομάδας υδροξυλίου στον άνθρακα 2' της δεοξυριβόζης προάγει τη μηχανική ευκαμψία του DNA σχηματίζοντας τη δομή διπλής έλικας. Η διπλή έλικα του DNA αφήνεται επίσης να τυλίξει σφιχτά για να συσσωρευτεί μέσα στον πυρήνα των ευκαρυωτών.

Εικόνα 2:Δομή DNA

Τι είναι ένα νουκλεοτίδιο RNA

Ένα νουκλεοτίδιο RNA είναι το μονομερές νουκλεοτίδιο που βρίσκεται στα μόρια RNA. Περιέχει ριβόζη ως μονοσακχαρίτη πεντόζης, η οποία συνδέεται με μια αζωτούχα βάση στο 1′ άνθρακα και μια φωσφορική ομάδα στον άνθρακα 5′. Η ριβόζη περιέχει δύο εναντιομερή:D-ριβόζη και L-ριβόζη. Η D-ριβόζη βρίσκεται στο RNA. Η κύρια διαφορά μεταξύ ριβόζης και δεοξυριβόζης είναι η 2' υδροξυλική ομάδα, η οποία φέρει η ριβόζη. Αυτή η ομάδα 2' υδροξυλίου εκτελεί πολλούς ρόλους στο RNA. Οι αζωτούχες βάσεις στο RNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη και η ουρακίλη. Η βάση πυριμιδίνης, η ουρακίλη αντικαθιστά τη θυμίνη στο RNA. Ως εκ τούτου, η αδενίνη συνδυάζεται με την ουρακίλη, παρά με τη θυμίνη. Τα νουκλεοτίδια RNA συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν την αλυσίδα των νουκλεοτιδίων όπως στο DNA. Δεδομένου ότι το RNA είναι ένα γραμμικό μόριο, η νουκλεοτιδική αλυσίδα υπάρχει μόνο στην κατεύθυνσή της από 5' προς 3'. Η χημική δομή του RNA φαίνεται στο σχήμα 3 .

Εικόνα 3:Σκέλος RNA

Το RNA δεν είναι ικανό να σχηματίσει τη δομή διπλής έλικας όπως στο DNA λόγω της παρουσίας 2' υδροξυλικής ομάδας. Επομένως, το RNA βρίσκεται ως γραμμικό μόριο, το οποίο είναι ικανό να σχηματίζει μόνο δίκλωνες δομές όπως βρόχους φουρκέτας. Ωστόσο, η ομάδα υδροξυλίου 2' είναι σημαντική στο μάτισμα RNA.

Το RNA παράγεται με μεταγραφή του DNA στο γονιδίωμα από το ένζυμο, την RNA πολυμεράση. Οι κύριοι τύποι RNA που βρίσκονται στο κύτταρο είναι το αγγελιαφόρο RNA (mRNA), το RNA μεταφοράς (tRNA) και το ριβοζωματικό RNA (rRNA). Τα mRNA είναι οι μεταγραφές των γονιδίων. Μεταφράζονται σε ριβοσώματα, τα οποία σχηματίζονται από rRNA. Τα σχετικά αμινοξέα για τη σύνθεση του πολυπεπτιδίου φέρονται από τα tRNA. Επομένως, η κύρια λειτουργία του RNA είναι ο ρόλος τους στη σύνθεση πρωτεϊνών. Ορισμένα RNA εμπλέκονται επίσης στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Εκτός από αυτό, τα νουκλεοτίδια RNA όπως το ATP και το NADH χρησιμεύουν ως η κύρια πηγή χημικής ενέργειας για βιοχημικές αντιδράσεις στο κύτταρο. Το cGMP και το cAMP χρησιμεύουν επίσης ως δεύτεροι αγγελιοφόροι στις οδούς μεταγωγής σήματος.

Διαφορά μεταξύ νουκλεοτιδίων DNA και RNA

Ζάχαρη πεντόζης

Νουκλεοτίδια DNA: Η δεοξυριβόζη βρίσκεται ως σάκχαρο πεντόζης στα νουκλεοτίδια του DNA.

Νουκλεοτίδια RNA: Η ριβόζη βρίσκεται ως σάκχαρο πεντόζης στα νουκλεοτίδια RNA.

2′ Ομάδα υδροξυλίου

Νουκλεοτίδια DNA: Τα νουκλεοτίδια του DNA δεν διαθέτουν 2' υδροξυλομάδα στις δεοξυριβόζες τους.

Νουκλεοτίδια RNA: Τα νουκλεοτίδια RNA περιέχουν μια ομάδα υδροξυλίου 2' στις ριβόζες τους.

Ο ρόλος της 2′ ομάδας υδροξυλίου

Νουκλεοτίδια DNA: Η έλλειψη μιας ομάδας υδροξυλίου 2' επιτρέπει στο DNA να σχηματίσει μια δομή διπλής έλικας.

Νουκλεοτίδια RNA: Η παρουσία μιας 2' υδροξυλικής ομάδας στη ριβόζη διατηρεί το RNA ως γραμμικό μόριο. Αυτή η ομάδα υδροξυλίου 2′ παίζει επίσης ρόλο στο μάτισμα RNA.

Αζωτούχες βάσεις

Νουκλεοτίδια DNA: Οι αζωτούχες βάσεις που βρίσκονται στα νουκλεοτίδια του DNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη και η θυμίνη.

Νουκλεοτίδια RNA: Οι αζωτούχες βάσεις που βρίσκονται στα νουκλεοτίδια RNA είναι η αδενίνη, η γουανίνη, η κυτοσίνη και η ουρακίλη.

Συνάρτηση

Νουκλεοτίδια DNA: Τα νουκλεοτίδια του DNA εμπλέκονται κυρίως στην αποθήκευση γενετικών πληροφοριών.

Νουκλεοτίδια RNA: Τα νουκλεοτίδια RNA εμπλέκονται κυρίως στη σύνθεση πρωτεϊνών. Διαδραματίζουν επίσης ρόλο ως πηγές ενέργειας και δεύτεροι αγγελιοφόροι στις οδούς μεταγωγής σήματος.

Παραδείγματα

Νουκλεοτίδια DNA: Τα νουκλεοτίδια DNA είναι dATP, dAMP. dCTP, dGMP, κ.λπ.

Νουκλεοτίδια RNA: Τα νουκλεοτίδια RNA είναι ATP, ADP, GTP, UTP, UMP κ.λπ.

Συμπέρασμα

Τα νουκλεοτίδια DNA και RNA χρησιμεύουν ως μονομερή του DNA και του RNA, αντίστοιχα. Οι μονοσακχαρίτες πεντόζης που βρίσκονται στα νουκλεοτίδια του DNA είναι η δεοξυριβόζη, η οποία επιτρέπει τη δομή διπλής έλικας του DNA. Η ριβόζη βρίσκεται ως μονοσακχαρίτης πεντόζης στα νουκλεοτίδια RNA. Λόγω της παρουσίας της 2' υδροξυλικής ομάδας στη ριβόζη, το RNA δεν μπορεί να σχηματίσει τη δομή της διπλής έλικας και υπάρχει ως γραμμικό μόριο. Η αδενίνη, η γουανίνη και η κυτοσίνη είναι οι κοινώς κοινές αζωτούχες βάσεις και στα νουκλεοτίδια DNA και RNA. Η θυμίνη στα νουκλεοτίδια του DNA αντικαθίσταται από την ουρακίλη στα νουκλεοτίδια RNA. Τόσο το DNA όσο και το RNA είναι ικανά να σχηματίσουν τις δίκλωνες δομές με συμπληρωματικό ζεύγος βάσεων. Το DNA εμπλέκεται κυρίως στην αποθήκευση γενετικών πληροφοριών στο κύτταρο. Το RNA έχει τη λειτουργία του στη σύνθεση πρωτεϊνών. Ωστόσο, η κύρια διαφορά μεταξύ των νουκλεοτιδίων DNA και RNA είναι το σάκχαρο πεντόζης και οι αζωτούχες βάσεις που μοιράζονται.

Αναφορά:
1. Lodish, Harvey. «Δομή νουκλεϊκών οξέων». Μοριακή Κυτταρική Βιολογία. 4η έκδοση. U.S. National Library of Medicine, 01 Ιανουαρίου 1970. Web. 26 Μαρ. 2017.
2"Ριβόζη και δεοξριβόζη." Pearson – The Biology Place. Ν.π., ν.δ. Ιστός. 26 Μαρ. 2017.
3."Δομική Βιοχημεία/Νουκλεϊκό Οξύ/Διαφορά μεταξύ DNA και RNA." Δομική Βιοχημεία/Νουκλεϊκό Οξύ/Διαφορά μεταξύ DNA και RNA – Βικιβιβλία, ανοιχτά βιβλία για έναν ανοιχτό κόσμο. Ν.π., ν.δ. Ιστός. 26 Μαρ. 2017.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1."DeoxyriboseLabeled" Di Adenosine (Αγγλικός χρήστης Wikipedia) – Αγγλική Wikipedia (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2 "Χημική δομή DNA 2" Του Thomas Shafee – Δικό έργο (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia 
3."χημική δομή RNA αδενίνη"Από Narayanese (συζήτηση) – Δικό έργο (Αρχικό κείμενο:Αυτοδημιούργητο.) (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia