เนื้อหา
ความสำคัญของรหัสพันธุกรรมอยู่ที่ความสามารถโดยธรรมชาติในการก่อให้เกิดโปรตีนหน่วยพื้นฐานของโครงสร้างและหน้าที่ในเซลล์สิ่งมีชีวิตแต่ละเซลล์ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดมี RNA หรือ DNA เป็นรหัสพันธุกรรม สิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกใช้ RNA หรือกรดไรโบนิวคลีอิกเป็นรหัสในการสร้างโปรตีน เมื่อสิ่งมีชีวิตมีความซับซ้อนเพิ่มขึ้น DNA หรือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจึงเข้ามาแทนที่ RNA เป็นข้อความปริศนาที่เซลล์แปลเป็นกระบวนการให้ชีวิต แต่ RNA ยังคงทำหน้าที่พิเศษที่เกี่ยวข้องกับ DNA และการผลิตโปรตีน RNA สามารถทำหน้าที่ของทั้งโปรตีนและ DNA ในสิ่งมีชีวิตบางชนิดได้โดยมีประสิทธิภาพน้อยลง
องค์ประกอบและโครงสร้าง
DNA เป็นโครงสร้างที่ใหญ่และกว้างขวางกว่า RNA DNA ประกอบด้วยโซ่สองเส้นที่เสริมกันและเชื่อมต่อกันผ่านพันธะเคมี RNA ประกอบด้วยเส้นใยเดี่ยว DNA คล้ายกับบันไดวนในขณะที่ RNA เป็นเพียงครึ่งเดียวของบันได RNA ใช้ไรโบสเป็นน้ำตาลส่วนประกอบในขณะที่ DNA ใช้ดีออกซีไรโบสซึ่งเหมือนกับไรโบสลบด้วยอะตอมออกซิเจน
กรดนิวคลีอิกทั้งสองมีนิวคลีโอไทด์โครงสร้างที่ประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำตาลสลับและฟอสเฟตที่เชื่อมโยงกับโมเลกุลอื่นซึ่งเป็นฐานไนโตรเจน น้ำตาลและฟอสเฟตสลับกันเป็น "ขั้นบันได" ฐานไนโตรเจน (พิวรีนและไพริมิดีน) ห้อยลงมาจากส่วนประกอบน้ำตาล ทั้ง DNA และ RNA มีพิวรีนอะดีนีนและกัวนีน DNA ใช้ไซโตซีนและไทมีนของไพริมิดีนในขณะที่ RNA ใช้ไซโตซีนและยูราซิล
ฟังก์ชั่น
DNA มีหน้าที่เฉพาะและเป็นศูนย์กลางในเซลล์: จัดเก็บรหัสข้อมูลทางพันธุกรรม RNA มีอยู่สามประเภทในเซลล์และแต่ละประเภทมีโครงสร้างและหน้าที่เฉพาะ สารอาร์เอ็นเอ (mRNA) ถูกสร้างขึ้นเมื่อเซลล์ต้องการผลิตโปรตีน ในระหว่างกระบวนการนี้เรียกว่าการถอดความสัญญาณจะกระตุ้นให้เกิดสายดีเอ็นเอและ mRNA จะถูกสร้างขึ้นตามสายดีเอ็นเอเส้นเดียวนิวคลีโอไทด์โดยนิวคลีโอไทด์ mRNA เส้นใยเดี่ยวเดินทางไปยังไรโบโซม ไรโบโซมอาร์เอ็นเอหรืออาร์อาร์เอ็นเอเป็นส่วนหนึ่งของไรโบโซมโครงสร้างที่สังเคราะห์โปรตีน การถ่ายโอนอาร์เอ็นเอหรือ tRNA ถือเอากรดอะมิโน - หน่วยพื้นฐานที่สร้างโปรตีนเป็นไรโบโซมเพื่อยึดติดกับเส้นใย mRNA tRNA แต่ละตัวมีกรดอะมิโนเฉพาะชนิดเดียว โปรตีนถูกสร้างขึ้นตามสายโซ่ mRNA กรดอะมิโนทีละหนึ่งครั้ง เมื่อ tRNA ปล่อยกรดอะมิโนออกมาแล้วจะใช้อีกตัวหนึ่งและกลับไปที่ไซต์สังเคราะห์โปรตีน
การกระจาย
DNA สามารถพบได้ในพื้นที่เฉพาะของเซลล์หรือยังคงอยู่ภายในนิวเคลียสซึ่งได้รับการปกป้องโดยซองนิวเคลียร์ RNA ซึ่งเกิดขึ้นในจำนวนที่มากกว่า DNA แพร่กระจายไปทั่วเซลล์ mRNA จะไม่มีอยู่จนกว่าสัญญาณจากนิวเคลียสจะเรียกร้องให้มีการสังเคราะห์โปรตีนและห่วงโซ่ mRNA จะเริ่มก่อตัวขึ้นด้านหน้าแบบจำลองดีเอ็นเอของคุณในนิวเคลียส ภายในไรโบโซม rRNA จะยึดโปรตีนไว้ ในขณะเดียวกันโมเลกุลของ tRNA จะลอยอยู่ในไซโตพลาสซึมซึ่งเป็นสารเจลาตินัสที่อยู่ภายในเซลล์ ในขณะที่เส้นใย mRNA ถูกยึดไว้โดยไรโบโซม tRNA จะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ไซโทพลาซึมเพื่อค้นหากรดอะมิโนที่ลอยเฉพาะสำหรับหน่วย tRNA บางหน่วย
เสถียรภาพ
RNA ดูเหมือนจะเป็นสารตั้งต้นของ DNA แต่เมื่อเวลาผ่านไป DNA ได้พิสูจน์แล้วว่าสามารถปรับให้เข้ากับงานในการจัดเก็บสารพันธุกรรมได้ดีขึ้น DNA มีความเสถียรทางโครงสร้างมากกว่า RNA ส่วนหนึ่งเป็นเพราะองค์ประกอบของน้ำตาล Moiety Deoxyribose ซึ่งขาดอะตอมออกซิเจนจะไม่ทำปฏิกิริยาได้ทันทีเหมือนไรโบส บางครั้งโมเลกุลของน้ำตาลจะสูญเสียพันธะกับฐานไนโตรเจนข้อผิดพลาดเหล่านี้มักเกิดขึ้นใน RNA มากกว่าใน DNA ดีเอ็นเอสองเส้นยังทำให้โมเลกุลมีความเสถียรป้องกันไม่ให้สารเคมีทำลายได้ง่าย
เนื่องจาก DNA ประกอบด้วยสองเส้นจึงสามารถซ่อมแซมได้โดยใช้เกลียวที่ได้รับผลกระทบเพื่อประกอบเข้าด้วยกันใหม่ ในระหว่างกระบวนการจำลองแบบข้อผิดพลาดเกิดขึ้นบ่อยครั้งในการทำซ้ำ RNA มากกว่าใน DNA ในที่สุดพลังงานที่ต้องใช้ในการทำลาย RNA ก็น้อยกว่าที่จะทำลาย DNA ซึ่งหมายความว่า RNA สามารถแตกได้ง่ายกว่า
ผลกระทบของไวรัส
ไวรัสที่ถือว่าไม่มีชีวิตสามารถใช้ทั้ง DNA และ RNA เป็นรหัสพันธุกรรมได้และชนิดของกรดนิวคลีอิกจะเปลี่ยนความสามารถของไวรัสอย่างมีนัยสำคัญ โดยทั่วไปไวรัส RNA มักจะก่อให้เกิดโรคที่อันตรายกว่า เนื่องจาก RNA มีความเสถียรน้อยกว่า DNA จึงมีการเปลี่ยนแปลงในอัตรา 300 เท่าของไวรัส DNA การกลายพันธุ์บ่อยครั้งทำให้ไวรัส RNA ปรับตัวเข้ากับระบบภูมิคุ้มกันของโฮสต์ได้ดีขึ้น ไวรัสมักจะเข้าสู่โฮสต์ของพวกมันผ่านทางร่างกายโดยการขนส่งตัวกลางชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเวกเตอร์ ไวรัสดีเอ็นเอมีข้อ จำกัด ของเวกเตอร์มากกว่าไวรัสอาร์เอ็นเอซึ่งหมายความว่าสิ่งมีชีวิตจำนวนมากสามารถนำและส่งไวรัสอาร์เอ็นเอได้ นอกจากนี้ไวรัส DNA มักจะเกาะติดกับโฮสต์ในขณะที่ไวรัส RNA อาจติดเชื้อได้หลายชนิด