Τι ζάχαρη βρίσκεται στο RNA και στο DNA;
Το σάκχαρο που βρίσκεται στο RNA είναι η ριβόζη, ενώ το σάκχαρο που βρίσκεται στο DNA είναι η δεοξυριβόζη, και τα δύο είναι σάκχαρα 5 άνθρακα. Και οι δύο τύποι σακχάρων είναι σημαντικά συστατικά των νουκλεοτιδίων. Τα σάκχαρα που μπορούν να βρεθούν στο νουκλεϊκό οξύ είναι σάκχαρα πεντόζης, μέρος του DNA.
Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, ή DNA, αναφέρεται συχνά ως δομικά στοιχεία για τη ζωή. Το DNA φέρει τις γενετικές οδηγίες που επιτρέπουν σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς να λειτουργούν και να αναπαράγονται. Ωστόσο, το DNA έχει ένα συμπληρωματικό μόριο γνωστό ως RNA. Το RNA και το DNA συνεργάζονται σε μια πολύπλοκη σχέση για να παράγουν μια μεγάλη ποικιλία ζωής που βλέπουμε στον κόσμο. Το DNA και το RNA είναι παρόμοια από πολλές απόψεις, αλλά διαφέρουν επίσης με βασικούς τρόπους.
Μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ DNA και RNA είναι ότι το RNA έχει ένα συγκεκριμένο σάκχαρο που το DNA δεν έχει. Το RNA περιέχει τη ζάχαρη ριβόζη. Αντίθετα, το DNA έχει το σάκχαρο δεοξυριβόζη. Γι' αυτό το RNA ονομάζεται Ριβονουκλεϊκό Οξύ.
Τι ζάχαρη βρίσκεται στο RNA και στο DNA:
- Ριβόζη (ζάχαρη 5 άνθρακα)
- Δεοξυριβόζη (ζάχαρη 5 άνθρακα)
Τι είναι το Ribose;
Η ριβόζη αναφέρεται ως μονοσακχαρίτης πεντόζης, ένα απλό σάκχαρο. Είναι υδατάνθρακας και αποτελείται από πέντε άτομα άνθρακα. Σε αντίθεση με άλλους μονοσακχαρίτες, όπως η γλυκόζη, η ριβόζη δεν οξειδώνεται όταν απαιτείται ενέργεια για τον κυτταρικό μεταβολισμό. Αντίθετα, η ριβόζη παίζει κρίσιμο ρόλο στο σχηματισμό μορίων που μεταφέρουν ενέργεια μεταξύ τμημάτων ενός κυττάρου. Η ριβόζη εκτελεί μια ποικιλία λειτουργιών εκτός από το ότι επιτρέπει τη μεταφορά ενέργειας. Μία από τις βασικές λειτουργίες της ριβόζης είναι ότι λειτουργεί ως βάση για το γενετικό εργαλείο που παράγει πρωτεΐνες από γονίδια. Χρησιμεύει επίσης ως μέρος της ραχοκοκαλιάς των χρωμοσωμάτων.
Ο ρόλος της Ribose στη μεταφορά ενέργειας σχετίζεται με κάτι που ονομάζεται κύκλος Krebs, που αναφέρεται επίσης ως κύκλος κιτρικού οξέος. Ο κύκλος του Krebs είναι μια σειρά από χημικές αντιδράσεις που αντλούν ενέργεια από υδατάνθρακες, πρωτεΐνες και λίπη. Αυτές οι χημικές αντιδράσεις οδηγούνται από διαφορετικά ένζυμα και αφού πραγματοποιηθούν οι χημικές αντιδράσεις, η ενέργεια που παράγουν αποθηκεύεται στο μόριο που ονομάζεται NAD (δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης αδενίνης).
Η ενεργοποιημένη μορφή αυτού του μορίου αναφέρεται ως NADH. Δύο μόρια ριβόζης είναι υπεύθυνα για το σχηματισμό της δομής των μορίων NAD και NADH. Χωρίς τη ριβόζη, το NADH δεν θα μπορούσε να δώσει την ενέργειά του στο μόριο που είναι γνωστό ως ATP, τριφωσφορική αδενοσίνη. Το ATP είναι το μόριο που λειτουργεί ως ο κύριος φορέας ενέργειας για τα κύτταρα, πράγμα που σημαίνει ότι χωρίς ριβόζη τα κύτταρά σας δεν θα μπορούσαν να εκτελέσουν όλες τις λειτουργίες που απαιτούνται από αυτά.
Τι βρίσκεται στο RNA αλλά όχι στο DNA:
- Ουρακίλη, αυτό συμβαίνει επειδή το RNA έχει κυτοσίνη και ουρακίλη ως βάσεις πυριμιδίνης. Αυτό συγκρίνεται με το DNA, το οποίο έχει κυτοσίνη και θυμίνη ως βάσεις πυριμιδίνης.
Η ριβόζη δημιουργεί διαφορετικά είδη RNA
Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η ριβόζη είναι βασικό συστατικό του ριβονουκλεϊκού οξέος. Το RNA είναι ένα κρίσιμο μέρος του συστήματος που μετατρέπει το DNA σε πρωτεΐνες. Ενώ το DNA είναι υπεύθυνο για την αποθήκευση γενετικών πληροφοριών, είναι το RNA που κωδικοποιεί τη σύνθεση αμινοξέων και μεταφέρει πληροφορίες μεταξύ ριβοσωμάτων και DNA, επιτρέποντας στα ριβοσώματα να παράγουν πρωτεΐνες.
Το DNA είναι διάσημο για τη δομή της «διπλής έλικας», δύο αλληλένδετων κλώνων με συμπληρωματικές βάσεις. Αντίθετα, το RNA είναι ένα μονόκλωνο μόριο. Υπάρχουν και άλλες διαφορές μεταξύ DNA και RNA επίσης.
Το DNA αποτελείται από ένα σάκχαρο-φωσφορικό σκελετό και τέσσερις βάσεις:αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και θυμίνη. Το RNA αποτελείται από μια ραχοκοκαλιά σακχάρου-φωσφορικού και τέσσερις βάσεις, αν και μία από αυτές είναι διαφορετική:αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη και ουρακίλη.
Το RNA περιέχει ουρακίλη αντί για θυμίνη. Όταν το DNA συνδέεται, οι βάσεις του ζευγαρώνουν πάντα με τον ίδιο τρόπο. Η αδενίνη συνδέεται με τη θυμίνη, ενώ η γουανίνη με την κυτοσίνη. Εφόσον το RNA έχει ουρακίλη αντί για θυμίνη, η ουρακίλη συνδέεται με την αδενίνη στο RNA.
Η διαφορετική δομή του RNA σημαίνει ότι μπορεί να εκτελέσει εργασίες που το DNA δεν μπορεί. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι RNA που εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών. Αυτοί οι τύποι RNA είναι το RNA μεταφοράς (tRNA), το ριβοσωμικό RNA (rRNA) και το αγγελιαφόρο RNA (mRNA).
Το mRNA είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά της γενετικής πληροφορίας μεταξύ ριβοσωμάτων και DNA. Το mRNA αντιγράφει τον γενετικό κώδικα από το DNA και φέρνει αυτές τις πληροφορίες στα ριβοσώματα, τα οποία είναι σε θέση να διαβάσουν τις αλληλουχίες των A, G, C και U. Χάρη σε αυτή τη διαδικασία οι σωστές πρωτεΐνες θα συντεθούν από τα ριβοσώματα και το mRNA θα συνήθως διασπάται. Το mRNA είναι μάλλον βραχύβιο, καθώς η μόνη του λειτουργία είναι να διασφαλίζει ότι παράγονται οι σωστές πρωτεΐνες όταν χρειάζεται.
Σε αντίθεση με το mRNA, το tRNA και το rRNA είναι πολύ πιο σταθερές μορφές RNA. Τόσο οι ευκαρυώτες όσο και οι προκαρυώτες χρησιμοποιούν tRNA και rRNA. Αυτά τα μόρια κωδικοποιούνται στο DNA και στη συνέχεια συντίθενται σε μακρά μόρια RNA, τα οποία κόβονται σε μικρότερα θραύσματα. Αυτά τα μικρά θραύσματα RNA είναι σημαντικά για τη σύνθεση πρωτεϊνών, παρόλο που δεν μεταφέρουν οδηγίες στα ριβοσώματα.
Το rRNA εμπλέκεται στη δημιουργία των ίδιων των ριβοσωμάτων, καθώς αποτελεί περίπου το 60% της μάζας των ριβοσωμάτων. Το rRNA παρέχει ένα σημείο στο οποίο το mRNA αγκυροβολεί και διασφαλίζει τη σωστή ευθυγράμμιση του mRNA, καθοδηγούμενη από το ζευγάρωμα της βάσης. Είναι επίσης υπεύθυνο για την κατάλυση του σχηματισμού πεπτιδικών δεσμών μεταξύ ευθυγραμμισμένων αμινοξέων κατά τη διάρκεια της διαδικασίας που συνθέτει πρωτεΐνες.
Το tRNA είναι ο τρίτος τύπος RNA, και είναι επίσης ο μικρότερος τύπος. Είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά των σωστών αμινοξέων στο ριβόσωμα, μεταφέροντάς τα εκεί όπου συντίθενται οι πρωτεΐνες. Στη συνέχεια, το mRNA και το tRNA ζευγαρώνουν τις βάσεις τους, οι οποίες διασφαλίζουν ότι τα σωστά αμινοξέα περιλαμβάνονται στη σύνθεση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας. Είναι εξαιρετικά σημαντικό τα σωστά αμινοξέα να αποτελούν μέρη των συντιθέμενων πρωτεϊνών, καθώς οι μεταλλάξεις στο rRNA ή το tRNA μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα σε ολόκληρο το κύτταρο.
Εικάζεται ότι το RNA εξελίσσεται πραγματικά πριν από το DNA. Ένας από τους λόγους που οι επιστήμονες πιστεύουν ότι συμβαίνει αυτό είναι ότι το RNA έχει πολύ απλούστερη δομή από το DNA και το DNA εξαρτάται από το RNA για να λειτουργεί σωστά. Αυτό υποδηλώνει ότι το RNA ήταν η γένεση του συστήματος αντιγραφής από το οποίο εξαρτώνται τα κύτταρα. Υποστηρίζει αυτή την υπόθεση το γεγονός ότι το RNA βρίσκεται σε προκαρυωτικά κύτταρα, τα οποία γενικά πιστεύεται ότι έχουν εξελιχθεί πριν από τα ευκαρυωτικά κύτταρα. Το DNA πιθανότατα εξελίχθηκε επειδή είναι ανώτερο σε μορφή από το RNA. Η δομή της διπλής έλικας του DNA βοηθά στην προστασία του γενετικού κώδικα από βλάβη. Μπορεί να επιδιορθωθεί γρήγορα γιατί εάν το ένα σκέλος καταστραφεί, το άλλο σκέλος έχει ήδη τα σχέδια για την επισκευή της δομής.
Ενώ το DNA μπορεί να είναι ένα ανώτερο μόριο για τους σκοπούς της αποθήκευσης, το DNA δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει χωρίς RNA. Το ίδιο το RNA δεν μπορεί να λειτουργήσει χωρίς το πολύ σημαντικό μόριο ριβόζης, που του επιτρέπει να διατηρήσει τη δομή του.
