Saturs
Ģenētiskā koda nozīme ir tā raksturīgajā spējā radīt olbaltumvielas, katras dzīvās šūnas struktūras un funkcijas pamatvienības. Visu organismu ģenētiskais kods ir RNS vai DNS. Pirmie organismi izmantoja RNS vai ribonukleīnskābi kā savu kodu olbaltumvielu ražošanai. Dzīves formām kļūstot sarežģītākām, DNS vai dezoksiribonukleīnskābe aizstāja RNS kā mīklainu vēstījumu, ko šūnas pārvērš dzīvību dodošos procesos, bet RNS saglabāja īpašas funkcijas, kas saistītas ar DNS un olbaltumvielu ražošanu. RNS var veikt gan olbaltumvielu, gan DNS funkcijas dažos organismos ar mazāku efektivitāti.
Sastāvs un struktūra
DNS ir lielāka un plašāka struktūra nekā RNS. DNS satur divas ķēdes, kas papildina viena otru un savienojas, izmantojot ķīmiskās saites. RNS sastāv no vienas virknes. DNS ir līdzīgs spirālveida kāpnēm, savukārt RNS ir tikai puse no kāpnēm. RNS kā komponenta cukuru izmanto ribozi, savukārt DNS izmanto dezoksiribozi, kas ir tieši tāda pati kā riboze, atskaitot skābekļa atomu.
Abām nukleīnskābēm ir nukleotīdi, struktūras, kas sastāv no mainīgām cukura molekulām un fosfātiem, kas saistīti ar citu molekulu - slāpekļa bāzi. Cukuri un fosfāti, kas mijas viens ar otru, veido "kāpņu pakāpienus". Slāpekļa bāzes (purīni un pirimidīni) karājas pie cukura komponenta. Gan DNS, gan RNS satur purīnus - adenīnu un guanīnu. DNS izmanto pirimidīnus citozīnu un timīnu, bet RNS - citozīnu un uracilu.
Funkcijas
DNS šūnās ir unikāla un centrāla funkcija: ģenētiskās informācijas koda glabāšana. Šūnās pastāv trīs dažādi RNS veidi, un katram no tiem ir īpaša struktūra un funkcija. Messenger RNS (mRNS) tiek izveidota, kad šūnai ir jāražo olbaltumvielas. Procesa laikā, ko sauc par transkripciju, signāls iedarbina DNS virknes, un gar vienu DNS virkni tiek veidota mRNS, nukleotīds pa nukleotīdam. MRNS viena virkne pārvietojas uz ribosomu. Ribosomālā RNS vai rRNS ir daļa no ribosomām, struktūrām, kur sintezē olbaltumvielas. Pārneses RNS jeb tRNS nes aminoskābes - pamata vienības, kas veido olbaltumvielas - ribosomās, lai tās piestiprinātu mRNS virknei. Katra tRNS satur vienu specifisku aminoskābi. Olbaltumviela tiek veidota pa mRNS ķēdi, pa vienai aminoskābei. Kad tRNS atbrīvo aminoskābi, tā aizņem vēl vienu un atgriežas olbaltumvielu sintēzes vietā.
Izplatīšana
DNS atrodas vai nu noteiktās šūnu zonās, vai arī paliek kodola iekšpusē, kur to aizsargā kodola apvalks. RNS, kas sastopams lielākā skaitā nekā DNS, izplatās pa visām šūnām. MRNS nepastāv, kamēr signāls no kodola prasa olbaltumvielu sintēzi, un mRNS ķēde sāk veidoties jūsu kodola priekšā esošā DNS modeļa priekšā. Ribosomu iekšienē rRNS notur olbaltumvielu vietā. Tikmēr tRNS molekulas peld citoplazmā - želatīniskā viela, kas veido šūnas iekšpusi. Kamēr ribosoma tur mRNS virkni, tRNS pārvietojas ap citoplazmu, meklējot peldošas aminoskābes, kas raksturīgas noteiktām tRNS vienībām.
Stabilitāte
RNS, šķiet, ir bijis DNS priekšgājējs, taču laika gaitā izrādījusies, ka DNS ir labāk pielāgota ģenētiskā materiāla uzglabāšanas uzdevumam. DNS strukturāli ir stabilāks nekā RNS, daļēji tā cukura daļas sastāva dēļ. Dezoksiriboze, kurai trūkst skābekļa atoma, nereaģē tikpat viegli kā riboze. Dažreiz cukura molekulas zaudē saites ar slāpekļa bāzēm: šīs kļūdas RNS notiek biežāk nekā DNS. Divkāršā DNS virkne arī stabilizē molekulu, neļaujot ķimikālijām to viegli iznīcināt.
Tā kā DNS sastāv no diviem pavedieniem, to var salabot, izmantojot skarto virkni, lai savāktu jaunu pretēju virkni. Replikācijas procesa laikā RNS dublēšanā kļūdas rodas biežāk nekā DNS. Visbeidzot, RNS sadalīšanai nepieciešamā enerģija ir mazāka nekā DNS sadalīšanai, kas nozīmē, ka RNS var vieglāk sadalīt.
Ietekme uz vīrusiem
Vīruss, kas tiek uzskatīts par nedzīvu, par savu ģenētisko kodu var izmantot gan DNS, gan RNS, un nukleīnskābes veids būtiski maina vīrusa iedarbību. Parasti RNS vīrusi mēdz izraisīt bīstamākas slimības. Tā kā RNS ir mazāk stabila nekā DNS, tā transformējas ar ātrumu, kas 300 reizes pārsniedz DNS vīrusu ātrumu. Biežas mutācijas liek RNS vīrusiem labāk pielāgoties saimnieka imūnsistēmai. Vīrusi bieži nokļūst saimniekos caur ķermeni, izmantojot sava veida starppārvadājumus, kurus sauc par vektoriem. DNS vīrusiem ir vairāk vektoru ierobežojumu nekā RNS vīrusiem, kas nozīmē, ka vairāk organismu var pārvadāt un pārnēsāt RNS vīrusus. Turklāt DNS vīrusi mēdz pielipt saimniekam, savukārt RNS vīrusi var inficēt plašu saimnieku loku.