ДНК отличается от РНК по структуре и функциям: ДНК обычно представляет собой двухцепочечную спираль с дезоксирибозой и тимином, которая хранит генетическую информацию, тогда как РНК обычно представляет собой одноцепочечную структуру с рибозой и урацилом вместо тимина, которая считывает эту информацию и использует её для построения белков. Оба соединения являются нуклеиновыми кислотами, состоящими из нуклеотидов. Ниже мы сравним их по пунктам — в формате, удобном также для подготовки к контрольным или выпускным экзаменам.
Суммируя
- Сахар: дезоксирибоза в ДНК, рибоза в РНК (имеет дополнительную –OH-группу у 2′-углеродного атома).
- Азотистые основания: ДНК – А, Т, Г, С; РНК – А, У , Г, С (урацил вместо тимина).
- Количество нитей: ДНК обычно двухцепочечная (двойная спираль), РНК обычно одноцепочечная.
- Функция: ДНК хранит генетическую информацию, РНК участвует в ее считывании и синтезе белков.
ДНК и РНК – что такое нуклеиновые кислоты?
ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота) — это нуклеиновые кислоты, длинные цепочки, состоящие из нуклеотидов . Каждый нуклеотид состоит из трех компонентов:
- пятиуглеродный сахар (пентоза),
- остатки фосфорной кислоты,
- азотистое основание.
Нуклеотиды соединены фосфодиэстерными связями, образуя сахаро-фосфатный остов, от которого отходят азотистые основания. Порядок расположения оснований кодирует генетическую информацию. Различия между ДНК и РНК касаются каждого из этих элементов.
Различия в структуре ДНК и РНК
Сахар: дезоксирибоза против рибозы
ДНК содержит дезоксирибозу , РНК – рибозу . Они различаются в одном аспекте: рибоза имеет гидроксильную группу –OH на втором (2′) атоме углерода, которой нет у дезоксирибозы (отсюда «дезокси-», означающее «лишенный кислорода»). Это, казалось бы, незначительное различие имеет существенные последствия – группа –OH делает РНК более восприимчивой к гидролизу и менее стабильной, чем ДНК.
Азотистые основания: тимин и урацил
Обе кислоты содержат аденин (A), гуанин (G) и цитозин (C). Четвертое основание различно: в ДНК это тимин (T) , а в РНК — урацил (U) . Урацил отличается от тимина отсутствием метильной группы. В результате в ДНК аденин образует пару с тимином (A–T), а в РНК — с урацилом (A–U). В обоих случаях гуанин образует пару с цитозином (G–C).
Количество потоков и пространственная структура
ДНК обычно образует двойную спираль : две комплементарные, антипараллельные нити, соединенные водородными связями между основаниями. РНК обычно одноцепочечная , но может сворачиваться сама в себя, образуя двухцепочечные сегменты, петли и сложные трехмерные структуры — как это видно, например, в тРНК и рРНК. Молекулы ДНК, как правило, намного длиннее молекул РНК.
Местоположение сотового телефона
В эукариотических клетках (растениях, животных, грибах) ДНК находится преимущественно в ядре , где вместе с белками образует хроматин и хромосомы. Митохондрии и хлоропласты также имеют свои собственные небольшие молекулы ДНК. У бактерий, у которых отсутствует ядро, ДНК находится в цитоплазме, в области, называемой нуклеоидом. РНК образуется в ядре на основе ДНК-матрицы, но большую часть своей работы она выполняет вне ядра — в цитоплазме и на рибосомах.
Сравнительная таблица: ДНК против РНК
| Характерный | ПОДАГРА | РНК |
|---|---|---|
| Полное имя | Дезоксирибонуклеиновая кислота | Рибонуклеиновая кислота |
| Сахар | Дезоксирибоза | Рибоза |
| Азотистые основания | А, Т, Г, С | А, У, Г, С |
| Парное соединение оснований | А–Т, Г–С | А–У, Г–С |
| Количество потоков | Обычно две (двойная спираль) | Обычно один |
| Долговечность | Больше | Меньший |
| Встречается в эукариотических клетках | Ядро, митохондрии, хлоропласты | Ядро, цитоплазма, рибосомы, митохондрии, хлоропласты |
| Основная функция | Хранение и передача генетической информации | Чтение информации и синтез белков, регуляторные и каталитические функции. |
Функции ДНК и РНК в клетке
ДНК — это хранилище генетической информации. Она содержит гены — инструкции для построения белков и молекул РНК. Перед делением клетки происходит репликация ДНК, гарантирующая, что каждая дочерняя клетка получит копию генетического материала.
РНК опосредует использование этой информации. Сначала РНК образуется из ДНК-матрицы в процессе транскрипции , а затем, в процессе трансляции рибосомами, информация из мРНК преобразуется в последовательность аминокислот в белке. Наиболее важные типы РНК:
- мРНК (мессенджер) – передает информацию от ДНК к рибосомам.
- тРНК (транспортер) – доставляет аминокислоты к рибосомам и «сопоставляет» их с кодонами мРНК.
- рРНК (рибосомальная) – вместе с белками она образует рибосомы и участвует в формировании пептидных связей.
Существуют и другие типы РНК, например, небольшие молекулы, регулирующие активность генов. Важно отметить, что у некоторых вирусов — например, у вируса гриппа — генетическую информацию переносит не ДНК, а РНК.
Как быстро запомнить различия между ДНК и РНК?
- «D» означает дезоксирибозу, а «две нити» — ДНК содержит дезоксирибозу и обычно состоит из двух нитей.
- Буква «U» встречается только в РНК – если в последовательности присутствует «U», это определенно РНК; если «T» – ДНК.
- ДНК = архив, РНК = рабочая копия – ДНК хранится в безопасном месте, а РНК временно вырабатывается для передачи инструкций к месту синтеза белка.
- Последовательность процессов следующая: ДНК → (транскрипция) → РНК → (трансляция) → белок.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Каковы три основных различия между ДНК и РНК?
Тип сахара (дезоксирибоза в ДНК, рибоза в РНК), одно из азотистых оснований (тимин в ДНК, урацил в РНК) и количество цепей (ДНК обычно двухцепочечная, РНК обычно одноцепочечная).
Где находится ДНК, а где — РНК?
В эукариотических клетках ДНК находится преимущественно в ядре, а также в митохондриях и хлоропластах. РНК образуется в ядре, но также обнаруживается в цитоплазме и рибосомах, а также в митохондриях и хлоропластах.
Почему РНК менее стабильна, чем ДНК?
В РНК рибоза имеет дополнительную гидроксильную группу у 2′-углеродного атома, что облегчает распад цепи во время гидролиза. Кроме того, одноцепочечная структура менее защищена, чем двухспиральная ДНК.
Что связывает ДНК и РНК?
Оба вещества являются нуклеиновыми кислотами, состоящими из нуклеотидов, имеют сахаро-фосфатный остов и содержат аденин, гуанин и цитозин. Оба участвуют в хранении или передаче генетической информации.
Может ли РНК быть генетическим материалом?
Да, у некоторых вирусов, таких как вирус гриппа, генетическим материалом является РНК. У всех клеточных форм жизни — бактерий, растений, животных и грибов — генетическим материалом является ДНК.
См. также
- В чём разница между генотипом и фенотипом?
- В чём разница между животной и растительной клеткой?
- В чём разница между быстросокращающимися и медленносокращающимися мышцами?
- В чём разница между витамином D и витамином D3?