Biyokimya/DNA ve RNA

Deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA), proteinlerin yapımı için bilgi depolama molekülleri ve çalışma şablonudur. Her canlı hücre ve virüs, genetik bilgisini DNA veya RNA kullanarak kodlar. Bir insanı üretmek için gereken büyük miktardaki bilginin hücrelere sığması gerçek bir evrim harikasıdır.

Friedrich Miescher 1869'da kullanılmış cerrahi bandajlardan DNA ve RNA izole etti. Bu DNA ve RNA' nın ilk kez izole edilişiydi. Sonra Oswald Avery, Colin MacLeod ve Maclyn McCarty tarafından 1944'te yapılan bir dizi deney, DNA'yı genetik bilgi olarak tanımladı. Bunu takiben A.D. Hershey ve Martha Chase'in 1952'deki çalışması DNA'nın genetik bilginin taşıyıcısı olduğunu yeniden doğruladı. Hershey ve Chase'in grubu iki faj içeren bir deney yaptı. Bu deney, DNA'nın tek başına yeni virüsler yapmak için yeterli olduğunu ve bu nedenle genetik bilgi olarak tanımlandığını gösterdi. Rosalind Franklin, Chargaff ve diğer kimyagerler de DNA'nın keşfedilmesine yol açan bilgiler sağladılar. Franklin, sarmal bir yapıya işaret eden kristalografik veriler sağladı. Chargaff'ın kuralı, adenin içeriğinin timin içeriğine eşit olduğunu ve sitozininkinin de guanine eşit olduğunu söyledi. James Watson ve Francis Crick, 1953'te DNA'nın yapısını (çift sarmal) keşfetti.

DNA ve RNA'nın Yapısı

DNA, bir nükleotid polimeridir. Nükleotidler bir pentoz şekerinden (DNA için 2-deoksiriboz ve RNA için riboz), bir fosfat grubundan ($H_{3}PO_{4}$) ve nitrojen içeren bir bazdan oluşur. Beş nitrojen bazı vardır - adenin, guanin, timin, sitozin ve urasil. Tek nükleotidler, polinükleotidler oluşturmak için fosfodiester bağlarıyla birbirine bağlanır.

DNA

DNA, iki (2) polinükleotid ipliğinden oluşan bir çift sarmal olarak bulunur. Tamamlayıcılık ilkesine göre A (adenin) bazları, diğer iplik üzerindeki T (timin) veya U (RNA durumunda urasil) bazlarına bir hidrojen köprüsü ile bağlanır ve benzer şekilde C (sitozin) bazları kendilerini G (guanine) bazlarına bağlar. Bu ilke, DNA ve RNA replikasyonuna ve iplerden biri hasar gördüğünde genetik bilginin sınırlı onarım olasılıklarına izin verir.

DNA ve RNA arasındaki fark

DNA, çoğu canlı organizmanın çoğu hücresinin çekirdeğinde bulunan kalıcı genetik bilgi depolama ortamıdır. Ökaryotlarda RNA, genetik bilgiyi çekirdekten proteinlerin sentezlendiği sitoplazmaya aktaran ortamdır. Bir DNA molekülü ile bir RNA molekülü arasındaki en temel yapısal fark, DNA'nın 2 'karbonunda bir hidroksil grubuna sahip olmaması ve RNA'nın 2' karbonunda bir hidroksil grubuna sahip olmasıdır.

Üç ana RNA türü vardır:

• mesajcı RNA (mRNA) - geçici olarak oluşturulmuş bu RNA, bilgileri çekirdekteki DNA'dan bilgilerin "okunduğu" veya çevrildiği ve bir proteinin sentezlendiği sitoplazmadaki ribozoma aktarılır. Hücrede belirli bir proteine ​​ihtiyaç duyulduğunda her gen ayrı bir mRNA molekülü üretir. Ek olarak, bir mRNA'nın boyutu, o belirli gendeki nukletidlerin sayısına bağlıdır.
• transfer RNA (tRNA) - RNA moleküllerinin en küçüğüdür ve ribozom ile ilişkilidir.Büyüyen proteine ​​bağlanacak bir amino asit sağlar. Yalnızca tRNA genetik bilgiyi proteinler için amino aside çevirebilir.

Her tRNA, mRNA üzerindeki 3 bazı tamamlayan 3 bazlık bir dizi olan bir "antikodon" içerir.

• ribozomal RNA (rRNA) - hem yapısal hem de katalitik özelliklere sahip ribozomun ana bileşenidir.

Ek olarak, 2005 yılına kadar, siRNA ve miRNA gibi diğer RNA türleri karakterize edilmiştir.

DNA yapısı tipik olarak uzun nükleotid zincirine sahip çift sarmallı bir moleküldür, RNA ise "çoğu biyolojik rolde" tek sarmallı bir moleküldür ve daha kısa nükleotid zincirine sahiptir. DNA'daki deoksiriboz şeker, karbon-hidrojen bağları nedeniyle daha az reaktiftir. DNA, enzimlerin DNA'ya saldırmasını önlemek için küçük oluklara sahiptir. Öte yandan RNA, karbon-hidroksil bağları nedeniyle daha reaktif olan riboz şekeri içerir. RNA, alkali koşullarda stabil değildir. RNA, DNA'nınkinden daha büyük oluklara sahiptir, bu da RNA'nın enzimler tarafından saldırıya uğramasını kolaylaştırır.

DNA, B-formundaki sarmal geometrisi nedeniyle benzersiz özelliklere sahiptir. Tersine, RNA'nın sarmal geometrisi A biçimindedir; RNA parçalanabilir ve yeniden kullanılabilir. RNA, ultraviyole ışınlarından zarar görmesine karşı daha dirençli iken, DNA ultraviyole ışınlarına maruz kalırsa zarar görebilir. DNA çekirdekte bulunabilir, RNA ise çekirdek ve sitoplazmada bulunabilir. DNA'nın bazları A, T, C ve G'dir; DNA, fosfat ve deoksiriboz omurgasına sahip uzun bir polimerdir. Buna karşılık, RNA bazları A, U, C ve G'dir, RNA omurgası riboz ve fosfat içerir. Hücre üzerindeki DNA'nın görevi genetik bilgiyi depolamak ve iletmektir. RNA'nın görevi, proteinlerin oluşturulması için gerekli olan genetik kodları çekirdekten ribozoma aktarmaktır, bu işlem DNA'nın çekirdekten çıkmasını engeller, böylece DNA güvende kalır.