ความคล้ายคลึงกันของ DNA และ RNA ลักษณะเปรียบเทียบของ DNA และ RNA: ตาราง

2024 ผู้เขียน: Curtis Blomfield | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 06:04

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดในโลกเราต่างกัน ไม่เพียงแต่คนจะแตกต่างกัน สัตว์และพืชในสายพันธุ์เดียวกันก็มีความแตกต่างเช่นกัน เหตุผลนี้ไม่ได้มีเพียงสภาพความเป็นอยู่และประสบการณ์ชีวิตที่แตกต่างกันเท่านั้น ความเป็นเอกเทศของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอยู่ในนั้นด้วยความช่วยเหลือของสารพันธุกรรม

คำถามสำคัญและน่าสนใจเกี่ยวกับกรดนิวคลีอิก

ก่อนเกิด สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดก็มีชุดยีนของตัวเอง ซึ่งกำหนดลักษณะโครงสร้างทั้งหมดอย่างแน่นอน ไม่ใช่แค่สีของขนหรือรูปร่างของใบไม้เป็นต้น ลักษณะที่สำคัญกว่านั้นอยู่ในยีน ท้ายที่สุดแล้ว หนูแฮมสเตอร์ไม่สามารถให้กำเนิดกับแมวได้ และเบาบับก็ไม่สามารถเติบโตจากเมล็ดข้าวสาลีได้

และกรดนิวคลีอิก - RNA และโมเลกุล DNA - มีหน้าที่รับผิดชอบข้อมูลจำนวนมหาศาลทั้งหมดนี้ ความสำคัญของพวกเขาเป็นเรื่องยากมากที่จะประเมินค่าสูงไป ท้ายที่สุดพวกเขาไม่เพียง แต่เก็บข้อมูลตลอดชีวิต แต่ยังช่วยให้รู้ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนและนอกจากนี้พวกเขายังส่งต่อไปยังคนรุ่นต่อไป พวกมันทำได้อย่างไร โครงสร้างของโมเลกุล DNA และ RNA ซับซ้อนแค่ไหน? มีความคล้ายคลึงกันอย่างไรและแตกต่างกันอย่างไร? ทั้งหมดนี้เราและเราจะคิดออกในบทต่อไปของบทความ

เราจะวิเคราะห์ข้อมูลทีละส่วนโดยเริ่มจากพื้นฐาน ก่อนอื่น เราจะมาเรียนรู้ว่ากรดนิวคลีอิกคืออะไร ค้นพบได้อย่างไร จากนั้นเราจะพูดถึงโครงสร้างและหน้าที่ของกรดนิวคลีอิก ในตอนท้ายของบทความ เรากำลังรอตารางเปรียบเทียบของ RNA และ DNA ซึ่งคุณสามารถอ้างอิงได้ทุกเมื่อ

กรดนิวคลีอิกคืออะไร

กรดนิวคลีอิกเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นโพลีเมอร์ ในปี พ.ศ. 2412 ได้มีการบรรยายครั้งแรกโดยฟรีดริช มีเชอร์ นักชีวเคมีชาวสวิส เขาแยกสารซึ่งรวมถึงฟอสฟอรัสและไนโตรเจนออกจากเซลล์หนอง สมมติว่ามันตั้งอยู่เฉพาะในนิวเคลียส นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่านิวเคลียส แต่สิ่งที่เหลือหลังจากการแยกโปรตีนเรียกว่ากรดนิวคลีอิก

โมโนเมอร์ของมันคือนิวคลีโอไทด์ จำนวนของมันในโมเลกุลของกรดเป็นรายบุคคลสำหรับแต่ละสปีชีส์ นิวคลีโอไทด์เป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยสามส่วน:

• โมโนแซ็กคาไรด์ (เพนโทส) มีสองประเภท - ไรโบสและดีออกซีไรโบส;
• ฐานไนโตรเจน (หนึ่งในสี่);
• กรดฟอสฟอริกตกค้าง

ต่อไป เราจะมาดูความแตกต่างและความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA และ RNA ตารางที่ท้ายบทความจะสรุปให้กัน

ลักษณะโครงสร้าง: เพนโทเซส

DNA และ RNA มีความคล้ายคลึงกันอย่างแรกคือพวกมันมีโมโนแซ็กคาไรด์ แต่สำหรับกรดแต่ละชนิดจะแตกต่างกัน กรดนิวคลีอิกแบ่งออกเป็น DNA และ RNA ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับเพนโทสที่อยู่ในโมเลกุล DNA ประกอบด้วย deoxyribose ในขณะที่ RNA ประกอบด้วยน้ำตาล เพนโทสทั้งสองเกิดขึ้นในกรดในรูปแบบ β เท่านั้น

Deoxyribose ไม่มีออกซิเจนที่อะตอมของคาร์บอนที่สอง (แสดงเป็น 2') นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าไม่มี:

• ย่อลิงค์ระหว่าง C₂ และ C_3;
• ทำให้โมเลกุล DNA แข็งแรงขึ้น
• สร้างเงื่อนไขสำหรับการบรรจุ DNA ขนาดกะทัดรัดในนิวเคลียส

การเปรียบเทียบสิ่งปลูกสร้าง: ฐานไนโตรเจน

การเปรียบเทียบลักษณะเฉพาะของ DNA และ RNA นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ความแตกต่างนั้นมองเห็นได้ตั้งแต่ต้น เบสไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในโมเลกุลของเรา พวกเขานำข้อมูลทางพันธุกรรม แม่นยำกว่านั้นไม่ใช่ตัวฐาน แต่เป็นลำดับในห่วงโซ่ พวกมันคือพิวรีนและไพริมิดีน

องค์ประกอบของ DNA และ RNA นั้นแตกต่างกันที่ระดับของโมโนเมอร์: ในกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก เราจะพบอะดีนีน กัวนีน ไซโตซีนและไทมีน แต่อาร์เอ็นเอมียูราซิลแทนไทมีน

ห้าเบสหลัก (หลัก) ประกอบเป็นกรดนิวคลีอิกส่วนใหญ่ แต่นอกจากพวกเขาแล้ว ยังมีคนอื่นๆ สิ่งนี้เกิดขึ้นน้อยมาก ฐานดังกล่าวเรียกว่ารอง ทั้งสองชนิดพบได้ในกรดทั้งสอง - นี่เป็นอีกความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA และ RNA

ลำดับของเบสไนโตรเจนเหล่านี้ (และด้วยเหตุนี้ นิวคลีโอไทด์) ในสายโซ่ดีเอ็นเอกำหนดว่าโปรตีนใดที่เซลล์สามารถสังเคราะห์ได้ โมเลกุลใดจะถูกสร้างขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งขึ้นอยู่กับความต้องการของร่างกาย

ไปที่ระดับการจัดระเบียบของกรดนิวคลีอิก เพื่อให้ลักษณะเปรียบเทียบของ DNA และ RNA มีความสมบูรณ์และเป็นรูปธรรมมากที่สุด เราจะพิจารณาโครงสร้างของแต่ละรายการ DNA มีสี่ระดับ และจำนวนระดับของการจัดระเบียบใน RNA ขึ้นอยู่กับประเภทของมัน

การค้นพบโครงสร้างของ DNA หลักการของโครงสร้าง

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดแบ่งออกเป็นโปรคาริโอตและยูคาริโอต การจำแนกประเภทนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบของแกนกลาง ทั้งสองมี DNA ในเซลล์ในรูปของโครโมโซม เหล่านี้เป็นโครงสร้างพิเศษที่โมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกเกี่ยวข้องกับโปรตีน DNA มีการจัดระเบียบสี่ระดับ

โครงสร้างหลักแสดงด้วยสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ ซึ่งจะมีการสังเกตลำดับของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดอย่างเคร่งครัด และเชื่อมต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ Chargaff และผู้ร่วมงานของเขาประสบความสำเร็จอย่างมากในการศึกษาโครงสร้างสาย DNA พวกเขาระบุว่าอัตราส่วนของเบสไนโตรเจนเป็นไปตามกฎหมายบางประการ

พวกเขาถูกเรียกว่ากฎของชาร์กาฟฟ์ ข้อแรกระบุว่าผลรวมของเบสพิวรีนต้องเท่ากับผลรวมของพิริมิดีน สิ่งนี้จะชัดเจนหลังจากทำความคุ้นเคยกับโครงสร้างรองของ DNA กฎข้อที่สองตามมาจากคุณลักษณะ: อัตราส่วนโมลาร์ A / T และ G / C เท่ากับหนึ่ง กฎเดียวกันนี้เป็นจริงสำหรับกรดนิวคลีอิกที่สอง - นี่เป็นอีกความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA และ RNA ที่สองเท่านั้นที่มี uracil แทน thymine ทุกที่

นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์หลายคนเริ่มจำแนก DNA ของสปีชีส์ต่างๆ ตามจำนวนเบสที่มากขึ้น ถ้าผลรวมเป็น "A+T"มากกว่า "G + C" DNA ดังกล่าวเรียกว่า AT-type หากเป็นในทางกลับกัน แสดงว่าเรากำลังจัดการกับ DNA ประเภท GC

โมเดลโครงสร้างทุติยภูมิถูกเสนอในปี 1953 โดยนักวิทยาศาสตร์วัตสันและคริก และยังคงเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในปัจจุบัน โมเดลนี้เป็นเกลียวคู่ซึ่งประกอบด้วยสายโซ่คู่ขนานสองสาย ลักษณะสำคัญของโครงสร้างรองคือ:

• องค์ประกอบของ DNA แต่ละเส้นมีความเฉพาะเจาะจงกับสายพันธุ์นั้นอย่างเคร่งครัด
• พันธะระหว่างโซ่คือไฮโดรเจนซึ่งเกิดขึ้นตามหลักการเสริมของเบสไนโตรเจน
• โซ่โพลีนิวคลีโอไทด์พันกันเป็นเกลียวขวาเรียกว่า "เกลียว";
• กรดฟอสฟอริกตกค้างอยู่นอกเกลียว ฐานไนโตรเจนอยู่ภายใน

อีก หนาแน่นขึ้น หนักขึ้น

โครงสร้างตติยภูมิของ DNA เป็นโครงสร้าง supercoiled กล่าวคือ ไม่เพียงแต่โซ่สองเส้นจะบิดเกลียวกันเองในโมเลกุล เพื่อความกระชับที่มากขึ้น DNA ยังพันรอบโปรตีนพิเศษ - ฮิสโตน พวกมันถูกแบ่งออกเป็นห้าคลาสขึ้นอยู่กับเนื้อหาของไลซีนและอาร์จินีนในนั้น

DNA ระดับสุดท้ายคือโครโมโซม เพื่อให้เข้าใจถึงความแน่นหนาของข้อมูลทางพันธุกรรมที่บรรจุอยู่ในนั้น ลองนึกภาพต่อไปนี้: หากหอไอเฟลผ่านทุกขั้นตอนของการบดอัด เช่น DNA ก็สามารถนำไปใส่ในกล่องไม้ขีดไฟได้

โครโมโซมเป็นโครโมโซมเดี่ยว (ประกอบด้วยหนึ่งโครมาทิด) และคู่ (ประกอบด้วยโครมาติดสองอัน) พวกเขาให้การจัดเก็บที่ปลอดภัยข้อมูลทางพันธุกรรม และหากจำเป็น ก็สามารถพลิกกลับและเปิดการเข้าถึงพื้นที่ที่ต้องการได้

ประเภทของ RNA ลักษณะโครงสร้าง

นอกจากความจริงที่ว่า RNA ใดๆ แตกต่างจาก DNA ในโครงสร้างหลักของมัน (ขาดไทมีน การปรากฏตัวของ uracil) ระดับขององค์กรต่อไปนี้ก็ต่างกันเช่นกัน:

1. โอน RNA (tRNA) เป็นโมเลกุลสายเดี่ยว เพื่อที่จะเติมเต็มหน้าที่ของการขนส่งกรดอะมิโนไปยังบริเวณที่มีการสังเคราะห์โปรตีน มันมีโครงสร้างรองที่ผิดปกติอย่างมาก เรียกว่า "ใบโคลเวอร์ลีฟ" ลูปแต่ละอันทำหน้าที่ของมันเอง แต่ที่สำคัญที่สุดคือก้านตัวรับ (กรดอะมิโนเกาะติดกับมัน) และแอนติโคดอน (ซึ่งต้องตรงกับโคดอนบน RNA ของผู้ส่งสาร) โครงสร้างระดับอุดมศึกษาของ tRNA นั้นได้รับการศึกษาเพียงเล็กน้อย เนื่องจากเป็นการยากมากที่จะแยกโมเลกุลดังกล่าวออกโดยไม่รบกวนองค์กรระดับสูง แต่นักวิทยาศาสตร์ก็มีข้อมูลบางอย่าง ตัวอย่างเช่น ในยีสต์ การถ่ายโอน RNA จะมีรูปร่างเหมือนตัวอักษร L
2. Messenger RNA (เรียกอีกอย่างว่าข้อมูล) ทำหน้าที่ถ่ายโอนข้อมูลจาก DNA ไปยังไซต์ของการสังเคราะห์โปรตีน เธอบอกว่าในที่สุดโปรตีนชนิดใดจะออกมา ไรโบโซมจะเคลื่อนที่ไปตามกระบวนการในกระบวนการสังเคราะห์ โครงสร้างหลักของมันคือโมเลกุลสายเดี่ยว โครงสร้างทุติยภูมิมีความซับซ้อนมาก ซึ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดการเริ่มต้นการสังเคราะห์โปรตีนที่ถูกต้อง mRNA พับเป็นรูปกิ๊บติดผม ปลายมีจุดสำหรับจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของกระบวนการสร้างโปรตีน
3. ไรโบโซมอาร์เอ็นเอพบได้ในไรโบโซม ออร์แกเนลล์เหล่านี้ประกอบด้วยสองอนุภาคย่อย ซึ่งแต่ละอันโฮสต์ rRNA ของตัวเอง กรดนิวคลีอิกนี้กำหนดตำแหน่งของโปรตีนไรโบโซมและศูนย์กลางการทำงานของออร์แกเนลล์นี้ โครงสร้างหลักของ rRNA นั้นแสดงโดยลำดับของนิวคลีโอไทด์ เช่นเดียวกับกรดในสายพันธุ์ก่อนหน้า เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าขั้นตอนสุดท้ายของการพับ rRNA คือการจับคู่ส่วนปลายของเกลียวหนึ่งเส้น การก่อตัวของก้านใบดังกล่าวมีส่วนสนับสนุนเพิ่มเติมในการบดอัดของโครงสร้างทั้งหมด

ฟังก์ชันดีเอ็นเอ

กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกทำหน้าที่เป็นคลังข้อมูลทางพันธุกรรม มันอยู่ในลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่โปรตีนทั้งหมดในร่างกายของเรา "ซ่อนอยู่" ใน DNA พวกมันไม่ได้ถูกเก็บไว้เพียงเท่านั้น แต่ยังได้รับการปกป้องอย่างดีอีกด้วย และแม้ว่าจะมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นระหว่างการคัดลอกก็จะได้รับการแก้ไข ดังนั้นสารพันธุกรรมทั้งหมดจะถูกเก็บรักษาไว้และจะไปถึงลูกหลาน

ในการส่งข้อมูลไปยังลูกหลาน DNA มีความสามารถที่จะเพิ่มเป็นสองเท่า กระบวนการนี้เรียกว่าการจำลองแบบ ตารางเปรียบเทียบของ RNA และ DNA จะแสดงให้เราเห็นว่ากรดนิวคลีอิกอื่นไม่สามารถทำได้ แต่ก็มีฟังก์ชั่นอื่นๆ อีกมากมาย

ฟังก์ชัน RNA

RNA แต่ละประเภทมีหน้าที่ของตัวเอง:

1. ขนส่งกรดไรโบนิวคลีอิกส่งกรดอะมิโนไปยังไรโบโซม ซึ่งพวกมันจะถูกสร้างเป็นโปรตีน tRNA ไม่เพียงแต่นำวัสดุก่อสร้างเท่านั้น แต่ยังเกี่ยวข้องกับการจดจำ codon ด้วย และการสร้างโปรตีนอย่างถูกต้องขึ้นอยู่กับการทำงานของมัน
2. ข้อความ RNA อ่านข้อมูลจากDNA และนำพาไปยังบริเวณที่สังเคราะห์โปรตีน มันเกาะติดกับไรโบโซมและกำหนดลำดับกรดอะมิโนในโปรตีน
3. Ribosomal RNA รับรองความสมบูรณ์ของโครงสร้างของออร์แกเนลล์ ควบคุมการทำงานของศูนย์การทำงานทั้งหมด

นี่คือความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA และ RNA: ทั้งคู่ดูแลข้อมูลทางพันธุกรรมที่เซลล์มีอยู่

เปรียบเทียบ DNA และ RNA

ในการจัดระเบียบข้อมูลข้างต้นทั้งหมด เรามาจดไว้ในตารางกัน

	DNA	RNA
ตำแหน่งกรง	นิวเคลียส คลอโรพลาส ไมโตคอนเดรีย	นิวเคลียส คลอโรพลาส ไมโทคอนเดรีย ไรโบโซม ไซโตพลาสซึม
โมโนเมอร์	ดีออกซีไรโบนิวคลีโอไทด์	ไรโบนิวคลีโอไทด์
โครงสร้าง	เกลียวคู่	โซ่เดี่ยว
นิวคลีโอไทด์	A, T, G, C	A, U, G, C
คุณสมบัติ	เสถียร จำลองได้	Labile ไม่เพิ่มเป็นสองเท่า
ฟังก์ชั่น	การจัดเก็บและการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม	การถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรม (mRNA), หน้าที่เชิงโครงสร้าง (rRNA, mitochondrial RNA), การมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน (mRNA, tRNA, rRNA)

ดังนั้น เราได้พูดคุยสั้นๆ เกี่ยวกับความคล้ายคลึงกันระหว่าง DNA และ RNA ตารางจะเป็นตัวช่วยที่ขาดไม่ได้ในการสอบหรือการเตือนความจำง่ายๆ

นอกจากสิ่งที่เราเรียนรู้ไปก่อนหน้านี้แล้ว ยังมีข้อเท็จจริงอีกหลายข้อปรากฏในตาราง ตัวอย่างเช่น ความสามารถของ DNAการทำซ้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการแบ่งเซลล์เพื่อให้ทั้งสองเซลล์ได้รับสารพันธุกรรมที่ถูกต้องครบถ้วน ในขณะที่สำหรับ RNA การเพิ่มเป็นสองเท่านั้นไม่สมเหตุสมผล หากเซลล์ต้องการโมเลกุลอื่น เซลล์นั้นจะสังเคราะห์จากเทมเพลตดีเอ็นเอ

ลักษณะของ DNA และ RNA นั้นสั้น แต่เราครอบคลุมคุณสมบัติทั้งหมดของโครงสร้างและหน้าที่ กระบวนการแปล - การสังเคราะห์โปรตีน - น่าสนใจมาก หลังจากทำความคุ้นเคยกับมัน จะเห็นได้ชัดว่าบทบาทของ RNA ในชีวิตของเซลล์นั้นยิ่งใหญ่เพียงใด และกระบวนการสร้างสำเนา DNA นั้นน่าตื่นเต้นมาก การทำลายเกลียวคู่และการอ่านนิวคลีโอไทด์แต่ละอันมีค่าเพียงใด!

เรียนรู้สิ่งใหม่ๆทุกวัน ยิ่งถ้าสิ่งใหม่นี้เกิดขึ้นในทุกเซลล์ของร่างกายคุณ