Materi Perbedaan DNA dan RNA (Lengkap)

Pengetahuan
Perbedaan DNA dan RNA
image via sparknotes.com

Materi Perbedaan DNA dan RNA yang diluas secara lengkap dan detil untuk menambah wawasan and mengenai keduanya mulai perbedaan sampai struktur dari keduanya.

Pengantar perbedaan Antara DNA dan RNA

Blok Bangunan Asam Nukleat

Panduan ini akan fokus pada “dogma sentral” biologi molekuler. Kami akan meninjau proses yang bertanggung jawab untuk mereplikasi DNA asam nukleat, menyalin DNA ke RNA, dan menerjemahkan urutan RNA menjadi protein fungsional. Pengetahuan tentang topik ini sangat penting sebelum pemahaman yang lebih kompleks dari topik biologi molekuler lanjutan adalah mungkin. Sama pentingnya, pengetahuan tentang topik ini sangat penting untuk memahami apa yang ada di dalam tubuh kita memungkinkan kita untuk tumbuh sebagai manusia dan mengapa pertumbuhan kita berbeda dari organisme lain.

DNA adalah asam nukleat yang bertanggung jawab untuk “pemrograman” banyak atau sifat kita. Sebagai bahan yang menyusun gen kita, DNA telah menjadi salah satu molekul paling mendasar dalam biologi molekuler. Dalam Genetika Molekuler, kami akan membahas beberapa pertanyaan penting yang mendasar. Kita akan belajar bagaimana DNA, materi genetik kita, disalin dan diwariskan dari generasi ke generasi. Kami juga akan membahas masalah bagaimana informasi genetik yang disandikan ke dalam rangkaian DNA digunakan dalam organisme untuk mengekspresikan protein tertentu, konstituen utama sel. Dalam menangani pertanyaan-pertanyaan besar ini, kita juga akan melihat bagaimana proses ini tidak sempurna dan melihat bagaimana organisme melindungi terhadap mutasi yang berpotensi membunuh sel.

Dalam bagian topik ini, Struktur Asam Nukleat, kita akan memulai diskusi kita pada tingkat yang lebih dasar, menyelidiki struktur DNA asam nukleat dan RNA. Karena DNA dan RNA adalah molekul utama biologi molekuler, memahami struktur mereka sangat penting untuk memahami mekanisme replikasi gen dan sintesis protein. Unsur-unsur struktural dari masing-masing molekul ini memainkan peran kunci dalam kinerja mereka dari berbagai proses dogma sentral.

 

Perbedaan DNA dan RNA

Baik DNA dan RNA dikenal sebagai asam nukleat. Mereka telah diberi nama ini karena alasan sederhana bahwa mereka terdiri dari struktur yang disebut nukleotida. Nukleotida-nukleotida itu sendiri terdiri dari sejumlah komponen, berikatan bersama membentuk helix ganda yang pertama kali ditemukan oleh para ilmuwan James Watson dan Francis Crick pada tahun 1956. Penemuan ini memenangkan dua ilmuwan Hadiah Nobel. Untuk saat ini, ketika kita membahas asam nukleat Anda harus menganggap kita mendiskusikan DNA daripada RNA, kecuali ditentukan lain.

Nukleotida

Nukleotida terdiri dari tiga hal:

Basa nitrogen, yang dapat berupa adenin, guanin, sitosin, atau timin (dalam kasus RNA, timin digantikan oleh urasil).

Gula lima karbon, yang disebut deoksiribosa karena kekurangan gugus oksigen pada salah satu karbonnya. Satu atau lebih banyak gugus fosfat.

Basa nitrogen pirimidin dalam struktur dan membentuk ikatan antara 1 ‘mereka nitrogen dan 1’ -OH kelompok deoksiribosa. Jenis ikatan ini disebut ikatan glikosidik. Kelompok fosfat membentuk ikatan dengan gula deoksiribosa melalui ikatan ester antara salah satu kelompok oksigen yang bermuatan negatif dan 5 ‘-OH dari gula ().

Asam nukleat

Nukleotida bergabung bersama melalui hubungan fosfodiester antara atom karbon 5 ‘dan 3’ untuk membentuk asam nukleat. The 3 ‘-OH dari kelompok gula membentuk ikatan dengan salah satu oksigen yang bermuatan negatif dari gugus fosfat yang melekat pada 5’ karbon dari gula lain. Ketika banyak dari subunit nukleotida ini bergabung, hasilnya adalah polinukleotida beruntai tunggal tunggal atau asam nukleat, DNA ()
Jika Anda melihat lebih dekat, Anda dapat melihat bahwa dua sisi untai asam nukleat yang ditunjukkan di atas berbeda, menghasilkan polaritas. Pada salah satu ujung molekul besar, gugus karbon tidak terikat dan di ujung lainnya, -OH tidak terikat. Ujung-ujung yang berbeda ini disebut dengan ujung 5-dan 3,.

Struktur Heliks DNA

menunjukkan satu untai DNA. Namun, sebagaimana dinyatakan sebelumnya, DNA ada sebagai double-helix, yang berarti dua untai DNA mengikat bersama.

Seperti yang terlihat di atas, satu untai berorientasi pada arah 5 ‘hingga 3’ sementara untai komplementer berjalan dalam arah 3 ‘ke 5’. Karena kedua untaian tersebut berorientasi pada yang berlawanan, mereka dikatakan anti-paralel satu sama lain. Kedua ikatan ikatan melalui basa nitrogen mereka (ditandai A, C, G, atau T untuk adenin, sitosin, dan guanin). Perhatikan bahwa hanya ikatan adenin dengan timin, dan hanya ikatan sitosin dengan guanin. Basa nitrogen dipegang bersama oleh ikatan hidrogen: adenin dan timin membentuk dua ikatan hidrogen; sitosin dan guanin membentuk tiga ikatan hidrogen.

Suatu hal yang penting untuk diingat tentang struktur helix DNA adalah bahwa sebagai akibat dari pasangan anti-paralel, kelompok-kelompok basa nitrogen menghadapi bagian dalam heliks sementara kelompok gula dan fosfat menghadap ke luar. Gula dan gugus fosfat dalam heliks membentuk tulang punggung fosfat DNA. Tulang punggung sangat bermuatan negatif sebagai akibat dari kelompok fosfat.

Pentingnya Ikatan Hidrogen

Ikatan hidrogen sangat penting untuk struktur tiga dimensi DNA. Namun, ikatan ini tidak banyak berkontribusi pada stabilitas helix ganda. Ikatan hidrogen merupakan interaksi yang sangat lemah dan orientasi basis harus tepat untuk interaksi berlangsung. Sementara sejumlah besar ikatan hidrogen hadir dalam heliks ganda DNA mengarah ke efek kumulatif stabilitas, itu adalah interaksi yang diperoleh melalui penumpukan pasangan basa yang mengarah ke sebagian besar stabilitas heliks.

Ikatan hidrogen paling penting untuk spesifisitas heliks. Karena ikatan hidrogen bergantung pada pola ketat donor dan akseptor ikatan hidrogen, dan karena struktur ini harus berada di tempat yang tepat, ikatan hidrogen memungkinkan hanya untaian komplementer yang menyatu: A- T, dan C-G. Sifat komplementer ini memungkinkan DNA untuk membawa informasi yang dilakukannya.

Aturan Chargaff

Aturan Chargaff menyatakan bahwa rasio molar A hingga T dan G ke C hampir selalu kira-kira sama dalam molekul DNA. Aturan Chargaff adalah benar sebagai akibat dari aturan pembentukan ikatan hidrogen yang ketat dalam pasangan basa. Untuk setiap G dalam untai ganda DNA, harus ada C melengkapi komplementer, sama, untuk setiap A, ada pasangan yang saling melengkapi T.

DNA adalah Helix Tangan Kanan

Setiap untai DNA membungkus yang lain dalam konfigurasi tangan kanan. Dengan kata lain, heliks spiral ke atas ke kanan. Seseorang dapat menguji ketulusan “helix menggunakan aturan tangan kanan. Jika Anda mengulurkan tangan kanan Anda dengan ibu jari menunjuk ke atas dan membayangkan Anda memegang sebuah heliks ganda DNA, saat Anda menelusuri ke atas di sekitar heliks dengan jari-jari Anda, tangan Anda bergerak. Dalam helix yang kidal, agar tangan Anda bergerak ke atas dengan ibu jari Anda menunjuk ke atas, Anda harus menggunakan tangan kiri Anda, DNA selalu ditemukan dalam konfigurasi tangan kanan.

Alur Mayor Minor Grooves

Sebagai akibat dari sifat heliks ganda DNA, molekul memiliki dua alur asimetris. Satu alur lebih kecil dari yang lain. Asimetri ini adalah hasil dari konfigurasi geometri dari ikatan antara fosfat, gula, dan kelompok-kelompok dasar yang memaksa kelompok-kelompok dasar untuk melampirkan pada sudut 120 derajat, bukan 180 derajat. Alur yang lebih besar disebut alur utama sementara yang lebih kecil disebut alur kecil.

Karakteristik DNA Double-Helix

DNA akan mengadopsi dua bentuk heliks yang berbeda dalam kondisi yang berbeda – bentuk B dan A. Kedua bentuk ini berbeda dalam putaran heliks, naik, pitch dan jumlah pasangan basa per giliran. Belitan heliks mengacu pada jumlah derajat rotasi sudut yang diperlukan untuk mendapatkan dari satu unit dasar ke unit dasar lainnya. Dalam bentuk B-helix, ini adalah 36 derajat sementara dalam bentuk-A itu adalah 33 derajat. Rise mengacu pada perubahan tinggi dari satu pasangan basa ke pasangan berikutnya dan 3,4 angstrom dalam bentuk B dan 2,6 angstrom dalam bentuk-A. Pitch adalah perubahan tinggi untuk mendapatkan satu rotasi penuh (360 derajat) dari heliks. Nilai ini 34 angstrom dalam bentuk B karena ada sepuluh pasangan basa per giliran. Dalam bentuk-A, nilai ini adalah 28 angstrom karena ada sebelas pasangan basa per putaran penuh.

Dari dua bentuk itu, bentuk-B jauh lebih umum, ada di bawah sebagian besar kondisi fisiologis. Bentuk-A hanya diadopsi oleh DNA di bawah kondisi kelembaban rendah. Bagaimanapun juga RNA umumnya mengadopsi bentuk-A dalam situasi di mana alur mayor dan minor lebih dekat ke ukuran yang sama dan pasangan basa agak miring terhadap sumbu heliks.

Karena alur mayor dan minor memaparkan ujung-ujung basa, alur dapat digunakan untuk memberi tahu urutan basa dari suatu molekul DNA spesifik. Kemungkinan untuk pengenalan seperti itu sangat penting, karena protein harus mampu mengenali urutan DNA tertentu untuk mengikat agar fungsi tubuh dan sel yang tepat dapat dilakukan. Seperti yang Anda duga, alur utama lebih kaya informasi daripada alur kecil. Fakta ini membuat alur minor kurang ideal untuk mengikat protein.

 

Ketentuan

Anti-Paralel – Mengacu pada orientasi dari dua untai tunggal yang membentuk heliks DNA beruntai ganda. Strands diorientasikan sedemikian rupa sehingga ujung 5 untai adalah tepat di seberang ujung 3 untai yang lain.
Complementary – Istilah yang digunakan untuk merujuk pada pasangan alami dari basa nitrogen dalam DNA dan RNA. Dalam DNA, pasangan sitosin dengan guanin dan adenin dengan timin. Dalam RNA, timin diganti dengan uracil, yang berpasangan dengan adenin. Setiap anggota pasangan ini dikatakan sebagai “pelengkap” dari yang lain.
Deoksiribose – Cincin gula beranggota lima yang tidak memiliki gugus hidroksil pada satu posisi, dan merupakan kelompok gula untuk DNA.

  • Helix Beruntai Ganda – Sebuah motif struktural umum dari DNA. Dua untai linear DNA beruntai tunggal melipat menjadi bentuk heliks distabilkan secara internal oleh ikatan hidrogen antara pasangan basa komplementer.
  • Ester Bond – Dalam DNA, mengacu pada hubungan oksigen-karbon antara kelompok triphosphate dan 5 ‘karbon dari kelompok gula ribosa dalam DNA tunggal atau RNA nukleotida.
  • Glikosidik Bond – Dalam DNA, mengacu pada hubungan nitrogen-karbon antara 9 ‘nitrogen dari basa purin atau 1’ nitrogen pirimidin basa dan 1 ‘karbon dari kelompok gula.
  • Helical Twist – Rotasi sudut diperlukan untuk mendapatkan dari satu nukleotida ke yang lain dalam struktur heliks.
  • Ikatan Hidrogen – Hubungan yang lemah dan tidak kovalen antara donor dan akseptor yang, ketika berderet di samping satu sama lain, memiliki interaksi elektrostatik yang menguntungkan. Berikan sejumlah kecil stabilitas untuk DNA dan RNA helices. Berikan spesifisitas interaksi antara untaian polinukleotida.
  • Hydrogen Bond Acceptor – Grup dengan setidaknya satu elektron bebas bebas. Dalam DNA dan RNA, kelompok akseptor umum meliputi: karbonil, hidroksil, dan amina tersier.
  • Hydrogen Bond Donor – Grup dengan grup hidrogen bebas. Dalam DNA dan RNA, donor umum termasuk amina sekunder dan kelompok hidroksil.
  • Alur Utama – Dalam sebuah heliks, mengacu pada lekukan yang lebih besar dan tidak sama yang terbentuk sebagai hasil dari struktur heliks ganda DNA. Sebagai hasil dari pola ikatan hidrogen antara basa komplementer DNA, kelompok gula menonjol pada sudut 120 derajat dari satu sama lain, bukan 180. Lekukan utama dihasilkan oleh jarak bersudut yang lebih besar antara gula.
  • Alur Kecil – Dalam sebuah heliks, mengacu pada yang lebih kecil dari alur yang tidak seimbang yang terbentuk sebagai akibat dari struktur heliks ganda DNA. Sebagai hasil dari pola ikatan hidrogen antara basa komplementer DNA, kelompok gula menonjol pada sudut 120 derajat dari satu sama lain, bukan 180. Lekukan kecil dihasilkan oleh jarak sudut yang lebih kecil antara gula.
  • Basis Nitrogen – Salah satu dari tiga komponen nukleotida, basa nitrogen datang dalam dua jenis umum: purin dan pirimidin. Dari empat basa nitrogen, adenin dan guanin adalah purin, sedangkan sitosin dan timin adalah pirimidin. Melalui ikatan hidrogen, pasangan basa menghubungkan secara komplementer: adenin dengan timin dan guanin dengan sitosin, membentuk heliks DNA beruntai ganda. Dalam RNA, timin digantikan oleh uracil.
  • Nucleic Acid – Rantai nukleotida bergabung bersama oleh ikatan fosfodiester. Baik DNA dan RNA adalah asam nukleat.
  • Nukleotida – Kelompok gula beranggota lima dengan kelompok basis nitrogen purin atau pirimidin yang melekat pada karbon 1”nya melalui ikatan glikosidik dan satu atau lebih gugus fosfat yang melekat pada karbon 5 ‘melalui ikatan ester.
  • Fosfat Tulang Punggung – Mengacu pada struktur organisasi dari DNA double-helix di mana kelompok dasar pirimidin dan purin menghadap interior sementara kelompok fosfat melapisi bagian luar heliks. Tulang punggung fosfat membawa muatan negatif.
  • Phosphate Group – Salah satu dari tiga komponen nukleotida, terdiri dari fosfor sentral yang dikelilingi oleh empat oksigen. Fosfat terhubung ke kelompok gula, membawa muatan negatif karena interaksi kimia antara fosfor dan oksigen, dan membentuk bagian luar dari tulang punggung fosfat.
  • Phosphodiester Linkage – Dalam polinukleotida, mengacu pada ikatan antara 3 ‘hidroksil kelompok gula dalam nukleotida dan gugus fosfat yang melekat pada karbon 5’ dari kelompok gula lain.
    Pitch – Dalam heliks, mengacu pada jarak vertikal yang ditempuh dalam satu putaran penuh (360 derajat putaran).
  • Struktur Primer – Dalam DNA dan RNA, mengacu pada urutan linear pasangan basa atau asam amino dalam rantai polinukleotida.
  • Purin – Salah satu dari dua kategori senyawa cincin basa nitrogen yang ditemukan dalam DNA dan RNA. Purine adalah cincin ganda beranggota sembilan yang terdiri dari satu beranggota lima yang bergabung dengan enam cincin beranggota yang mengandung empat nitrogen. Lihat pirimidin.
  • Pyrimidine – Salah satu dari dua kategori senyawa cincin basa nitrogen yang ditemukan dalam DNA dan RNA. Cincin beranggota enam yang mengandung dua nitrogen. Lihat purin.
  • Ribose – Kelompok gula RNA, cincin gula beranggota lima yang mengandung satu oksigen dan empat karbon dengan satu karbon tambahan yang melekat pada karbon 4 ‘dalam cincin dan gugus hidroksil yang melekat pada 1’, 2 ‘, 3’, dan 5 ‘Karbon. Lihat deoxyribose.
  • Right Hand Rule – Trik yang digunakan untuk menentukan “wenangan” atau orientasi heliks dengan cepat. Dalam heliks tangan kanan, jika seseorang mengulurkan tangan kanannya dan menelusuri dengan jari-jari di sepanjang tulang punggung heliks, tangan dan ibu jari bergerak ke atas.
  • Naik – Dalam sebuah helix, jarak vertikal yang ditempuh ketika bergerak dari satu pasangan basa ke pasangan basa yang berdekatan.
  • Struktur Sekunder – Dalam DNA dan RNA, pola lipat lokal polinukleotida berdasarkan pasangan basa komplementer. Motif umum termasuk heliks alfa dan lembaran lipit.
  • Sugar Group – Salah satu dari tiga komponen nukleotida, gula karbon lima cincin, baik berupa ribosa atau deoksiribosa dalam bentuk. Kelompok gula berikatan dengan basa nitrogen dan ke gugus fosfat.
    Struktur Tersier – Dalam DNA dan RNA, bentuk tiga dimensi kompleks dari polinukleotida.

Demikian tadi ulasan mengenai Perbedaan DNA dan RNA semoga dapat menambah wawasan Anda. Terimakasih banyak sudah membaca Artikel di blog ini.