Hauptunterschied – DNA vs. RNA

DNA und RNA sind die chemischen Träger der Erbinformation in allen bekannten Organismen. In den meisten Organismen speichert DNA (Desoxyribonukleinsäure) die genetische Information und überträgt sie an die Nachkommen. RNA (Ribonukleinsäure) ist hauptsächlich an der Übertragung des genetischen Codes für die Proteinsynthese beteiligt. Einige Viren verwenden auch RNA als genetisches Material. DNA wird hauptsächlich im Zellkern gefunden, während RNA im Zytoplasma der Zelle gefunden wird. Die Hauptunterschied zwischen DNA und RNA ist das DNA besteht aus Desoxyribose in ihrem Pentosering und RNA besteht aus Ribose in ihrem Pentosering.

Dieser Artikel erklärt, 1. Was ist DNA? – Struktur, Eigenschaften, Funktionen 2. Was ist RNA? – Struktur, Eigenschaften, Funktionen 3. Was ist der Unterschied zwischen DNA und RNA?

Was ist DNA?

Desoxyribonukleinsäure oder DNA ist das Erbmaterial der meisten Organismen. Ein Großteil der DNA befindet sich entweder im Kern oder im Nukleoid. Einige können auch in Mitochondrien und Chloroplasten verbleiben. Die DNA trägt die genetischen Anweisungen für die Entwicklung, Funktion und Fortpflanzung von Organismen.

Das Zucker-Phosphat-Rückgrat in der DNA wird durch stickstoffhaltige Basen und Phosphatgruppen gebildet, die an den Zucker Desoxyribose gebunden sind. C-H-Bindungen in Desoxyribosezucker sind weniger reaktiv. Daher ist DNA unter alkalischen Bedingungen beträchtlich stabil. In der DNA können vier verschiedene Stickstoffbasen identifiziert werden: Cytosin (C), Guanin (G), Adenin (A) und Thymin (T). Die beiden Polynukleotidstränge werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten, die sich zwischen den Komplementbasen bilden. Adenin (A) paart sich mit Thymin (T), während Cytosin (C) mit Guanin (G) paart. Somit ist jeder Strang komplementär. Die beiden Polynukleotidstränge werden weiter gewunden, um eine Doppelhelix zu bilden. Jeder Strang in der Doppelhelix verläuft in entgegengesetzte Richtungen, wodurch die beiden Stränge antiparallel sind. Die asymmetrischen Enden des Strangs werden als 5'- und die 3'-Enden bezeichnet. Innerhalb der Doppelhelix findet man eine große Furche (22 breit) und eine kleine Furche (12 breit).

Die B-Form ist die häufigste Konformation der DNA in allen Organismen. Die Reihenfolge, in der die vier Basen entlang des Rückgrats angeordnet sind, kodiert biologische Informationen innerhalb von DNA-Abschnitten, die als Gene bezeichnet werden. DNA synthetisiert eine identische Kopie der ursprünglichen DNA zur Reproduktion. DNA kann durch ultraviolettes Licht leicht beschädigt werden.

Abbildung 1: Unterschied zwischen DNA und RNA

Was ist RNA?

Ribonukleinsäure oder RNA findet sich meist im Zytoplasma. Einige können auch im Kern gefunden werden. Viele Viren speichern ihre genetischen Informationen in RNA-Genomen. RNA spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation und Expression von Genen.

RNA ist ein Polynukleotid, das aus denselben Nukleotidmonomeren wie DNA besteht. RNA hat im Vergleich zu DNA einen viel kürzeren Strang. Ribose ist der Zucker, der das Zucker-Phosphat-Rückgrat bildet. Ribose ist aufgrund der Hydroxylgruppe an der 2′-Position des Pentoserings sehr reaktiv. Daher ist RNA unter alkalischen Bedingungen nicht stabil. Aufgrund des Vorhandenseins einer 2'-OH-Gruppe liegt RNA in A-Form vor. Die A-Form-Geometrie erzeugt eine tiefe, schmale Hauptrille und eine flache, breite Nebenrille. Die vier stickstoffhaltigen Basen in RNA sind Cytosin (C), Guanin (G), Adenin (A) und Uracil (U). Im Gegensatz zur DNA existiert RNA meistens als einzelsträngiges Molekül, kann jedoch durch komplementäre Basenpaarung doppelsträngige Sekundärstrukturen wie Haarnadelschleifen bilden; Adenin (A) paart sich mit Uracil (U), während Cytosin (C) mit Guanin (G) paart.

Die meisten funktionellen Formen der RNA weisen eine Tertiärstruktur auf. Die biologisch aktivsten RNA-Typen sind Boten-RNA (mRNA), Transfer-RNA (tRNA), ribosomale RNA (rRNA), kleinkernige RNA (snRNA) und andere nicht-kodierende RNA (ncRNA). Die mRNA, tRNA und rRNA sind mit der Proteinsynthese verbunden. Die ncRNA ist an der RNA-Prozessierung und Genregulation beteiligt. Einige RNAs wie Ribozyme sind in der Lage, chemische Reaktionen zu katalysieren. Small interfering RNAs (siRNAs) spielen eine entscheidende Rolle bei der Genregulation durch RNA-Interferenz. Transkription ist der Prozess, bei dem die RNA-Synthese unter Verwendung der DNA als Matrize stattfindet. RNA-Polymerase ist das Enzym, das die Reaktion katalysiert. RNA wird durch ultraviolettes Licht nicht leicht beschädigt.

Unterschied zwischen DNA und RNA

Akronym

DNA: DNA steht für Desoxyribonukleinsäure.

RNA: RNA steht für Ribonukleinsäure.

Standort

DNA: DNA wird hauptsächlich im Kern und im Nukleoid gefunden.

RNA: RNA wird hauptsächlich im Zytoplasma gefunden.

Zucker und Basen

DNA: Desoxyribose ist der Zucker, dessen Basen A, T, C und G sind.

RNA: Ribose ist der Zucker, dessen Basen A, U, C und G sind.

Länge

DNA: DNA ist ein langes Polymer.

RNA: RNA ist kürzer als DNA.

Basispaarung

DNA: A paart sich mit T und C paart mit G.

RNA: A paart sich mit U und C paart mit G.

Struktur

DNA: DNA ist doppelsträngig und weist eine Doppelhelixstruktur auf.

RNA: RNA ist normalerweise einzelsträngig, manchmal bildet sie Sekundär- und Tertiärstrukturen.

Bevorzugte Konformation

DNA: DNA bevorzugt die B-Form.

RNA: RNA bevorzugt die A-Form.

Funktion

DNA: Die DNA trägt die genetische Information, die für die Entwicklung, Funktion und Reproduktion notwendig ist.

RNA: RNA ist hauptsächlich an der Proteinsynthese beteiligt, manchmal reguliert sie die Genexpression.

Stabilität

DNA: DNA ist unter alkalischen Bedingungen stabil. Die geringe Größe der Rillen verringert die Wirkung von DNase-Enzymen.

RNA: RNA ist im Vergleich zu DNA unter alkalischen Bedingungen nicht stabil. RNA weist im Vergleich zu DNA viel größere Furchen auf und ist anfälliger für den Abbau mit RNasen.

Schaden durch UV

DNA: DNA ist anfälliger für Schäden durch UV.

RNA: RNA ist weniger anfällig für Schäden durch UV.

Abschluss

RNA enthält eine 2′-OH-Gruppe in ihrem Pentosezucker, die die RNA reaktiver macht als DNA. Somit ist DNA aufgrund der Stabilität der Pentosegruppe vergleichsweise stabil als RNA. RNA existiert wegen der 2′-OH-Gruppe auch als einzelsträngiges Molekül. Daher bevorzugt RNA die A-Form der Geometrie. Im Gegensatz dazu fehlt der DNA eine 2′-OH-Gruppe in ihrem Pentosering. Daher existiert DNA normalerweise als doppelsträngiges Molekül, das die B-Form der Geometrie bevorzugt. Hier erzeugt die A-Form breitere Rillen, während die B-Form schmale Rillen im Molekül erzeugt. Die Stabilität gegenüber den abbauenden Enzymen hängt von der Größe der Furche ab. Somit ist DNA gegenüber Enzymabbau stabiler als RNA. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen DNA und RNA in der Zusammensetzung der Pentoseringe.

Referenz:1. „DNA“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie. 2017. Aufgerufen am 13. Februar 20172. „RNA“. Wikipedia, die freie Enzyklopädie. 2017. Abgerufen am 13. Februar 20173. „Was ist DNA?“. Genetik Home-Referenz. 2017. Aufgerufen am 13. Februar 20174. Mandal A. „Was ist RNA?“. NEWS MEDIZINISCHE BIOWISSENSCHAFTEN. 2013. Abgerufen am 13. Feb. 2017

Bildhöflichkeit: 1. „Differenz DNA RNA-EN“ Von Difference_DNA_RNA-DE.svg: Sponk (Talk)Übersetzung: Sponk (Talk) – chemische Strukturen von Nukleobasen von Roland1952 (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia