DNA dan RNA adalah asid nukleik, yang pada dasarnya terdiri dari basa nitrogen yang mengandung gula pentosa yang dihubungkan melalui kumpulan fosfat. Blok binaan asid nukleik dipanggil nukleotida. Asid nukleik berfungsi sebagai bahan genetik sel dengan menyimpan maklumat, yang diperlukan untuk pengembangan, fungsi, dan pembiakan organisma. Sebilangan besar organisma menggunakan DNA sebagai bahan genetik mereka, sementara sebilangan kecilnya seperti retrovirus menggunakan RNA sebagai bahan genetik mereka. DNA stabil jika dibandingkan dengan RNA kerana perbezaan gula dan basa fosfat yang dikongsi oleh masing-masing. Satu, dua atau tiga kumpulan fosfat boleh melekat pada gula pentosa, masing-masing menghasilkan mono-, di- dan trifosfat. Gula pentosa yang digunakan oleh DNA adalah deoksiribosa dan gula pentosa yang digunakan oleh RNA adalah ribosa. Asas nitrogen yang terdapat dalam DNA adalah adenin, guanin, sitosin dan timin. Dalam RNA, timin digantikan oleh uracil.

Artikel ini melihat,

1. Apa itu Fosfat 2. Apa itu Gula 3. Apakah Asas 4. Perbandingan Gula Fosfat dan Asas DNA dan RNA - Kesamaan -Perbezaan

Apa itu Fosfat

DNA dan RNA terdiri daripada unit nukleotida berulang; deoxyribonucleotides dan ribonucleotides, masing-masing. Nukleotida terdiri dari gula pentosa, yang melekat pada asas nitrogen dan satu, dua atau tiga kumpulan fosfat. Nukleotida DNA dan RNA dapat melekat pada satu, dua atau tiga kumpulan fosfat pada 5-karbon karbon pentosa mereka. Nukleosida terikat fosfat masing-masing disebut mono-, di- dan trifosfat. Reaksi fosforilasi dikatalisis oleh kelas enzim yang disebut ATP: D-ribose 5-phosphotransferase. Deoxyribonucleosides difosforilasi oleh enzim yang disebut deoxyribokinase dan RNA nukleosida difosforilasi oleh enzim yang disebut ribokinase. Pembentukan ikatan fosfodiester semasa penghasilan tulang belakang gula-fosfat diberi tenaga dengan memotong ikatan fosfat tenaga tinggi dalam nukleotida trifosfat. Pembentukan setiap nukleotida, nukleosida monofosfat, nukleoisida difosfat dan nukleosida trifosfat ditunjukkan pada rajah 1.

Gambar 1: Tiga jenis nukleotida

Apa itu Gula

Kedua-dua DNA dan RNA mengandungi gula pentosa. Deoxyribonucleotides mengandungi deoxyribose dan ribonucleotides mengandungi ribose sebagai gula pentosa mereka. Ribose adalah monosakarida pentosa, yang mengandungi cincin lima anggota dalam strukturnya. Ia mengandungi kumpulan fungsi aldehid dalam bentuk rantai terbuka. Oleh itu, ribosa dipanggil aldopentose. Ribose mengandungi dua enantiom: D-ribose dan L-ribose. Konformasi yang berlaku secara semula jadi adalah D-ribose, di mana L-ribose tidak dijumpai di alam semula jadi. D-ribose adalah epimer D-arabinose, yang berbeza dengan stereokimia pada karbon 2′. Kumpulan hidroksil 2’ini penting dalam penyambungan RNA.

Gula pentosa yang terdapat dalam DNA adalah deoxyribose. Deoxyribose adalah bentuk gula, ribosa yang diubah suai. Ia terbentuk dari ribosa 5-fosfat oleh tindakan enzim, ribonukleotida reduktase. Atom oksigen hilang semasa membentuk deoksiribosa dari atom karbon kedua cincin ribosa. Oleh itu, deoxyribose lebih tepat disebut 2-deoxyriose. 2-deoxyribose mengandungi dua enantiom: D-2-deoxyribose dan L-2-deoxyribose. Hanya D-2-deoxyribose yang terlibat dalam pembentukan tulang belakang DNA. Kerana ketiadaan kumpulan hidroksil 2 'dalam deoksiribosa, DNA mampu melipat ke dalam struktur heliks berganda, meningkatkan fleksibiliti mekanikal molekul. DNA boleh digulung dengan ketat untuk dimasukkan ke dalam inti kecil juga. Perbezaan antara ribosa dan deoxyribose adalah dengan kumpulan hidroksil 2’yang terdapat dalam ribosa. Deoxyribose, jika dibandingkan dengan ribosa ditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 2: Deoxyribose

Apa itu Pangkalan

Kedua-dua DNA dan RNA melekat pada asas nitrogen pada karbon pentosa 1 ', menggantikan kumpulan hidroksil deoksiribosa. Lima jenis asas nitrogen terdapat dalam DNA dan RNA. Mereka adalah adenin (A), guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan urasil (U). Adenine dan guanine adalah purin, yang terdapat dalam cincin pyrimidine berstruktur dua cincin yang disatu dengan cincin imidazol. Sitosin, timin, dan urasil adalah pyrimidin, yang mengandungi struktur cincin pyrimidine enam anggota tunggal. DNA mengandungi adenin, guanin, sitosin dan timin dalam nukleotida. RNA mengandungi urasil, bukannya timin. Adenine membentuk dua ikatan hidrogen dengan timin dan guanin membentuk tiga ikatan hidrogen dengan sitosin. Pasangan asas pelengkap dalam DNA dipanggil Model pasangan asas Watson-Crick DNA. Ia menyatukan dua helai DNA pelengkap, membentuk ikatan hidrogen. Oleh itu, struktur akhir DNA adalah dua helai dan antiparalel. Dalam RNA, urasil membentuk dua ikatan hidrogen dengan adenin, menggantikan timin. Pasangan asas pelengkap RNA dalam molekul yang sama membentuk struktur RNA untai dua yang disebut gelung jepit rambut. DNA helai dua ditunjukkan dalam rajah 3.

Gambar 3: DNA

Perbezaan antara timin dan urasil adalah pada kumpulan metil yang terdapat pada atom karbon 5 'timin. Uracil mampu berpasangan dengan asas lain juga sebagai tambahan adenin dan penyahkatulan sitosin dapat menghasilkan uracil. Oleh itu, RNA kurang stabil jika dibandingkan dengan DNA kerana adanya uracil dan bukannya timin. Uracil dan timin ditunjukkan pada gambar 4.

Gambar 4: Uracil dan timin

Perbandingan Fosfat Gula dan Asas DNA dan RNA

Kesamaan Antara Fosfat Gula dan Asas DNA dan RNA

Fosfat

Gula pentosa

Asas nitrogen

Perbezaan Antara Gula Fosfat dan Asas DNA dan RNA

Gula Pentosa

DNA: Gula pentosa yang terdapat dalam DNA adalah deoxyribose.

RNA: Gula pentosa yang terdapat dalam RNA adalah ribosa.

Pembentukan Gula

DNA: D-2-deoxyribose terdapat di tulang belakang gula-fosfat DNA.

RNA: D-ribosa terdapat di tulang belakang gula-fosfat RNA.

Kepentingan Gula Pentosa dalam DNA / RNA

DNA: 2-deoxyribose membolehkan pembentukan heliks ganda DNA.

RNA: Ribose tidak membenarkan pembentukan heliks berganda RNA kerana adanya kumpulan hidroksil 2’.

Thymine / Uracil

DNA: Thymine terdapat dalam DNA.

RNA: Uracil terdapat dalam RNA.

Kepentingan Thymine / Uracil

DNA: DNA lebih stabil daripada RNA kerana adanya timin.

RNA: RNA kurang stabil kerana adanya uracil dan bukannya timin.

Fosforilasi

DNA: Deoxyribonucleosides difosforilasi oleh deoxyribokinases.

RNA: Ribonukleosida difosforilasi oleh ribokinases.

Fosforilasi Menghasilkan

DNA: Fosforilasi deoxyribonucleosides menghasilkan deoxyribonucleotides.

RNA: Fosforilasi ribonukleosida menghasilkan ribonukleotida.

Kesimpulannya

Kedua-dua DNA dan RNA terdiri daripada gula pentosa, yang melekat pada asas nitrogen pada karbon 1 'dan satu atau lebih kumpulan fosfat ke karbon 5'. Tulang belakang gula-fosfat dari kedua-dua jenis asid nukleik terbentuk oleh pempolimeran nukleotida melalui kumpulan fosfat. Gula pentosa yang terdapat di tulang belakang gula-fosfat DNA adalah D-2-deoxyribose. D-ribosa terdapat dalam RNA. Asas nitrogen yang terdapat dalam DNA adalah adenin, guanin, sitosin dan timin. Dalam RNA, uracil dijumpai, menggantikan timin. Satu, dua atau tiga kumpulan fosfat didapati melekat pada gula pentosa. Apabila satu kumpulan fosfat melekat pada nukleosida, ia dipanggil nukleotida monofosfat. Apabila dua kumpulan fosfat melekat pada nukleosida, ia disebut nukleotida difosfat. Apabila tiga kumpulan fosfat melekat pada nukleosida, ia disebut nukleotida trifosfat.

Rujukan: 1. "Nota Kelas." Asasnya: DNA, RNA, Protein. N.p., n.d. Web. 28 April 2017. 2. "Struktur Asid Nukleik." Nota Spark. Nota Spark, n.d. Web. 28 April 2017. 3. "Mengapa timin bukan uracil?" Alam Bumi. N.p., 17 Jun 2016. Web. 28 Apr 2017.

Image Courtesy: 1. "Nucleotides 1 ″ Oleh Boris (PNG), SVG by Sjef - en: Image: Nucleotides.png (Public Domain) via Commons Wikimedia 2." DeoxyriboseLabeled "Oleh Adenosine (Pengguna Wikipedia Bahasa Inggeris) - Wikipedia Bahasa Inggeris (CC BY-SA 3.0) melalui Commons Wikimedia 3. "Nukleotida DNA" Oleh OpenStax College - Anatomi & Fisiologi, laman web Connexions. 19 Jun 2013 (CC BY 3.0) melalui Commons Wikimedia 4. "Pyrimidines2" Oleh Mtov - Karya sendiri (Domain Awam) melalui Wikimedia Commons