احتمالاً دئوکسی ریبونوکلئیک اسید (DNA) و ریبونوکلئیک اسید (RNA) مهم‌ترین مولکولا در زیست‌شناسی سلولی هستن که وظیفه ذخیره و بیان اطلاعات ژنتیکی که پایه و اساس حیات هستن رو بر عهده دارن. هر دوی این مولکولا، پلیمرای خطی هستن که از قندها، فسفات و بازها (Bases) تشکیل شدن، اما یه سری تفاوتای کلیدی وجود داره که این DNA و RNA رو از هم جدا می­کنه. این تفاوتا باعث میشه که این دو مولکول بتونن با هم کار کنن و نقشای اصلی خودشون رو انجام بدن. در این مقاله از سایت دیفرتور، ما به ۵ تفاوت کلیدی بین دی ان ای و آر ان ای نگاه می‌­کنیم. قبل از اینکه تفاوتا رو بیان کنیم، اما نگاهی به این دو اسید نوکلئیک در کنار هم میندازیم.

تفاوت دی ان ای و آر ان ای در جدول

چرخش هلیکس (helix) و ساختار پایه­‌ای دی ان ای و آر ان ای رو در تصویر زیر می‌تونید ببینید.

تفاوت دی ان ای و آر ان ای

مقایسه دی ان ای آر ان ای
اسم کامل دئوکسی ریبونوکلئیک اسید ریبونوکلئیک اسید
عملکرد دی ان ای، اطلاعات ژنتیکی رو تکثیر و ذخیره می­کنه. این مولکول، حاوی همه اطلاعات ژنتیکی موجود تو بدن یه موجود زنده‌اس. آر ان ای، اطلاعات ژنتیکی که تو  دی ان ای وجود داره رو به شکلی درمیاره که برای ساخت پروتئینا قابل استفاده باشه و بعد، اون رو به کارخونه‌­های پروتئین‌­سازی، یعنی ریبوزوم منتقل می­کنه.
ساختار دی ان ای، دوتا رشته داره که تو یه مارپیچ دوتایی قرار گرفتن. این رشته‌­ها از زیرواحدایی به اسم نوکلئوتید تشکیل شدن. هر نوکلئوتید، یه فسفات، یه مولکول قند ۵ کربنی و یه باز نیتروژنی داره. آر ان ای، فقط یه رشته داره، ولی مثل دی ان ای از نوکلئوتیدا تشکیل شده. رشته‌­های آر ان ای، نسبت به دی ان ای، کوتاه­ترن. بعضی وقتا، به تناوب، آر ان ای،  یه ساختار مارپیچ دوتایی ثانویه رو تشکیل می­ده.
طول DNA، یه پلیمره که خیلی طویل­تر از آر ان ایه. مثلاً، یه کروموزوم، یه مولکول دی ان ای تنها و طویله که اگه باز بشه چندین سانتی‌متر طول داره. طول مولکولای RNA متفاوته، ولی نسبت به پلیمرای دی ان ای، خیلی کوتاه‌ترن. ممکنه طول یه مولکول آر ان ای بزرگ فقط به اندازه چن هزارتا جفت باز باشه.
قند قند دی ان ای، دئوکسی ریبوزه که یه گروه هیدروکسیل کم­تر از قند ریبوز آر ان ای داره. آر ان ای، مولکولای قند ریبوز داره که تغییرات هیدروکسیل قند دئوکسی ریبوز رو ندارن.
بازها (توالی آمینواسید تو رشته DNA یا RNA رو میگن باز) باز دی ان ای عبارتند از: آدنین (“A”)، تیمین (“T”)، گوانین (“G”) و سیتوزین (“C”). آر ان ای، مثل دی ان ای، آدنین (“A”)، گوانین (“G”) و سیتوزین (“C”) داره، ولی به جای تیمین، اوراسیل (“U”) داره.
جفت باز جفت آدنین و تیمین (A-T)

جفت سیتوزین و گوانین (C-G)

جفت آدنین و اوراسیل (A-U)

جفت سیتوزین و گوانین (C-G)

محل قرارگیری دی ان ای، تو هسته قرار داره و یه مقدار دی ان ای هم تو میتوکندری هس. آر ان ای، تو هسته تشکیل می­شه و بعد بسته به نوع آر ان ای به محلای مخصوصی تو سیتوپلاسم منتقل می­شه.
واکنش‌پذیری به خاطر اینکه قند دئوکسی ریبوز دی ان ای، یه گروه هیدروکسیل اکسیژن­دار کم­تر داره، دی ان ای، پایداری بیش­تری نسبت به آر ان ای داره که برای مولکولی که می­خواد اطلاعات ژنتیکی رو حفظ کنه، مفیده. آر ان ای، قند ریبوز داره که واکنش­پذیریش بیش­تر از دی ان ایه و تو شرایط قلیایی پایدار نیست. شیارهای بزرگ روی مارپیچ آر ان ای به این معنیه که آنزیما به راحتی بهش حمله می­کنن.
حساسیت به نور فرابنفش دی ان ای، نسبت به نور فرابنفش آسیب‌پذیره. آر ان ای نسبت به دی ان ای مقاومت بیش­تری در برابر آسب اشعه فرا بنفش داره.

تفاوتای اصلی بین دی ان ای و آر ان ای چیه؟

۵ تا تفاوت اصلی بین دی ان ای و آر ان ای ایناست:

  • عملکرد
  • قند
  • بازها
  • ساختار
  • محل قرارگیری
پیشنهاد مطالعه »»  تفاوت داده و اطلاعات و دانش چیه؟

تفاوت عملکرد DNA و RNA

دی ان ای، همه اطلاعات ژنتیکی رو رمزگذاری می­کنه و طرح اصلی همه موجودات زنده از اون نشات میگیره. این، عملکرد کوتاه‌مدت دی ان ایه. تو درازمدت، دی ان ای، یه وسیله ذخیره‌ اطلاعات، یا یه فلش مموری بیولوژیکه که باعث میشه طرح اولیه زندگی، از نسلی به نسل دیگه منتقل بشه. آر ان ای، اطلاعات دی ان ای رو می­خونه و این فلش رو رمزگشایی می­کنه. این فرآیند، چند مرحله داره و هر کدوم از این مراحل، یه آر ان ای تخصصی برای خودش داره. در ادامه، سه نوع آر ان ای مهم رو با جزئیات بیش­تر بررسی می­‌کنیم.

سه نوع RNA

  • آر ان ای پیام‌رسان (mRNA)، تو یه فرایندی که رونویسی (transcription) نامیده می‌شه، یه بخشایی از کد ژنتیکی رو کپی می‌کنه و این نسخه‌ها رو به ریبوزوما که کارخونه‌­های سلولی­ هستن منتقل می‌کنه تا از روی این رمزا پروتئین تولید کنن.
  • آر ان ای ناقل (tRNA) وظیفه داره که طبق کدای ژنتیکی که توسط آر ان ای پیام‌رسان تعیین میشن، آمینو اسیدا رو که واحدای سازنده پروتئین هستن به ریبوزوما بیاره. به این فرایند پروتئین‌سازی، ترجمه (translation) گفته میشه.
  • در نهایت، آر ان ای ریبوزومی (rRNA) جزئی از خود ریبوزوم هست که بدون اون، پروتئین تولید نمیشه.

تفاوت قند DNA و RNA

محور اصلی هر دو مولکول دی ان ای و آر ان ای از قند ساخته شده، اما در حالی که قند دی ان ای، دئوکسی ریبوز (سمت چپ در تصویر) نام داره، قند آر ان ای، خیلی ساده، ریبوز (در سمت راست در تصویر) نامیده میشه. پیشوند «دئوکسی» نشون میده که آر ان ای دوتا گروه هیدروکسیل (-OH) داره که به محور کربنی اون متصلن، ولی دی ان ای فقط یه گروه هیدروکسیل داره و به جای اون یکی هیدروکسیل، فقط یه اتم هیدروژن به محور کربنیش متصله. گروه هیدروکسیل اضافی آر ان ای، تو فرآیند تبدیل کد ژنتیکی به آر ان ای‌های ناقل که می­تونن به پروتئین تبدیل بشن نقش داره، در حالی که قند دئوکسی ریبوز باعث پایداری بیش­تر دی ان ای میشه.

تفاوت قند DNA و RNA

ساختارای شیمیایی قندای دئوکسی ریبوز (سمت چپ) و ریبوز (راست)

 

تفاوت بازهای DNA و RNA

بازای نیتروژنی که تو دی ان ای قرار دارن، واحدای اساسی کد ژنتیکی هستن و ترتیب صحیح و جفت شدن اونا برای عملکرد بیولوژیکی، ضروریه. چهارتا باز تشکیل‌دهنده این کد عبارتن از: آدنین (A)، تیمین (T)، گوانین (G) و سیتوزین (C). بازا تو یه ساختار مارپیچ دوتایی با هم جفت میشن، این جفتا، A و T و C و G هستن. آر ان ای، به جای باز تیمین، باز اوراسیل (U) داره که با آدنین جفت میشن.

تفاوت ساختار DNA و RNA

در حالی که طبق مدل مارپیچ دوگانه دی ان ای که فرانسیس کریک و جیمز واتسون (Francis Crick and James Watson) ارائه کردن (یا شاید هم مارپیچ روزالیند فرانکلین Rosalind Franklin) ساختار دو رشته‌ای دی ان ای برای همه شناخته شده هست، قالب تک رشته‌ای آر ان ای خیلی شناخته شده نیس. آر ان ای می­تونه مثلاً موقع ترجمه، وقتی که مولکولای mRNA و tRNA جفت میشن، به ساختارای دو رشته‌­ای تبدیل بشه. پلیمرای دی ان ای، خیلی طویل­تر از پلیمرای آر ان ای هستن. ماده ژنتیکی انسان، ۲.۳ متر طول داره و از ۴۶ کروموزوم تشکیل شده که هر کدوم یه مولکول دی ان ای تنها و طولانی هستن. در مقایسه، مولکولای آر ان ای، خیلی کوتاه­ترن.

تفاوت محل قرارگیری DNA و RNA

سلولای یوکاریوتی (Eukaryotic)، از جمله همه سلولهای حیوانی و گیاهی، بیش­تر دی ان ای خودشون رو به شکل ساختارای فشرده‌ای به اسم کروموزوم، تو هسته قرار میدن. این حالت فشرده یعنی اینکه میشه دی ان ای رو به راحتی، ذخیره و منتقل کرد. علاوه بر دی ان ای هسته‌­ای، یه مقدار از دی ان ای هم تو میتوکندریای تولیدکننده انرژی وجود داره، اندامکای کوچیکی که به صورت آزاد تو سیتوپلاسم، یعنی بخشی از سلول که بیرون از هسته قرار داره، شناور هستن.

هر کدوم از سه نوع آر ان ای، تو یه محل خاص پیدا میشن. mRNA، تو هسته ساخته میشه و قبل از خروج از هسته و ورود به سیتوپلاسم، هر تیکه از mRNA از بخش خاصی از دی ان ای کپی میشه. بعد از اون، در صورت لزوم، این قطعات در داخل سلول جابجا میشن و توسط سیستم حمل و نقل داخل سلولی، یعنی اسکلت سلولی، حرکت می­کنن. tRNA مثل mRNA، یه مولکول آزاده که تو اطراف سیتوپلاسم حرکت میکنه. اگه پیام درست رو از ریبوزوم دریافت کنه، زیرواحدهای اسید آمینه‌­ای رو که تو سیتوپلاسم شکار کرده به ریبوزوم میاره تا برای ساخت پروتئینا استفاده بشه. همونطور که قبلا گفته شد، rRNA بخشی از ساختار ریبوزوما است. قبل از اینکه ریبوزوما به سیتوپلاسم صادر بشن، تو قسمتی از هسته به اسم هستک (nucleolus) ساخته میشن، جایی که بعضی از ریبوزوما آزادانه شناور هستن. بعضی از ریبوزومای سیتوپلاسمی به شبکه آندوپلاسمی متصل هستن، یه ساختار غشایی که به پردازش پروتئینا و صدور اونا از سلول کمک میکنه.

پیشنهاد مطالعه »»  تفاوت لپتاپ و نوت بوک چیه؟

انواع غیر معمول RNA و DNA

ساختاری که تو این مقاله توضیح دادیم، رایج­ترین شکل دی ان ایه اما تنها نوع دی ان ای نیست. انواع دیگه‌­ای از دی ان ای و آر ان ای وجود داره که ساختار اونا با ساختار معمولی این اسیدهای نوکلئیک خیلی فرق داره.

Z-DNA

در حالی که ساختار دی ان ای که در تصویر بالای مقاله – و در هر کتاب درسی زیست‌شناسی که ممکنه علاقه‌مند به آن باشید– مشاهده کردید، مارپیچ راست گردان داره (right-handed helix)، مولکولای دی ان ای با مارپیچای چپ‌گرد هم وجود دارن که به اونا Z-DNA گفته میشه. دی ان ای معمولی و کلاسیک، B-DNA نامیده میشه. مولکولای زد- دی ان ای:

  • نازک­ترن (عرض ۱۸ آنگستروم در برابر B-DNA که عرض آن ۲۰ آنگستروم هست)
  • واحد تکرارشونده متفاوتی دارن (دو جفت باز در مقابل یک جفت باز)
  • زوایای پیچش متفاوتی بین بازا دارن

تصور میشه که Z-DNA در تنظیم بیان ژن نقش داره و ممکنه توسط آنزیمهای پردازش دی ان ای مثل دی ان ای پلیمراز (DNA polymerase) تولید بشه.

A-DNA

A-DNA که همزمان با B-DNA توسط روزالین فرانکلین شناسایی شد، یه ساختار متفاوت از دی ان ایه که بیش­تر، وقتی که مولکول دی ان ای، آب خودش رو از دست بده ظاهر میشه. خیلی از ساختارای کریستالی دی ان ای، به شکل A-DNA هستن. A-DNA، نسبت به B-DNA، طول کم­تری داره، تعداد جفت بازای اون در هر دور چرخش و شیبش هم متفاوته. تو سالای اخیر، دانش بیولوژیکی A-DNA خیلی بیش­تر شده و مشخص شده که A-DNA وظایف مختلفی داره، مثل:

  • اتصال به آنزیمهای دی ان ای، مثل پلیمرازها: ممکنه این عمل، باعث بشه که بعضی از اتم‌های خاص در معرض عمل آنزیمی قرار بگیرن.
  • محافظت در برابر آسیب: A-DNA آسیب‌­پذیری کم­تری نسبت به اشعه فرابنفش داره و به همین خاطر مشخص شده که باکتریای اسپورساز، از ترکیب A-DNA استفاده می­کنن تا بتونن از خودشون محافظت کنن.

Triplex DNA

ساختار دی ان ای مارپیچ سه گانه، وقتی تشکیل میشه که نوکلئوبازهای خاصی (پیریمیدین یا پورین) شیارهای اصلی توی B-DNA معمولی رو اشغال کنن. این مسئله می­تونه به طور طبیعی یا به عنوان بخشی از استراتژیای عمدی اصلاح دی ان ای برای اهداف تحقیقاتی اتفاق بیفته.

الیگونوکلئوتیدهای تشکیل‌دهنده دی ان ای سه رشته­ای (TFOs) یا Triplex-forming oligonucleotides می­تونن به دی ان ای دو رشته‌­ای معمولی متصل بشن و می­تونن به هدایت عواملی که برای تغییر دی ان ای در بخشای خاصی از ژنوم استفاده میشن، کمک کنن. H-DNA یک مولکول دی ان ای درون­زا و سه رشته‌ایه که به جهش ژنوم کمک میکنه.

dsRNA

معمولاً آر ان ای دو رشته‌­ای (dsRNA) به عنوان پایه ژنومی خیلی از ویروسای گیاهی، حیوانی و انسانی یافت میشه. این ویروسا شامل Reoviridae و Rotaviruses هستن که عامل بیماریایی مثل گاستروانتریت (gastroenteritis) هستن. مولکولای dsRNA ایمونوژنای قوی هستن، اونا سیستم ایمنی را فعال می‌کنن، که در نتیجه dsDNA رو به یک مکانیسم محافظتی تبدیل می‌کنه. کشف ماشین پروتئینی که باعث انجام این واکنش میشه منجر به توسعه فناوری RNAi خاموش‌کننده ژن شد که برنده جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی در سال ۲۰۰۶ شد.

به نظر شما فرق DNA و RNA که در این مقاله توضیح داده شد، درست بوده؟

اگر شما اطلاعات بیشتری از تفاوت بین DNA و RNA می‌دونید یا فکر می‌کنید تعریف دقیقتری وجود داره، حتما در بخش نظرات، برای ما ارسال کنید تا مقاله رو اصلاح و تکمیل کنیم.

منابع:

  • technologynetworks.com (این مقاله از ۵ مقاله دانشگاهی و معتبر علمی تهیه شده است).
۵/۵ - (۲ امتیاز)