DNA و RNA؛ فرق رِنا و دِنا چیست

DNA و RNA حامل‌های شیمیایی اطلاعات ژنتیکی در همه موجودات شناخته شده هستند. در اکثر موجودات، DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) اطلاعات ژنتیکی را ذخیره می‌کند و به فرزندان منتقل می‌کند. RNA (ریبونوکلئیک اسید) عمدتاً در انتقال کد ژنتیکی برای سنتز پروتئین نقش دارد. برخی از ویروس‌ها نیز از RNA به عنوان ماده ژنتیکی خود استفاده می‌کنند. DNA بیشتر در هسته یافت می‌شود در حالی که RNA در  سیتوپلاسم سلول یافت می‌شود. تفاوت اصلی بین DNA و RNA در این است که DNA از دئوکسی ریبوز در حلقه پنتوز خود و RNA از ریبوز در حلقه پنتوز خود تشکیل شده است.

DNA چیست

دئوکسی ریبونوکلئیک اسید یا DNA ماده ارثی اکثر موجودات است. اکثر DNA در هسته یا ناحیه نوکلوئیدی باکتری‌ها قرار دارد. در یوکاریوت‌ها علاوه بر هسته در میتوکندری و کلروپلاست نیز مقداری دِنا وجود دارد. DNA حامل دستورالعمل‌های ژنتیکی برای رشد، عملکرد و تولیدمثل موجودات است.
پایه و اساس قند فسفات در DNA توسط بازهای نیتروژن‌دار و گروه‌های فسفات متصل به قند دئوکسی ریبوز تشکیل می‌شود. پیوندهای CH در قند دئوکسی ریبوز واکنش کمتری دارند. بنابراین، DNA به طور قابل توجهی در شرایط قلیایی پایدار است. چهار باز نیتروژن‌دار مختلف را می‌توان در DNA شناسایی کرد: سیتوزین (C)، گوانین (G)، آدنین (A) و تیمین (T). دو رشته پلی نوکلئوتیدی توسط پیوندهای هیدروژنی در کنار هم نگه داشته می‌شوند و بین بازهای مکمل تشکیل می‌شوند. آدنین (A) با تیمین (T) جفت می‌شود در حالی که سیتوزین (C) با گوانین (G) جفت می‌شود. بنابراین، هر رشته مکمل رشته دیگر است. دو رشته پلی نوکلئوتیدی بیشتر به هم پیچیده شده و یک مارپیچ دوگانه را تشکیل می‌دهند. هر رشته در مارپیچ دوگانه در جهات مخالف هم حرکت می‌کند و باعث می‌شود دو رشته موازی یکدیگر باشند. انتهای نامتقارن رشته به صورت ۵′ و انتهای ۳′ مشخص می‌شود.
فرم B رایج ترین ترکیب DNA در همه موجودات است. ترتیبی که چهار باز در امتداد ستون‌های اصلی ساختار نردبان مانند DNA چیده شده اند، اطلاعات بیولوژیکی را در امتداد DNA به نام ژن رمز می‌کند. DNA یک کپی مشابه از DNA اصلی را برای تولیدمثل سنتز می‌کند. DNA می‌تواند به راحتی توسط اشعه ماوراء بنفش آسیب ببیند.

شکل ۱: تفاوت بین DNA و RNA

RNA چیست

اسید ریبونوکلئیک یا RNA بیشتر در سیتوپلاسم یافت می‌شود. برخی نیز ممکن است در هسته یافت شوند. بسیاری از ویروس‌ها اطلاعات ژنتیکی خود را در ژنوم RNA ذخیره می‌کنند. RNA نقش حیاتی در تنظیم و بیان ژن‌ها دارد.
RNA یک پلی نوکلئوتید است که از مونومرهای نوکلئوتیدی مشابه DNA تشکیل شده است. RNA در مقایسه با DNA رشته بسیار کوتاه تری دارد. ریبوز قندی است که ستون اصلی قند فسفات را تشکیل می‌دهد. ریبوز به دلیل وجود گروه هیدروکسیل در موقعیت ۲′ حلقه پنتوز بسیار واکنش پذیر است. بنابراین RNA در شرایط قلیایی پایدار نیست. به دلیل وجود گروه OH 2’، RNA به شکل A وجود دارد. هندسه A-form یک شیار اصلی عمیق و باریک و یک شیار فرعی کم عمق و گسترده ایجاد می‌کند. چهار باز نیتروژن‌دار موجود در RNA عبارتند از سیتوزین (C)، گوانین (G)، آدنین (A) و اوراسیل (U). برخلاف DNA، رِنا اغلب به عنوان یک مولکول تک رشته ای وجود دارد، اما می‌تواند ساختارهای ثانویه دو رشته ای مانند حلقه‌های سنجاق سر را با جفت شدن بازهای مکمل تشکیل دهد. آدنین (A) با اوراسیل (U) جفت می‌شود در حالی که سیتوزین (C) با گوانین (G) جفت می‌شود.
اکثر اشکال عملکردی RNA ساختار سوم را نشان می‌دهند. فعال ترین انواع RNA از نظر بیولوژیکی عبارتند از RNA پیام رسان (mRNA)، RNA انتقالی (tRNA)، RNA ریبوزومی‌(rRNA)، RNA هسته ای کوچک (snRNA) و سایر RNA‌های غیر کد کننده (ncRNA). mRNA، tRNA و rRNA مربوط به سنتز پروتئین هستند. ncRNA در پردازش RNA و تنظیم ژن نقش دارد. برخی از RNA‌ها مانند ریبوزیم‌ها قادر به کاتالیز کردن واکنش‌های شیمیایی هستند. RNA‌های مداخله گر کوچک (siRNA‌ها) نقش حیاتی در تنظیم ژن توسط تداخل RNA ایفا می‌کنند. رونویسی فرآیندی است که در آن سنتز RNA با استفاده از DNA به عنوان الگو انجام می‌شود. RNA پلیمراز آنزیمی‌است که واکنش را کاتالیز می‌کند. RNA به راحتی توسط اشعه ماوراء بنفش آسیب نمی‌بیند.  

تفاوت بین DNA و RNA

مخفف

DNA :DNA مخفف دئوکسی ریبونوکلئیک اسید است.
RNA :RNA مخفف اسید ریبونوکلئیک است.

جایگاه

DNA :DNA بیشتر در هسته و نوکلوئید یافت می‌شود.
RNA :RNA بیشتر در سیتوپلاسم یافت می‌شود.

قندها و بازها

DNA: دئوکسی ریبوز قندی است که بازهای آن A، T، C و G هستند.
RNA: ریبوز قندی است که پایه‌های آن A، U، C و G هستند.

طول

DNA :DNA یک پلیمر بلند است. 
RNA :RNA کوتاه‌تر از DNA است.

جفت شدن بازها

DNA: جفت A با T و C با G جفت می‌شود.
 RNA: جفت A با U و C با G جفت می‌شود.

ساختار

DNA :DNA دو رشته ای است و ساختار دو مارپیچی را نشان می‌دهد.
RNA :RNA معمولاً تک رشته ای است، گاهی اوقات ساختارهای ثانویه و سوم را تشکیل می‌دهد.

ترکیب ترجیحی

DNA ;DNA فرم B را ترجیح می‌دهد.
RNA :RNA فرم A را ترجیح می‌دهد.

عملکرد

DNA :DNA حامل اطلاعات ژنتیکی لازم برای رشد، عملکرد و تولید مثل است.
RNA :RNA عمدتاً در سنتز پروتئین نقش دارد، گاهی اوقات بیان ژن را تنظیم می‌کند.

ثبات

DNA :DNA در شرایط قلیایی پایدار است. اندازه کوچک شیارها باعث کاهش عملکرد آنزیم‌های DNase می‌شود.
RNA :RNA در شرایط قلیایی در مقایسه با DNA پایدار نیست. RNA شیارهای بسیار بزرگتری را در مقایسه با DNA نشان می‌دهد و بیشتر در معرض تجزیه با RNases است.

آسیب ناشی از اشعه ماوراء بنفش

DNA :DNA بیشتر در معرض آسیب اشعه ماوراء بنفش است.
RNA :RNA کمتر در معرض آسیب اشعه ماوراء بنفش است.

نتیجه

RNA حاوی یک گروه OH2 در قند پنتوز خود است که باعث می‌شود RNA واکنش پذیرتر از DNA باشد. بنابراین، DNA به دلیل پایداری گروه پنتوز نسبت به RNA نسبتاً پایدار است. RNA همچنین به عنوان یک مولکول تک رشته ای به دلیل گروه ۲′ OH وجود دارد. بنابراین، RNA شکل A از هندسه را ترجیح می‌دهد. برعکس، DNA فاقد گروه OH2 در حلقه پنتوز خود است. بنابراین، DNA معمولاً به عنوان یک مولکول دو رشته ای وجود دارد که شکل B هندسه را ترجیح می‌دهد. در اینجا، A-form شیارهای وسیع تری ایجاد می‌کند در حالی که B-form شیارهای باریکی در مولکول ایجاد می‌کند. پایداری در برابر آنزیم‌های تخریب کننده به اندازه شیار بستگی دارد. بنابراین، DNA در برابر تخریب آنزیم پایدارتر از RNA است. بنابراین تفاوت اصلی DNA و RNA در ترکیب حلقه‌های پنتوز آنهاست.