Unterschied zwischen DNA- und RNA-Nukleotiden

Hauptunterschied - DNA vs. RNA Nucleotide

DNA- und RNA-Nukleotide sind die Monomere von DNA bzw. RNA. DNA-Nukleotide sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. RNA enthält Uracil anstelle von Thymin. DNA wird von Organismen häufig als genetisches Material verwendet. Bei der Genexpression wird RNA verwendet. Das Hauptunterschied zwischen DNA- und RNA-Nukleotiden ist das DNA-Nukleotide enthalten Desoxyribose als Pentose-Zucker, während RNA-Nukleotide Ribose-Zucker als Pentose-Zucker im Molekül enthalten.

Dieser Artikel betrachtet,

1. Was sind DNA-Nukleotide?
     - Definition, Eigenschaften, Funktion
2. Was sind RNA-Nukleotide?
     - Definition, Eigenschaften, Funktion
3. Was ist der Unterschied zwischen DNA- und RNA-Nukleotiden?

Was ist ein DNA-Nukleotid?

Ein DNA-Nukleotid ist das Monomernukleotid, das in der DNA gefunden werden kann. Es enthält Desoxyribose als Pentose-Zucker, der an seinem 1'-Kohlenstoff an eine stickstoffhaltige Base und an seinem 5'-Kohlenstoff an eine Phosphatgruppe gebunden ist. Desoxyribose ist ein Monosaccharid, das aus Ribosezucker durch den Verlust eines Sauerstoffatoms an 2'-Kohlenstoff gewonnen wird. Desoxyribose wird daher genauer als 2-Desoxyribose bezeichnet. Eine markierte Desoxyribose, die aus Ribosezucker gewonnen wird, ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: (Desoxy) Ribose

Stickstoffhaltige Basen in der DNA sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin. Adenin und Guanin sind Purinbasen, während Cytosin und Thymin Pyrimidinbasen sind. In der DNA sind die Nukleotide zu einer Kette verknüpft und die Reihenfolge der Anordnung der Nukleotide speichert die genetische Information der Zelle. Das Zucker-Phosphat-Rückgrat wird gebildet, indem jedes Nukleotid über Phosphodiester-Bindungen an die Kette gebunden wird. Purinbasen sind auf komplementäre Weise mit Pyrimidinbasen gepaart, um die beiden DNA-Stränge in der Doppelhelix zusammenzuhalten. Adeninpaare mit Thymin- und Guaninpaaren mit Cytosin.  

DNA besteht aus der Direktionalität in jeder der beiden Ketten. Eine Kette in der doppelsträngigen Struktur trägt eine 3 'bis 5' -Richtung, während die andere Kette eine 5 'bis 3' -Richtungsrichtung besitzt. Das Fehlen einer Hydroxylgruppe an seinem 2'-Kohlenstoff in Desoxyribose fördert die mechanische Flexibilität von DNA durch Bildung der Doppelhelix-Struktur. Die DNA-Doppelhelix kann sich auch eng zusammenrollen, um sich in den Eukaryonten innerhalb des Zellkerns zu packen. 

Abbildung 2: DNA-Struktur

Was ist ein RNA-Nukleotid?

Ein RNA-Nukleotid ist das in RNA-Molekülen gefundene Monomernukleotid. Es enthält Ribose als Pentosemonosaccharid, das an seinem 1'-Kohlenstoff an eine stickstoffhaltige Base und an seinem 5'-Kohlenstoff an eine Phosphatgruppe gebunden ist. Ribose enthält zwei Enantiomere: D-Ribose und L-Ribose. D-Ribose wird in RNA gefunden. Der Hauptunterschied zwischen Ribose und Desoxyribose ist die 2'-Hydroxylgruppe, die von Ribose getragen wird. Diese 2'-Hydroxylgruppe spielt viele Funktionen in der RNA. Stickstoffhaltige Basen in RNA sind Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil. Die Pyrimidinbase Uracil ersetzt Thymin in RNA. Daher passt Adenin eher mit Uracil als mit Thymin. RNA-Nukleotide sind miteinander verbunden, um die Nukleotidkette wie in DNA zu bilden. Da RNA ein lineares Molekül ist, existiert die Nukleotidkette nur in 5'-Richtung. Die chemische Struktur von RNA ist in gezeigt Figur 3.

3: RNA-Strang

RNA ist aufgrund der Anwesenheit einer 2'-Hydroxylgruppe nicht in der Lage, die Doppelhelix-Struktur wie in DNA zu bilden. Daher wird RNA als lineares Molekül gefunden, das nur doppelsträngige Strukturen wie Haarnadelschleifen bilden kann. Die 2'-Hydroxylgruppe ist jedoch beim RNA-Spleißen wichtig.

RNA wird durch Transkription von DNA im Genom durch das Enzym RNA-Polymerase produziert. Die wichtigsten in der Zelle vorkommenden RNA-Typen sind Messenger-RNA (mRNA), Transfer-RNA (tRNA) und ribozomale RNA (rRNA). mRNAs sind die Transkripte von Genen. Sie werden an Ribosomen translatiert, die von rRNAs gebildet werden. Die für die Synthese des Polypeptids relevanten Aminosäuren werden durch tRNAs gebracht. Daher ist die Hauptfunktion von RNA ihre Rolle bei der Proteinsynthese. Einige RNAs sind auch an der Regulation der Genexpression beteiligt. Abgesehen davon dienen RNA-Nukleotide wie ATP und NADH als Hauptquelle für chemische Energie für biochemische Reaktionen in der Zelle. cGMP und cAMP dienen auch als Second Messenger für Signaltransduktionswege.

Unterschied zwischen DNA- und RNA-Nukleotiden

Pentose-Zucker

DNA-Nukleotide: Desoxyribose wird als Pentosezucker in DNA-Nukleotiden gefunden.

RNA-Nukleotide: Ribose wird als Pentose-Zucker in RNA-Nukleotiden gefunden.

2 'Hydroxylgruppe

DNA-Nukleotide: DNA-Nukleotiden haben in ihren Desoxyribosen keine 2'-Hydroxylgruppe.

RNA-Nukleotide: RNA-Nukleotide enthalten in ihren Ribosen eine 2'-Hydroxylgruppe.

Rolle der 2'-Hydroxylgruppe

DNA-Nukleotide: Das Fehlen einer 2'-Hydroxylgruppe ermöglicht es der DNA, eine Doppelhelixstruktur zu bilden.

RNA-Nukleotide: Die Anwesenheit einer 2'-Hydroxylgruppe in Ribose hält die RNA als lineares Molekül. Diese 2'-Hydroxylgruppe spielt auch beim RNA-Splicing eine Rolle.

Stickstoffhaltige Basen

DNA-Nukleotide: Stickstoffhaltige Basen in DNA-Nukleotiden sind Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin.

RNA-Nukleotide: Stickstoffhaltige Basen in RNA-Nukleotiden sind Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil.

Funktion

DNA-Nukleotide: DNA-Nukleotide sind hauptsächlich an der Speicherung genetischer Informationen beteiligt.

RNA-Nukleotide: RNA-Nukleotide sind hauptsächlich an der Proteinsynthese beteiligt. Sie haben auch eine Rolle als Energiequellen und Second Messenger in Signaltransduktionspfaden.

Beispiele

DNA-Nukleotide: DNA-Nukleotide sind dATP, dAMP. dCTP, dGMP usw.

RNA-Nukleotide: RNA - Nukleotide sind ATP, ADP, GTP, UTP, UMP usw.

Fazit

DNA- und RNA-Nukleotide dienen als Monomere von DNA bzw. RNA. Die in DNA-Nukleotiden gefundenen Pentosemonosaccharide sind Desoxyribose, die die Doppelhelix-Struktur von DNA ermöglicht. Ribose wird als Pentosemonosaccharid in RNA-Nukleotiden gefunden. Aufgrund der Anwesenheit von 2'-Hydroxylgruppen in Ribose kann RNA die Doppelhelix-Struktur nicht bilden und liegt als lineares Molekül vor. Adenin, Guanin und Cytosin sind die gemeinsam genutzten Stickstoffbasen sowohl in DNA- als auch in RNA-Nucleotiden. Thymin in DNA-Nukleotiden wird in RNA-Nukleotiden durch Uracil ersetzt. Sowohl DNA als auch RNA können die doppelsträngigen Strukturen durch komplementäre Basenpaarung bilden. DNA ist hauptsächlich an der Speicherung genetischer Informationen in der Zelle beteiligt. RNA hat seine Funktion in der Proteinsynthese. Der Hauptunterschied zwischen DNA- und RNA-Nukleotiden besteht jedoch in ihrem Pentose-Zucker und den stickstoffhaltigen Basen, die sie gemeinsam haben.

Referenz:
1. Lodish, Harvey. "Struktur von Nukleinsäuren". Molekulare Zellbiologie. 4. Ausgabe. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 26. März 2017.
2. "Ribose und Desoxribose". Pearson - der Biologieplatz. N.p., n. D. Netz. 26. März 2017.
3. "Strukturelle Biochemie / Nukleinsäure / Unterschied zwischen DNA und RNA." Strukturelle Biochemie / Nukleinsäure / Unterschied zwischen DNA und RNA - Wikibooks, offene Bücher für eine offene Welt. N.p., n. D. Netz. 26. März 2017.

Bildhöflichkeit:
1. ”DeoxyriboseLabeled” Di Adenosine (englischer Wikipedia-Benutzer) - englische Wikipedia (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
2. "DNA chemical structure 2" Von Thomas Shafee - Eigene Arbeit (CC BY 4.0) über Commons Wikimedia 
3. "RNA-chemische Struktur Adenin" Von Narayanese (Diskussion) - Eigene Arbeit (Originaltext: Self-made.) (Public Domain)