Questão:
Por que o DNA e o RNA têm as funções que têm?
ymar
2012-08-19 21:48:48 UTC
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Eu sei que existem duas direções mais importantes na transferência de informação genética em organismos vivos: DNA-> DNA e DNA-> RNA. O primeiro é a replicação e o segundo é a transcrição. Eu me pergunto se há um motivo para essa escolha de direções. De acordo com este artigo, todas as outras direções são possíveis. Por que usamos DNA, por exemplo? O RNA é capaz de auto-replicação, uma vez que ocorre em vírus. E por que usamos RNA, não DNA, como moléculas mensageiras? É apenas um acidente ou é possível explicar por que essa é a maneira certa de fazer isso?

Uma razão é certamente que o DNA é quimicamente mais estável do que o RNA.
@nico Obrigado, eu não sabia disso. Isso parece explicar por que o RNA não é usado para armazenar informações genéticas. Você poderia explicar por que o RNA é usado em vez do DNA para a comunicação? O RNA é mais fácil de construir?
Em cima da minha cabeça, não consigo pensar em um motivo. Tentarei escrever uma resposta se puder encontrar algo sobre isso.
O RNA se dobra melhor que o DNA.
Para obter uma referência da estabilidade de dobramento de RNA, consulte http://biology.stackexchange.com/a/769/389
Dois respostas:
Conner
2012-08-19 23:56:16 UTC
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O DNA é mais quimicamente estável do que o RNA, o que o torna ideal para armazenamento de longo prazo. Vírus de RNA como o HIV têm vida curta e devem se replicar para sobreviver, e é por isso que podem sobreviver com um genoma quimicamente menos estável.

O RNA é um formato útil para transcrever, pois tem várias formas e funções por exemplo, rRNA, mRNA, tRNA, siRNA, snRNA, miRNA, etc.). Às vezes, o RNA pode funcionar como uma proteína na qual realiza ações celulares sem precisar ser traduzido. Foi hipotetizado que o RNA foi as primeiras moléculas como precursoras da vida, uma vez que podem funcionar tanto para armazenamento quanto para ação. A teoria é que o RNA foi a primeira molécula, mas foi capaz de ser traduzido em proteínas (que eram mais variáveis ​​/ úteis) e capaz de ser armazenado como DNA (que era mais estável como meio de armazenamento).

A primeira frase do seu segundo parágrafo é essencialmente a prova de intimidação: você não está dando nenhuma razão aqui. Só porque o RNA pode assumir várias formas não diz nada sobre a adequação do mRNA como um intermediário entre o DNA e as proteínas, especialmente porque todos os exemplos que você citou não são codificantes.
É verdade, não mencionei nenhum motivo pelo qual é um intermediário particularmente bom para ser traduzido. Estou assumindo um ângulo diferente ao responder à pergunta, sugerindo que talvez tenha mais a ver com a sequência de origens do que com sua utilidade como intermediário.
Sim, na verdade estou * convencido * de que a sequência de origem é o verdadeiro motivo. A semelhança com o RNA não codificante é notável apenas na medida em que grande parte da maquinaria para o tratamento de RNA (* qualquer * RNA) é antiga e muito bem conservada e, portanto, a célula requer menos inovação por depender de mRNA do que por ter algum tipo de mDNA.
@KonradRudolph, ou estrutura de RNA é simplesmente mais estável. consulte http://biology.stackexchange.com/a/769/389
@bobthejoe Embora isso seja interessante em geral (boa resposta!), Aqui estamos falando especificamente sobre mRNA, onde a estrutura desempenha nenhum ou apenas um papel muito menor.
@KonradRudolph, Bem ... essa é uma suposição massiva de que a estrutura do mRNA desempenha pouco ou nenhum papel.
@bobthejoe é isso? A maior parte do mRNA parece não ser estruturada, exceto a tampa, cauda e talvez 3ʹ UTR. Admito que não li nada afirmando isso definitivamente, mas também nunca li nada em contrário (e uma estrutura na sequência de codificação parece digna de menção), e de fato as fotografias (varredura de elétrons) que vi a transcrição mostra caudas de mRNA alongadas e desdobradas.
Eu sugiro ir para as referências originais em vez de wikipedia. Procure Gilbert (1986) em Nature for the RNA world.
Nick
2012-08-24 18:35:52 UTC
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Se você tivesse uma forma de vida complexa que usasse apenas DNA ou RNA, não haveria como diferenciar o mXNA transcrito do gXNA genômico. Isso causaria problemas durante a replicação da adega, pois você também poderia replicar seu mXNA junto com seu gXNA. Também causaria problemas ao reparar quebras em seu gXNA, pois você correria o risco de incluir mXNA durante o processo de reparo.

Portanto, parece vantajoso ter um sistema de armazenamento de informações que não estão sendo traduzidas no momento. proteína (ou seja, DNA), em comparação com apenas ter RNA.

Por outro lado, um organismo completamente DNA precisaria de RNA para ribossomos funcionais de qualquer maneira. Se o RNA está sendo usado para ribossomos, usá-lo para mRNA também para evitar confusão com o DNA genômico parece vantajoso.

Para testar essa hipótese, você precisaria criar uma forma de vida completamente baseada em RNA / DNA e investigar suas propriedades. Sem começar a vida do zero com base em RNA e monitorar sua evolução ao longo de alguns milhões de anos, é difícil obter uma prova conclusiva de por que as coisas são do jeito que são, em vez de terem caído em um acidente histórico evolutivo!

Existem maneiras mais simples de distinguir mXNA de gXNA. Por exemplo, proteínas chaperonas de cadeia simples vs. dupla ou a simples ausência de uma origem de replicação no mensageiro mXNA.
https://www.quora.com/Why-do-cells-use-both-DNA-and-RNA também menciona que o RNA é mais barato de se replicar, pois é menos estável. Embora eu não saiba nada sobre isso, acho que é verdade.


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