¿Por qué el ADN es bicatenario y el ARN monocatenario? [cerrado]

Aunque esta es una pregunta básica (unas pocas búsquedas en Google proporcionarán todas las respuestas) y usted ha hecho muchas preguntas, las responderé una por una.

• ¿Por qué el ARN es monocatenario (y no bicatenario como el ADN)?

  1. El dsRNA es menos estable que el dsDNA. Vea esto: http://en.wikipedia.org/wiki/RNA#Structure . Una característica estructural importante del ARN que lo distingue del ADN es la presencia de un grupo hidroxilo en la posición 2' del azúcar ribosa. La presencia de este grupo funcional hace que la hélice adopte la geometría de forma A en lugar de la forma B más comúnmente observada en el ADN. Esto da como resultado un surco mayor muy profundo y angosto y un surco menor poco profundo y ancho. Una segunda consecuencia de la presencia del grupo 2'-hidroxilo es que en regiones conformacionalmente flexibles de una molécula de ARN (es decir, no involucradas en la formación de una doble hélice), puede atacar químicamente el enlace fosfodiéster adyacente para escindir la columna vertebral.

  2. Las ARNasas son muy comunes. Más importante aún, en los sistemas biológicos, la presencia de dsRNA es una señal de virus y elementos transponibles activos, por lo que ssRNA es una forma fácil para que la célula huésped distinga elementos extraños. Sí, eso fue una simplificación excesiva e ignoró el dsRNA funcional, pero incluso entonces, el dsRNA probablemente evolucionó de sistemas a elementos extraños. ¹

• ¿Por qué el ADN es bicatenario (y no monocatenario como el ARN)?

En primer lugar, la parte de "información" del ADN es la base nitrogenada, a diferencia del azúcar pentosa o los residuos de fosfato. En una molécula monocatenaria, esta parte importante estaría expuesta al entorno celular, lo que brindaría más oportunidades para que sea mutada por las diversas sustancias químicas presentes. Sin embargo, en una configuración de doble cadena, las dos bases nitrogenadas están encerradas dentro del complejo, una frente a la otra en el centro de la molécula. Esta organización ayuda a protegerlos de mutágenos locales.

En segundo lugar, tener dos hilos complementarios uno frente al otro significa fundamentalmente tener dos copias de lo mismo colocadas una al lado de la otra. Esto permite la corrección de pruebas. George C. Williams resumió esto maravillosamente en su conciso pasaje (de "The Pony Fish's Glow" (1997)) (recuerde que la adenina [A] en un hilo siempre debe unirse a una timina [T] en el hilo complementario, y viceversa ; del mismo modo, la citosina [C] siempre se une a la guanina [G], y viceversa, es decir, la regla de Charagaff ). ²

Fuente

• ¿Cuál es la diferencia entre el ADN y el ARN?

Puede encontrar una tabla completa de diferencias aquí (lamentablemente, no puedo crear una tabla en Markdown) junto con esta imagen:

• ¿En qué se diferencian las funciones del ADN y el ARN?

El ARN tiene varias funciones diferentes que, aunque todas están interconectadas, varían ligeramente según el tipo. Hay tres tipos principales de ARN:

1. El ARN mensajero (ARNm) transcribe la información genética del ADN que se encuentra en el núcleo de una célula y luego lleva esta información al citoplasma y al ribosoma de la célula.

2. El ARN de transferencia (ARNt) se encuentra en el citoplasma de una célula y está estrechamente relacionado con el ARNm como ayudante. El ARNt literalmente transfiere aminoácidos, los componentes centrales de las proteínas, al ARNm en un ribosoma.

3. El ARN ribosómico (ARNr) se encuentra en el citoplasma de una célula. En el ribosoma, toma mRNA y tRNA y traduce la información que proporcionan. A partir de esta información, "aprende" si debe crear o sintetizar un polipéptido o una proteína.

Los genes del ADN se expresan o manifiestan a través de las proteínas que sus nucleótidos producen con la ayuda del ARN. Los rasgos (fenotipos) provienen de qué proteínas se fabrican y cuáles se activan o desactivan. La información que se encuentra en el ADN determina qué rasgos se crearán, activarán o desactivarán, mientras que las diversas formas de ARN hacen el trabajo. ³

EDITAR: como ha hecho otra pregunta en los comentarios, la agregaré aquí:

• ¿Por qué se prefiere el ADN al ARN como material genético?

El ADN ofrecía varias ventajas sobre el ARN, por lo que fue elegido por selección natural para representar a seres superiores:

1. El ADN era químicamente más estable que el ARN, por lo que era posible mantener una mayor longitud de ADN en comparación con el ARN. El ARN tiene un grupo hidroxilo (OH) presente en el carbono 2'. Este grupo hidroxilo invita a la reacción de hidrólisis y, por lo tanto, no fue posible mantener una molécula de ARN de gran longitud. Este grupo hidroxilo estaba ausente en el ADN, lo que conducía a la estabilidad de la molécula de ADN.

2. El ADN era más capaz de manejar la autorreparación durante el proceso de replicación debido a la presencia de timina en lugar de uracilo. Se debió al hecho de que a menudo la citosina se transformaba en uracilo debido a la desaminación. Ahora, en el caso del ARN, era imposible que la célula supiera si el uracilo debería estar presente allí o no, pero en el ADN, ya que el uracilo no está todo presente, por lo que fue bastante fácil identificar el error y rectificarlo.

3. El ADN también ofrece más seguridad de la información debido a la estructura de doble hélice. ⁴

Una comparación de la estructura molecular del ADN y el ARN de aquí

Referencias:

1. https://www.quora.com/Por-que-el-ARN-es-de-cadena-sencilla-en-general-y-no-de-doble-cadena-como-el-ADN

2. http://medicguide.blogspot.in/2008/07/why-is-dna-double-stranded-but-rna.html

3. http://www.diffen.com/difference/DNA_vs_RNA

4. https://www.quora.com/Por-que-fue-elegido-el-ADN-para-ser-el-material-genetico-en-lugar-del-ARN

5. http://www.atdbio.com/content/2/Molecular-weight-and-mass