Skillnad mellan DNA och gener

Huvudskillnad - DNA vs gener

DNA är den genetiska planen för de flesta organismer. DNA existerar i en relativt stabil struktur som kallas dubbel-helix och är organiserad i kromosomer. En kromosom är en högre orderstruktur som består av en enda DNA-molekyl. Gen är de ärftliga molekylerna som överför egenskaper till avkomman. Gener består av DNA- eller RNA-sträckor. De nyckelskillnad mellan DNA och gener är det DNA är en kemisk struktur som lagrar de genetiska instruktionerna och generna är små DNA-sträckningar som bestämmer ett specifikt drag.   

Denna artikel studerar, 

1. Vad är DNA
     - Definition, struktur, funktioner
2. Vad är gener
     - Definition, strukturer, funktioner
3. Vad är skillnaden mellan DNA och gener

Vad är DNA

Deoxiribonukleinsyra (DNA) är det genetiska materialet i de flesta organismer. DNA ligger i kärnan och nukleoid. Mitokondriellt DNA (mtDNA) och kloroplast-DNA (cpDNA) kan också hittas i en cell. DNA lagrar den genetiska informationen på lång sikt som är nödvändig för utveckling, funktion och reproduktion. Nukleotiden är monomeren av DNA som består av tre grupper: pentosocker, kvävebas och fosfatgrupp. Kvävebas och fosfatgrupp är fäst till pentosockret. 3'-OH-gruppen av pentosocker av en nukleotid bildar en kovalent bindning med fosfatgruppen hos den intilliggande nukleotiden för framställning av sockerfosfatskelettet. Den här kovalenta bindningen betecknas som fosfodiesterbindning. Deoxiribos är pentosockret som delas av DNA. Således saknar DNA 2'-OH-gruppen på pentosringen, vilket gör DNA mycket reaktivt. DNA är också stabilt vid alkaliska förhållanden.

Fyra olika kvävebaser som kan identifieras i DNA är cytosin (C), guanin (G), adenin (A) och tymin (T). Dessa baser är ordnade i olika order för att lagra den genetiska informationen. Ordningen av nukleotidsekvensen på sockerfosfatskelettet identifieras som gener. Två polynukleotidkedjor förenas med vätebindningar mellan komplementbaspar. Denna process kallas komplettera basparning och det producerar en dubbelsträngad DNA-molekyl där varje sträng är komplementär. Dubbelsträngat DNA rullas vidare för att bilda en dubbel-helixstruktur. De två strängarna i en dubbel-helix löper i motsatta riktningar, vilket gör dem motsatta. De asymmetriska ändarna av strängen kallas 3'- och 5'-ändar. DNA-dubbel-helix föredrar B-formens geometri. Därför är stora och mindre spår i DNA smala, vilket förhindrar enzymatisk nedbrytning.

En organisms fullständiga uppsättning DNA kallas ett genom. Storleken på det mänskliga genomet är 3,2 miljarder baspar och består av cirka 25 000 gener. Polynukleotidkedjor av DNA är organiserade i strukturer som kallas kromosomer i cellen. DNA syntetiserar deras identiska kopia genom replikation. DNA är mer benägna att skada genom UV.

Figur 1: DNA-struktur

Vad är gener

En gen är en region (locus) eller en specifik nukleotidsekvens på DNA-strängen. Gener kodar en aminosyrasekvens av ett specifikt protein. Tusentals gener kan hittas inom en enda DNA-molekyl med högre organismer. Gener erkänns som molekylenheten av ärftlig eftersom de genetiska instruktionerna övergår till avkomma via reproduktion genom gener. Gensekvensen transkriberas till mRNA; mRNA transkriberas till proteiner som bestämmer egenskapen. Detta kallas som den centrala dogmen för molekylärbiologi. Begreppet genen och arvsmönstret härrörde från resultaten från Gregor Mendel på 1860-talet.

De flesta generna består av DNA men några får dela RNA. Vissa virus utgörs av RNA-gener eftersom deras genetiska material är RNA. Funktionsrelaterade prokaryota gener grupperar för att bilda enheter som kallas operoner. De multipla proteinkodningssekvenserna transkriberas tillsammans. Eukaryotisk genstruktur består huvudsakligen av två regioner: kodande sekvens och den regulatoriska sekvensen. Eukaryotisk kodande sekvens består av exoner, introner och otranslaterade regioner medan prokaryota gener saknar introner. Gen transkriberas med introner. Följaktligen avlägsnas de genom att splica exonerna. Tvärtom kan flera proteiner framställas genom alternativ splicing.

Regulatoriska sekvenser är sammansatta av promotorområdet för initiering av transkription, förstärkare och inhibitorer. Kanske kan både förstärkare och inhibitorer hittas på en separat kromosom. Genuttryck regleras på transkriptions- och translationsnivå. Variationer av en gen kallas alleler.

Figur 2: Genstruktur

Skillnad mellan DNA och gener

Definition

DNA: DNA är en kemikalie som lagrar en organisms genetiska information.

gener: Gener är DNA-sträckningarna som kodas för olika proteiner.

Roll

DNA: DNA bestämmer många funktioner som genreglering.

gener: Gen bestämmer egenskaperna hos en organism.

Molekylens storlek

DNA: DNA är en långkedjig polynukleotid.

gener: Gener är små sträckor av DNA. En enda DNA-molekyl kan bära tusentals gener och andra icke-kodande regioner.

Genetiskt material

DNA: DNA är inte det enda genetiska materialet som delas av organismer.

gener: Gener består av antingen DNA eller RNA.

Studier

DNA: Studierna om DNA har nyligen utvecklats.

gener: Studierna har börjat för länge sedan.

Slutsats

Genomiskt DNA består huvudsakligen av gener och skräp-DNA. Alla typer av icke-kodande DNA kallas kollektivt som skräp-DNA. Dessa skräp-DNA spelar också en vital roll i en organisms funktion. De är huvudsakligen inblandade i genreglering. Exempelvis är cis- och transreglerande element viktiga för att kontrollera transkriptionen av gener. Således är nyckelskillnaden mellan DNA och gen att gener endast är en specifik DNA-sekvens som bestämmer egenskaperna.

Referens:
1. "DNA". Wikipedia. 2017. Åtkomst 13 februari 2017
2. "Vad är DNA?". Genetics Home Reference. 2017. Åtkomst 13 februari 2017
3. Susman M. "Genes: Definition and Structure." ENCYCLOPEDIA OF LIFE SCIENCES, Nature Publishing Group, 2001. Åtkomst 09 februari 2017
4. Schleif R. "Genetik och molekylärbiologi". 2: a utg., Johns Hopkins University Press, 1993, s. 22-47, Åtkomst 09 februari 2017

Image Courtesy:
1. "DNA simple2". Av Forluvoft - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Gene". Av Di Courtesy: National Human Genome Research Institute (Public Domain) via Commons Wikimedia