¿Qué forma de almacenamiento está más optimizada, ARN o ADN? Debido a que las dos cadenas del ADN son espejos entre sí, ¿eso significa que almacenan exactamente los mismos datos?

Los dos hilos emparejados almacenan exactamente la misma información, excepto que almacenan imágenes especulares entre sí. En digitalspeak, los unos se cambian a ceros y los ceros se cambian a unos. Entonces la biología tiene que saber cuál es la imagen correcta y cuál es el reflejo.

El ARN y el ADN almacenan la misma secuencia de bits (ambos en la base 4). Por lo tanto, ninguno está más optimizado con respecto a la densidad de almacenamiento. La diferencia está en los pares de bases reales y los diferentes azúcares utilizados en la cadena principal de ácido nucleico, que crean diferencias en la solubilidad (¿y la estructura?) Que afectan las eficiencias de almacenamiento versus transcripción. Estas diferencias son sutiles. Muchos virus usan ARN para el almacenamiento de su genoma.

Tal vez alguien más pueda abordar las diferencias relacionadas con las posibles ventajas del ADN con respecto al almacenamiento en histonas. Los virus y las bacterias no usan histonas, pero los eucariotas sí. Las histonas son proteínas catiónicas que atraen naturalmente los ácidos nucleicos aniónicos. Están altamente conservados en el transcurso de la evolución. Este es un mecanismo de estabilidad genética a largo plazo. El ADN se empaqueta en las histonas de una manera altamente estructurada. Quizás esta sea una razón para necesitar dos medios de almacenamiento genético separados.

La redundancia es otra clave para la estabilidad genética a largo plazo. La copia de seguridad permite reparar los daños a la copia principal. Y por el mismo mecanismo, el daño a la copia de seguridad se repara con referencia a la copia primaria.

En términos de almacenamiento, estos dos pueden ser iguales (puede haber ADN de cadena sencilla). Pero en términos de estabilidad, el ADN tiene grandes ventajas. Como está diciendo que una cadena de ADN puede ser redundante, diré que definitivamente está mal. Si va al navegador Genome, busca alrededor de diez genes aleatorios, amplía, encontrará que se pueden transcribir en diferentes direcciones. Esto significa que ambas cadenas pueden ser la plantilla de la transcripción de ARN. La pregunta similar también radica en si los cromosomas paternos y maternos son redundantes. La respuesta es absolutamente no. Los dos cromosomas incluso tienen diferentes epigenomas. Ren Bing hizo un trabajo muy brillante en eso. Puede buscar y encontrar algunos artículos científicos para leer si lo desea. Pero desafortunadamente, como gran parte de nuestra información proviene de las secuencias de transcripción que solo contribuyen a la proporción menor del genoma humano, conocemos poco la información transmitida por esas regiones no codificantes.

El ADN y el ARN pueden existir en forma monocatenaria o bicatenaria. Cuando es de doble cadena, la información sobre las dos cadenas es complementaria y, en cierto sentido, redundante. Pero esta redundancia subyace a la fidelidad de la información almacenada en el ADN: las pérdidas o los errores se pueden corregir haciendo referencia a la otra cadena. Sin esta redundancia, las células serían mucho, mucho menos capaces de mantener la información genética consistente a través de las divisiones celulares.

El ADN es preferible al ARN para el almacenamiento de datos a largo plazo (tanto en células vivas como in vitro) porque es más estable químicamente. En cierta medida, el ADN y el ARN son dañados o degradados por procesos químicos en la célula o simplemente en líquido: el ADN dura más. Además, el ADN bicatenario tiende a durar más que el ADN monocatenario, porque nuevamente es más estable químicamente.

El almacenamiento óptimo es una descripción sin sentido de los datos biológicos. Los polipéptidos son probablemente más eficientes en términos de densidad de información por átomo en comparación con los ácidos nucleicos.

No es útil si sus datos son a) difíciles de copiar, b) difíciles de preservar yc) difíciles de manipular. Si sus datos están más optimizados en densidad de contenido pero no tienen las otras cualidades, apenas se puede describir como un formato de datos.

El ADN se ajusta a estos 4 criterios. Es relativamente compacto y funciona en la base 4. El dúplex de ADN facilita la copia. La falta de un 2’OH lo hace estable. El enlace fosfato hace que sea fácil de modificar.

Las ARN polimerasas tienen tasas de fidelidad mucho más bajas que las ADN polimerasas y, si bien esto es en gran parte un producto de la falta de actividad de corrección de pruebas en esas enzimas, es un reflejo de los límites teóricos de cuánto tiempo puede ser una cadena de ARN como portador de información.