تفاوت کار آر ان ای و دی ان ای در چیست؟
آران‌ای
اسید ریبونوکلئیک یا RNA همراه با DNA و پروتئین، سه مولکول درشت اصلی می‌باشد که برای همهٔ گونه‌های شناخته شدهٔ زیستی، ضروری است. آر ان ای هم مانند DNA دارای زنجیرهٔ بلندی می‌باشد که شامل اجزای سازنده‌ای به نام نوکلئوتیدها می‌باشد. هر نوکلئوتید دارای یک نوکلئوباز است که گاهی به آن باز نیتروژنی هم می‌گویند، چیدمان نوکلئوتیدهای یک ژن در DNA در فرایند رونویسی به RNA پیام‌رسان داده می‌شود، RNA پیام‌رسان به ریبوزوم ها می‌رود و در آنجا در فرایند ترجمه به پیدایش فراورده‌های ژنی می‌انجامد. برخی ویروس‌ها، از RNA به جای DNA به عنوان ماده ژنتیکی‌شان استفاده می‌کنند. همه جاندارها از RNA پیام‌رسان برای جابجایی داده‌های ژنتیکی از هسته به ریبوزوم استفاده میکنند که به ساخت پروتئین‌ها می‌انجامد.
پروفایل بیان ژن
تعداد زیادی تکنولوژی ترانسکریپتوم برای تولید دادهٔ مورد نیاز برای آنالیز می‌تواند مورد استفاده واقع شود. ریزآرایهٔ دی‌اِن‌اِی فعالیت نسبی یکسری ژن هدف را اندازه می‌گیرد. تکنولوژی‌های مبتنی بر دنباله، مانند توالی‌یابی آران‌ای علاوه بر سطح بیان ژن‌ها، اطلاعاتی از دنبالهٔ آن‌ها را نیز فراهم می‌کنند. دی‌ان‌ای
همانندسازی در سلول‌های یوکاریوتی (جانوران، گیاهان، آغازیان و قارچ‌ها) وقت‌گیرتر و پیچیده‌تر از همانندسازی در سلول‌های پروکاریوتی است (زیرا هر دی‌ان‌ای در سلول یوکاریوتی چندین برابر دی‌ان‌ای در سلول پروکاریوتی است و شمار دی‌ان‌ای‌ها نیز بیشتر است)، برای جبران این پیچیدگی سلول یوکاریوتی دو راه‌کار دارد: در پروکاریوت‌ها (شامل همه باکتری‌ها) همانندسازی یک‌جهته است. جفت‌باز
مولکول‌های جفت شدهٔ دی‌ان‌ای و آران‌ای در دمای اتاق نسبتاً پایدار هستند اما در دمای ذوب دو شاخهٔ نوکلئوتید از هم جدا می‌شوند و این موضوع به طول مولکول، تعداد جفت شدن‌های اشتباه (البته اگر وجود داشته باشد) و تعداد ترکیبات GC دارد. تعداد بیشتر ترکیبات GC باعث بالا رفتن دمای ذوب می‌شود؛ بنابراین، دور از ذهن نیست که بگوییم ژنوم جانوران سخت‌بوم‌زی مانند گرماپای گرمادوست در اصل غنی از GC می‌باشد. از طرفی، محدوده‌هایی از ژنوم که لازم است بارها جدا شوند _به عنوان مثال، محدوده‌های راه انداز رونویسی ژن_ نسبتاً ترکیبات GC کمتری دارند. ترکیبات GC و دمای ذوب باید به هنگام آماده‌سازی مقدمات واکنش‌های PCR اندازه‌گیری شوند. واکسن دی‌ان‌ای
تولید آنتی‌ژن توسط سلول‌های میزبان در واقع بعضی از جنبه‌های واکسن‌های ویروس غیرفعال را تقلید می‌کنند بدون این‌که خطر تکثیر پاتوژن بیماری‌زا وجود داشته باشد. عدم نیاز به زنجیره سرد که هزینه پایین نگه‌داری و تولید آن را به همراه دارد و نیز تحریک هر دو بازوی سیستم ایمنی به وسیله عرضه ژن حامل هم از طریق مجموعه سازگاری بافتی اصلی کلاس یک و هم با استفاده از مجموعه سازگاری بافتی اصلی کلاس دو از مزایای این نوع واکسن‌هاست. دی‌ان‌ای واکسن‌ها را می‌توان از واکسن‌های ساب‌یونیت محسوب کرد زیرا تنها یک یا بخشی از یک پروتئین را بیان می‌کنند. البته بر خلاف آن واکسن‌ها، دی‌ان‌ای واکسن‌ها به مراحل تولید در فرمانتور و تخلیص پروتئین نیازی ندارند. در طی مراحل خالص‌سازی شکل طبیعی پروتئین به راحتی می‌تواند دچار تغییر گردد و آنتی‌بادی‌هایی که علیه این پروتئین تغییر شکل یافته تولید می‌شود قادر به خنثی کردن پاتوژن اصلی نباشد. همچنین واکسن‌های ساب‌یونیت تنها توسط مجموعه سازگاری بافتی اصلی کلاس دو ابراز می‌شوند، در حالی که دی‌ان‌ای واکسن‌ها توسط هر دو کلاس مجموعه سازگاری بافتی اصلی ارائه می‌گردند. دی‌ان‌ای واکسن‌ها در دماهای بالا و پایین پایدار هستند و به صورت خشک یا محلول می‌توانند نگهداری شوند، بنابراین به زنجیره سرد که برای بسیاری از واکسن‌ها ۸۰٪ از هزینه‌های واکسیناسیون را به خود اختصاص می‌دهد نیاز ندارند. همچنین با توجه به یکسان بودن نوع واکسن برای کلیه آنتی‌ژن‌ها به راحتی می‌توان چندین واکسن را به همراه یکدیگر تزریق نمود. از طرفی به‌کارگیری روش واحد برای تولید کلیه واکسن‌ها مراحل تولید آن‌ها را ساده‌تر می‌کند. تولید سریع دی‌ان‌ای نسبت به پروتئین یا پاتوژن و تخلیص ساده‌تر از مزایای دیگر این واکسن‌هاست. دی‌ان‌ای هسته‌ای
اندازه این دی‌ان‌ای بسیار مهم‌تر از دیگر انواع دی‌ان‌ای است. برای نمونه، دی‌ان‌ای هسته‌ای انسان دارای ۳ تا ۴ میلیارد زوج اصلی است، در حالی که دی‌ان‌ای میتوکندریایی انسان نزدیک ۱۶٬۰۰۰ عدد است. استخراج دی‌ان‌ای
استخراج دی‌ان‌ای(دنا) فرایندی است که طی آن دی‌ان‌ای با کمک ترکیبی از روش‌های فیزیکی و شیمیایی از نمونه جداسازی می‌شود. دی‌ان‌ای اولین بار توسط Miescher Friedrich در سال ۱۸۶۹ استخراج گردید. امروزه استخراج دی‌ان‌ای یک روش مرسوم در بیولوژی مولکولی و آنالیزهای جرم‌شناسی است. در استخراج به روش شیمیایی، انواع مختلفی کیت وجود دارد که در زمان کمتر، امکان استخراج و انتخاب صحیح دی‌ان‌ای را فراهم می‌کند. بالادست و پایین‌دست (دی‌ان‌ای)
در زیست‌شناسی مولکولی و ژنتیک، اصطلاح بالادست و پایین‌دست برای اشاره به جایگاه نسبی در دی‌ان‌ای و آران‌ای به کار می‌رود. هر رشتهٔ دی‌ان‌ای یا آران‌ای دارای یک پایانهٔ '۵ و یک پایانهٔ '۳ می‌باشد که این دو از روی جایگاه کربن بر روی حلقهٔ دی اکسی ریبوز یا ریبوز آن‌ها نامگذاری شده‌اند. بسته به جایگاه، بالادست بخشی است که در نزدیکی پایانهٔ '۵ و نیز پایین دست بخشی است که در نزدیکی پایانهٔ '۳ است. دی‌ان‌ای رایانه
یک دی‌ان‌ای رایانه در اصل مجموعه‌ایست از رشته‌های دی‌ان‌ای که مشخصا انتخاب شدن و ترکیب‌های آن‌ها جوابی برای بعضی مسائل تولید خواهد کرد. البته این وابسته به مسئله‌ای است که قرار است حل شود. تکنولوژی لازم هم برای انتخاب رشته‌های اولیه و هم برای غربال کردن رشته‌های نهایی که جواب را در بر دارند موجود می‌باشد. لئونارد آدلمن
در سال ۱۹۹۴ آدلمن پیشنهاد استفاده از دی‌ان‌ای در حل مسائل ریاضی را داد. او بعد از انجام یک سری تحقیقات دریافت که دی‌ان‌ای توانایی انجام محاسبات ریاضی را دارد. در حقیقت دی‌ان‌ای در انجام ذخیره اطلاعات شباهت زیادی به هارد دیسک کامپیوتر دارد. آدلمن را حتی کاشف این خاصیت می‌نامند. مقاله او در ژورنال ساینس در سال ۱۹۹۴ به توضیح این پرداخت که چگونه می‌توان از دی‌ان‌ای برای حل مسئله مسیر همیلتن استفاده کرد. آدلمن این مسئله را با هفت شهر و با محاسبات دی‌ان‌ای انجام داد. قدم‌هایی که او برای این کار انجام داد عبارتند از: این آزمایش نشان داد که دی‌ان‌ای قابلیت انجام محاسبات ریاضی را دارد ولی استفاده از آن‌ها در این حد هرگز نمی‌تواند با کامپیوترهای سیلیکونی رقابت کند. تداخل آران‌ای
RNAi، هم در کشت سلولی و هم در جانداران، ابزار تحقیقاتی با ارزشی به‌شمار می‌رود، چرا که dsRNA معرفی شده به سلول‌ها قادرند به صورت انتخابی و قدرتمندانه، سرکوب ژن‌های مد نظر را القاء کنند. RNAi ممکن است جهت غربال‌گری‌های مقیاس بزرگ مورد استفاده واقع شود، که در آن هر ژن درون سلول را به صورت سیستماتیک خاموش کرده و بدین شکل به شناسایی اجزاء لازم جهت فرایند یا رویداد سلولی خاصی چون تقسیم سلولی کمک می‌کند. از این مسیر به عنوان ابزاری عملی در زیست‌فناوری، پزشکی و حشره‌کش‌ها نیز استفاده می‌شود. آران‌ای
RNA از روی یکی از رشته‌های DNA در هستهٔ یاخته‌های هوهسته ای یا بخش نوکلئوتیدی پیش‌هسته‌ها با کمک آنزیم‌های RNA-پلی‌مراز ۱ (ژن‌های RNA رناتنی) و RNA-پلی‌مراز ۲ (ژن‌های RNA پیام‌رسان) و RNA-پلی‌مراز ۳ (ژن‌های RNA جابجایی) در هوهسته‌ها و گونه‌ای آنزیم RNA-پلی‌مراز در یاخته‌های هوهسته رونویسی می‌شود. همانندسازی دی‌ان‌ای
همانندسازی در مکان آغازش همتاسازی آغاز می‌شود. این عمل نیازمند آنزیم‌های همانندسازی بسیاری است. در ابتدا، دو چنگال همانندسازی در این محل ایجاد می‌شود. در اغلب ژن‌ها، همانندسازی در ۲ جهت است. به مکان شروع در اشریشیا کلی، ناحیهٔ (Ori c) گفته می‌شود. اتصال پروتئین‌ها به آن، تنها هنگامی صورت می‌گیرد که دنا دارای ابر مارپیچ منفی یا در واقع در حالت وضعیت طبیعی کروموزوم اشریشیاکلای است. نتیجهٔ اتصال دنا A باز شدن مارپیچ دوتایی است که با پروتئین‌های hu تقویت می‌شود. این پروتئین‌ها فراوان‌ترین پروتئین بسته‌بندی دنا در اشریشیاکلای هستند. اولین مرحله اتصال یک هم آرای پیش‌آغازگر است. در ابتدا، ۱۲ پروتئین شامل ۶ نسخه از دنا B و ۶ نسخه از دنا C تشکیل می‌شود دنا C دارای یک نقش تراوایی است و پس از تشکیل آزاد می‌شود دنا B یک هلیکاز است و جفت بازها را می‌شکند. دی‌ان‌ای رایانه
فکر اولیه دی‌ان‌ای رایانه زمانی آغاز شد که لئونارد آدلمن برای اولین بار نشان داد که محاسبات ریاضی را می‌توان با استفاده از دی‌ان‌ای هم انجام داد که این کار به جای استفاده از ماشین‌های معمول با استفاده از لوله‌های آزمایش و در آزمایشگاههای زیست‌شناسی انجام می‌شود. آدلمن برای شروع کار مسئلهٔ فروشنده دوره‌گرد را انتخاب کرد و تصمیم گرفت آن را به وسیله دی‌ان‌ای حل کند. به این دلیل که این یک مسئله NP-complete است و هیچ الگوریتمی که زمان اجرای آن چند جمله‌ای باشد پیدا نشده که با استفاده از آن بتوان با رایانه‌های معمول این مسئله را حل نمود توجه دانشمندان بیشتر به محاسبات از طریق دی‌ان‌ای جلب شد. نکتهٔ اصلی در روشی که آدلمن معرفی کرد امکان انجام بینهایت محاسبات موازی با استفاده از دی‌ان‌ای بود. دی‌ان‌ای هسته‌ای
دو گونه از دی‌ان‌ای را می‌توان در انسان یافت؛ دی‌ان‌ای هسته‌ای و دی‌ان‌ای میتوکندریایی. سومین گونهٔ شناخته شده از دی‌ان‌ای، دی‌ان‌ای کلروپلاستیک است که در میان یاختههای فتوسنتزکننده پیدا شده است. دی‌ان‌ای نوترکیب
همسانه‌سازی مولکولی (Molecular cloning)، یک فرایند آزمایشگاهی است که طی آن DNAی نوترکیب ساخته می‌شود این تکنیک به همراه تکنیک PCR به‌طور مستقیم برای کپی کردن قسمتی از توالی DNAی مورد نظر استفاده می‌شود. ۲ تفاوت بنیادی بین این روش‌ها وجود دارد. در همسانه‌سازی مولکولی تکثیر DNA در داخل سلول زنده اتفاق می‌افتد در حالی که در PCR، تکثیر DNA در داخل لوله آزمایش انجام می‌شود. تفاوت دیگر این است که در همسانه‌سازی قطعه مورد نظر از جایی بریده شده و به جای دیگری متصل می‌شود در حالی که در PCR از روی یک توالی خاص کپی تهیه شده و تکثیر می‌شود. واکسن دی‌ان‌ای
با حذف قسمت‌هایی از پلاسمید این امکان به وجود آم‌د که ژن‌های بزرگ‌تری را بتوان در درون پلاسمید، جاسازی کرد. پلاسمیدهای کوچک از بسیاری جهات واجد مزیت می‌باشند. به عنوان یک قاعده کلی کارایی ترافرست به‌طور معکوس به اندازه پلاسمید وابسته‌است. وقتی اندازه پلاسمید از ۱۵۰۰۰ جفت‌باز فراتر رود، به صورت یک عامل محدودکننده عمل می‌کند؛ بنابراین پلاسمیدهای کوچک‌تر که بتوانند ژن بزرگ‌تری را در خود جای دهند، مورد توجه بیشتری می‌باشند. علاوه بر این، پلاسمیدهای بزرگ‌تر از نظر تعیین نقشه آنزیمی و کار با آنزیم‌های محدودالاثر می‌توانند ایجاد اشکال نمایند و همچنین به تعداد کمتری تکثیر می‌شوند، بنابراین میزان تولید دی‌ان‌ای کمتر است. واکسن آران‌ای
به‌کارگیری RNA برای تولید واکسن، موجب به جریان افتادن اطلاعات نادرستی در مورد آن درون شبکه‌های اجتماعی شده که به غلط ادعا می‌کنند که به‌کارگیری آران‌ای موجب تغییر در دی‌ان‌ای افراد شده، یا بر روی پیشینه‌های ایمنی نامعلوم آن در گذشته تأکید می‌کنند، در حالی که مجموع شواهد ناشی از آزمایش‌های مربوط به ده‌ها هزار نفر را نادیده می‌انگارند. هم‌ترازسازی توالی
در بیوانفورماتیک، هم‌تراز کردن توالی به روش‌های مرتب کردن توالی‌های آران‌ای، دی‌ان‌ای و پروتئین گفته می‌شود به‌طوری‌که مکان‌های مشابهت بین توالی‌ها را مشخص کند. این مکان‌های مشابهت بین دو یا چند توالی، می‌تواند نشانگر ارتباط عملکردی، ساختاری یا تکاملی مابین توالی‌ها باشد. توالی یک دی‌ان‌ای یا آران‌ای، دنباله‌ای از نوکلئوتیدهای تشکیل دهندهٔ آن و توالی یک پروتئین، دنباله‌ای از پس مانده‌های تقطیر اسیدهای آمینه آن است. توالی‌های هم‌تراز شده را معمولاً به شکل سطرهایی زیر هم درون یک ماتریس نشان می‌دهند. در صورت لزوم در برخی مکان‌های توالی بین نوکلئوتیدها(پس مانده‌ها) فاصله اضافه می‌کنند تا در چند ستون پی در پی کاراکترهای یکسان زیر هم قرار بگیرند. آران‌ای پیام‌رسان
تفاوت دیگر مابین یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها در انتقال mRNA می‌باشد، چون‌که رونویسی و ترجمه یوکاریوتی از همدیگر جدا می‌باشند، mRNAهای یوکاریوتی باید از هسته به سیتوپلاسم خارج شوند. mRNAهای بالغ به‌وسیله تغییرات پردازش‌شده‌شان شناسایی می‌شوند و سپس از طریق روزنه هسته خارج می‌شوند. در نورونها، mRNA باید از سوماً به دندریتها انتقال یابد، جایی که ترجمه محلی در پاسخ به محرک خارجی رخ می‌دهد. بسیاری از پیام‌ها توسط «زیپ‌کد»ها که انتقالشان را به یک مکان خاص در نظر می‌گیرند، نشانه‌گذاری می‌شوند. آران‌ای پیام‌رسان
به طور خلاصه عملکرد مولکول mRNA با رونویسی از روی DNA آغاز شده و با از هم پاشیدگی تمام می‌شود. در طول زندگی، مولکول mRNA ممکن است که پردازش شده، تغییر یابد یا قبل از ترجمه، منتقل شود. مولکول‌های mRNA یوکاریوتی، معمولاً نیازمند پردازش و انتقال اطلاعات بیشتری هستند در حالی‌که در پروکاریوت‌ها این‌گونه نیست. دی‌ان‌ای هسته‌ای
دی‌ان‌ای هسته‌ای به دی‌ان‌ای موجود در هستهٔ سلول‌های یوکاریوت تحت شکل کروموزوم گفته می‌شود که مقداری از آن از سوی پدر به ارث برده می‌شود و مقداری دیگر از سوی مادر. این دی‌ان‌ای تعیین‌کنندهٔ جنسیت افراد است چرا که شامل کروموزوم‌های جنسیتی است. دی‌ان‌ای میتوکندریایی اما مشخصاً از سوی مادر منتقل می‌شود. آران‌ای
RNA و DNA هر دو اسید نوکلئیک هستند، اما در سه چیز تفاوت دارند؛ نخست این که برخلاف DNA که دو رشته‌ای است، RNA یک مولکول تک‌رشته‌ای است و زنجیرهٔ بسیار کوتاه تری از نوکلئوتیدها را دارد. دوّم این که در حالی که DNA دارای قند دئوکسی‌ریبوز می‌باشد، RNA دارای ریبوز است (در دئوکسی‌ریبوز هیچ گروه هیدروکسیلی به حلقه پنتوزی در جایگاه ۲ پیوند ندارد). این گروه‌های هیدروکسیلی، پایداری RNA را کمتر از پایداری DNA می‌سازند زیرا داشتن گروه هیدروکسیل ریبوز را برای واکنش آبکافت آماده‌تر می‌سازد. سوّم این که برخلاف DNA در RNA، باز تکمیل‌کنندهٔ آدنین، تیمین نیست بلکه یوراسیل می‌باشد که شکل متیلی‌نشده‌ای از تیمین می‌باشد. بیشتر RNAهای کارا از دیدگاه زیستی که شامل RNA کوچک هسته‌ای، RNA رناتنی، RNA جابجایی، RNA پیام‌رسان و دیگر RNAهای بی‌رمز، گه گاه دارای چیدمان‌های خود تکمیل‌کننده‌ای هستند که به بخش‌هایی از RNA این اجازه را می‌دهند که با خودش جفت شده و تا بخورد و مارپیچ‌های دوتایی را پدیدآورند (همانند DNA). برخلاف DNA، ساختار آن‌ها دارای مارپیچ‌های دوتایی دراز نیستند اما در جای جای آن‌ها گروه‌هایی از مارپیچ‌های کوتاه دیده می‌شود. آر ان ای به جز برخی موارد استثنا، همیشه به صورت خطی وجود دارد. همچنین برخلاف DNA که از آن سه نوع موجود است، از RNA فقط یک نوع وجود دارد. دی‌ان‌ای پریماز
یکی از شگفتی‌ها در رابطه با همانندسازی دی‌ان‌ای چگونگی برقرار شدن تعادل بین سرعت همانندسازی دی‌ان‌ای در شاخهٔ پیشرو است که با سرعت و پشت سر هم همانندسازی می‌کند، با شاخه‌ای که باید قطعات اوکازاکی در آن ایجاد شود تا در آن دی‌ان‌ای پسرو همانندسازی شود. در واقع باید با زمان‌بندی بسیار دقیق آنزیمی سرعت شاخهٔ پیشرو کاهش پیدا کند. مشاهده شده‌است که ساخت آغازگرها در شاخهٔ دیگر باعث مکث‌های کوتاه در شاخهٔ پیشرو می‌شود که این موضوع باعث می‌شود سرعت این دو شاخه باهم تنظیم شوند. در شاخهٔ پسرو یک حلقهٔ همانندسازی تشکیل و رها می‌شود. پیش از تشکیل این حلقه پریماز به عنوان ترمز عمل می‌کند. پروتئین
اطلاعات در دی‌ان‌ای به صورت رمز ۳ تایی وجود دارد یعنی هر ۳ نوکلئوتید معرف ۱ رمز و هر رمز معرف ۱ اسید آمینه‌است. پس از رونویسی mRNA از هسته خارج می‌شود و در سیتوپلاسم به کمک نوع دیگر آران‌ای به نام تی‌آران‌ای (tRNA) اسید آمینه را به هم متصل می‌کند. tRNA روی mRNA متصل می‌شود و طبق رمزهای tRNA, mRNA اسید آمینه‌ها را کنار هم می‌گذارد؛ و در آخر زنجیرهٔ ‌پپتیدی به وجود می‌آید. به این مرحله ترجمه پروتئین گفته می‌شود. دی‌ان‌ای رایانه
روش مناسب دیگر برای دستکاری دی‌ان‌ای روش PCR می‌باشد. این روش به سرعت تعداد مولکول‌های دی‌ان‌ای مورد نظر را در یک مجموعه جواب افزایش می‌دهد و این عمل با استفاده از استخراج اولیه به وسیلهٔ پلیمرها انجام می‌شود. در هر چرخه از کار تعداد مولکول‌ها دو برابر می‌شود. بر اساس منابع PCR می‌توان چرخه را بیش از سی بار تکرار کرد و این سی چرخه تنها حدود سه ساعت طول می‌کشد و در این مدت یک رشتهٔ دی‌ان‌ای به یک میلیون رشته تبدیل می‌شود. ساختار دی‌ان‌ای
در پایان سده نوزدهم یک بیوشیمی‌دان آلمانی بنام اسوالد اوری نشان داد که اسیدهای نوکلئیک دارای قند، اسید فسفریک و چند باز نیتروژن‌دار می‌باشند. اندکی بعد مشخص شد که قند موجود در اسیدهای نوکلئیک می‌تواند ریبوز یا دئوکسی ریبوز باشد. پس، اسیدهای نوکلئیک به دو دسته DNA (DeoxyriboNucleic Acid) – که قند موجود در آن‌ها دئوکسی ریبوز است – و (RNA RiboNucleic Acid) - که قند موجود در آن‌ها ریبوز است – تقسیم می‌شوند. دی‌ان‌ای
دو رشتهٔ دی‌ان‌ای باهم موازی و ناهمسو هستند و توالی نوکلئوتیدی خاصی دارند؛ توالی این چهار گونه باز آلی باعث رمزگذاری رشته ژنتیکی می‌شود که این رمزها برای تعیین توالی اسیدهای‌آمینه در پروتئین مورد استفاده قرار می‌گیرد. همانندسازی دی‌ان‌ای
DNA دو رشته‌ی پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ است. در طی تکثیر، این رشته‌ها جدا می‌شوند. هر رشته مولکول اصلی DNA به عنوان الگوی رشته‌ی مکمل خود عمل می کند ، در همانندسازی دی‌ان‌ای، دو مولکول دی‌ان‌ای تولید می‌شود که هر یک، دارای یک رشتهٔ جدید و یک رشتهٔ قدیمی هستند (ردیف نوکلئوتیدها در هر یک از مولکول‌های دی‌ان‌ای حاصل، یکسان است) که باعث می‌شود دی‌ان‌ای‌های دختر دقیقاً مشابه دی‌ان‌ای مادر باشند. به این روش تکثیر که هر دی‌ان‌ای دختر از یک رشته از دی‌ان‌ای مادر و یک رشتهٔ نو ساخته شده‌ است، روش همانندسازی همانندسازی نیمه‌حفاظتی می‌گویند.مکانیزم‌های و تشخیص خطا تقریباً اطمینان حاصل می‌کنند که رشته دی‌ان‌ای جدید کاملاً مشابه با قبلی باشد. استخراج دی‌ان‌ای
- در مرحله اول سلول‌های مورد نظر باید جمع‌آوری شوند. - سپس غشای سلولی باید شکسته شود تا دی‌ان‌ای سلول در دسترس قرار گیرد. - سپس با یک محلول نمکی غلیظ تیمار انجام می‌شود تا بقایای سلولی مانند پروتئین‌های شکسته شده، لیپیدها و RNA به یکدیگر بچسبند و یک جسم توده مانند تشکیل دهند. - در مرحله بعد سانتریفیوژ انجام می‌شود که این باعث جدا شدن توده بقایای سلولی از دی‌ان‌ای می‌گردد. متداول‌ترین روش‌ها به منظور جداسازی دی‌ان‌ای از دترجنت‌ها، پروتئینها، نمک‌ها و معرف‌های استفاده شده طی مراحل لیز سلول به شرح زیر است: رسوب دهی توسط ایزوپروپانل یا اتانل سرد: از آنجایی که دی‌ان‌ای در این الکل‌ها نامحلول است، به یکدیگر چسبیده و پس از سانتریفیوژ به صورت یک توده (pellet) در می‌آید. ریزآرایه دی‌ان‌ای
ساخت ریزآرایه ژنوم انسان
برخی از دی‌ان‌ای‌های بی‌رمز محتوی مولکول‌های آران‌اِی با کاربردهای مهم بیولوژیکی مانند آران‌ای ریبوزومی و آران‌ای حامل هستند. پیدا کردن عملکرد و منشأ فرگشتی دی‌ان‌ای‌های بی‌رمز یک هدف مهم از بررسی‌های ژنوم است که شامل پروژهٔ رمزگذاری ان‌کد (دانشنامهٔ اجزای دی‌ان‌اِی) می‌باشد که هدف آن بررسی همهٔ ژنوم انسان، با استفاده از ابزارهای تجربی گوناگون است که پاسخ‌های به دست‌آمده از آن‌ها نشان‌گر چگونگی فعالیت مولکولی است. با توجه به اینکه یاخته برای رونویسی دی‌ان‌ای بی‌رمز انرژی زیادی مصرف می‌کند، این سؤال پیش می‌آید که نقش زیستی این اجزا چیست؟ به نظر می‌رسد یکی از نقش‌های این اجزا، تنظیم رونویسی است. با افزایش تعداد و اندازه دی‌ان‌ای بی‌رمز رونویسی از ژن‌ها بیشتر طول می‌کشد و در نتیجه محصول کمتری تولید می‌شود. نقش دیگر این توالی‌ها، ایجاد تنوع در محصول است که نتیجه پیرایش متفاوت رنای پیک است. با اینکه در بعضی ژن‌ها چسبیدن رونوشت‌های یک ژن، به‌طور منظم و یکنواخت انجام می‌شود، در بعضی ژن‌ها، چسبیدن رونوشت‌ها به صورت تصادفی انجام می‌شود. نقش دیگری که برای این دناهای بی‌رمز در نظر می‌گیرند، کاهش آسیب‌های مؤثر به دِنا است زیرا برخی آسیب‌ها ممکن است در محل دناهای بی‌رمز رخ دهند که با حذف آنها، آسیب‌ها اثری نخواهد داشت. از آنجا که دی‌ان‌ای‌های بی‌رمز از کد کننده‌ها بسیار بیشترند، مفهوم توالی ژنوم بیشتر به یک مفهوم تحلیلی متمرکز شده تا از مفهوم کلاسیک «ژن برنامه‌نویسی دی‌ان‌ای». دی‌ان‌ای بی‌رمز
شبه‌ژن‌ها توالی‌هایی از دی‌ان‌ای هستند که به ژن‌های شناخته شده‌ای که قابلیت کد کردن پروتئین خود را از دست داده‌اند و یا دیگر در سلول بیان نمی‌شوند، مربوط اند. شبه‌ژن‌ها از انتقال مجدد و یا تکثیر ژنومیک ژن‌های عملگر ایجاد می‌شوند و نهایتاً تبدیل به "فسیل ژنومیک" می‌شوند که یعنی در طی جهش‌هایی در بخش‌هایی مانند ناحیه‌ی درونی پروموتر ژن و یا تغییر مرگبار در ترجمه‌ی ژن (شامل جایگشت یافتن کدون خاتمه یا تغییر فریم ریبوزومی) تغییراتی می‌کنند که باعث جلوگیری از رونویسی ژن‌ها و غیرعملگر شدن آن‌ها می‌شود. کروناویروس
کروناویروس‌ها دارای آران‌ای دورشته‌ای و خطی هستند و ژنوم آن‌ها مستقیماً به‌صورت آران‌ای پیام‌رسان (mRNA) عمل می‌کند؛ بنابراین از لحاظ خانوادگی و عملکرد ژنومی، شباهت بسیاری با خانواده پیکورناویروس‌ها دارند که از خانواده پیکورناویروس‌ها می‌توان به راینوویروس (ویروس سرماخوردگی) اشاره کرد. اما آن‌ها تفاوت‌های زیاد دیگری نیز دارند. تفاوت عمده و چشمگیر کوروناویروس‌ها با پیکورناویروس‌ها، در داشتن پوشش ویروس می‌باشد. دی‌ان‌ای بی‌رمز
پروژه‌ی دانش‌نامهٔ بین‌المللی اجزای دی ان ای (ENCODE)، با روش بیوشیمیایی مستقیم روشن ساخت که حداقل ۸۰ درصد از دی‌ان‌ایِ ژنومی انسان دارای فعالیت‌های بیوشیمیایی هستند.  هرچند رسیدن به این نتیجه با توجه به دهه‌ها تحقیقات و کشف بسیاری از مناطقی که بی‌رمز اما عملگر هستند، غیره‌منتظره نیست،اما با این وجود برخی از دانشمندان از تلفیق کردن فعالیت‌های بیوشیمیایی با عملکرد بیولوژیکی، انتقاد کردند. تخمین‌ها می‌گویند که نسبت ژنوم عملگر بیولوژیک به کل ژنوم در انسان، بر اساس ژنومیک مقایسه‌ای بین ۸ تا ۱۵ درصد متغیر است.  با این حال، برخی دیگر به طور متقابل با تکیه‌ی صرف بر برآورد بر پایه‌ی ژنومیک مقایسه‌ای، با توجه به دامنه‌ی محدود آن، مخالفند چرا که با بررسی زیست‌شناسی رشدی فرگشتی، نقش دی‌ان‌ای بی‌رمز در اپی ژنتیک، شبکه‌های پیچیده‌ی شبکه تنظیم‌کننده ژن و فعل و انفعالات ژنتیکی یافت شده است. دی‌ان‌ای
کروموزوم در یوکاریوت‌ها (جانوران، گیاهان، قارچ‌ها، آغازیان) در بخشی به نام هستهٔ یاخته قرار دارد، در حالی‌که در پروکاریوت (باکتری و آرکیا) در سیتوپلاسم یاخته قرار دارد و جایگاه مشخصی ندارد و به بخشی از غشای پلاسمایی متصل است. در کروموزوم بجز از مولکول دی‌ان‌ای مجموعه‌ای از پروتئین‌ها که مهم‌ترین آن‌ها هیستون‌ها هستند، وجود دارند که وظیفهٔ فشرده‌سازی دی‌ان‌ای و تنظیم بیان ژن‌ها را برعهده دارد به‌گونه‌ای که دو متر دی‌ان‌ای در سلولی چند میکرومتری جای می‌گیرد. هیستون‌ها تحت تأثیر عوامل گوناگون از جمله استیلاسیون یا داستیلاسیون هیستونی بسته یا باز می‌شوند و بدین ترتیب رونویسی از ژن‌های ناحیه مربوط به آن‌ها متوقف یا آغاز می‌شود.بازهای نوکلئوتیدی به دو گروه تقسیم می‌شوند: دی‌ان‌ای می‌تواند در شرایط متفاوت به یکی از حالت‌های زیر دیده شود: حالت B فرم عادی درون یاخته است. تنظیم بیان ژن
توالی خاص رشتهٔ دی‌ان‌ای موجب شروع و تنظیم فرایند تفسیر می‌شود. برای شروع تفسیر یک ژن لازم است آنزیم آران‌ای پلیمراز به راه‌انداز آن ژن متصل شود. علاوه بر راه‌انداز تقریباً تمامی ژن‌ها چه در باکتری و چه یوکریوت‌ها توالی‌های دی‌ان‌ای ای دارند که برای روشن یا خاموش کردن بیان آن ژن‌ها به کار می‌رود. بعضی از این توالی‌ها خیلی کوتاه و بعضی خیلی بلند هستند. این توالی‌ها به خودی خود نمی‌توانند کاری انجام دهند. برای اینکه هر تأثیری داشته باشند لازم است که پروتئین‌های خاصی، که به آن‌ها عوامل تنظیم‌کننده گفته می‌شود، این توالی را تشخیص داده و به آن متصل شود. این ترکیب پروتئین‌های متصل به دی‌ان‌ای و دی‌ان‌ای است که بیان ژن‌ها را تنظیم می‌کند. برای اتصال یک پروتئین به توالی دی‌ان‌ای لازم است سطح فضایی پروتئین به صورت کامل با سطح فضایی دی‌ان‌ای در آن ناحیه مطابق باشد؛ بنابراین پروتئین‌های مختلفی توالی‌های مختلفی را شناسایی می‌کنند. پروتئین‌ها با لبه‌های جفت باز توالی دی‌ان‌ای و اغلب بدون خراب کردن پیوند هیدروژنی که خود جفت‌باز را کنار هم نگه می‌دارد، پیوندهایی از نوع هیدروژنی، یونی و آب‌گریز تشکیل می‌دهند. با وجود اینکه هر کدام از این پیوندها به تنهایی ضعیف هستند، تعداد زیادی از این پیوندها بین پروتئین و توالی دی‌ان‌ای برقرار می‌شود و پروتئین را خیلی سفت در جای خود نگه می‌دارد. باز نوکلئوتیدی
دئوکسی ریبوز: بازهای نوکلئوتیدی در ساختمان DNA به گروه‌های قند دزوکسی‌ریبوز (دئوکسی ریبوز) متصل‌اند. در نتیجه نوکلئوتید‌های دی ان ای با نوکلئوتید‌های آر ان ای کاملاً متفاوت اند و در مجموع هشت نوع نوکلئوتید مختلف در نوکلئیک اسید‌ها موجود است. زیرا در یک نوکلئوتید دی ان ای با باز آلی سیتوزین قند دئوکسی ریبوز وجود دارد در حالی که در نوکلئوتید آر ان ای با باز آلی سیتوزین قند ریبوز جای دئوکسی ریبوز را گرفته‌است و در نتیجه این دو نوکلئوتید از نظر قند با یکدیگر متفاوت و از نظر ساختاری با هم متفاوت اند و هر کدام از یک نوع می‌باشند. پس نوکلئوتید دی ان ای با نوکلوتید آر ان ای به هیچ عنوان مشابه و از یک نوع نیست زیرا در نوع قند با آن تفاوت دارد. خطای خوانش دی‌ان‌ای
تخمین زده شده است که ژنوم انسان دارای بیش از ۱۰ میلیون موقعیت نوکلئوتید دارد که متغیر های مشترکی بین افراد جمعیت دارد.علاقه غالب در ژنوتیپ در مقیاس بزرگ SNP(چندریختی تک-نوکلئوتید) ها برای این است که مطالعات گسترده ژنومی با نشانگرهای SNP ممکن است شناسایی تغییرات ژنتیکی را که مستعد ابتلا به اختلالات پیچیده است ، قادر سازد. نمودارهای رنگی دی براین می توانند برای تعیین ساختار ژنتیکی هر نمونه دی ان ای در یک مکان شناخته شده استفاده شوند ، حتی اگر پوشش برای توالیابی انواع کافی نباشد. اولین قدم برای این فرایند ، ساختن نمودار از آلل مرجع ، انواع شناخته شده و داده های نمونه است. سپس الگوریتم احتمال هر نوع ساختار ژنتیکی را محاسبه می کند و ساختار نمودار ، هر دو دنباله محلی و ژنوم گسترده را نشان می دهد. سپس این به انواع مختلف آللی تعمیم داده می شود و به تعیین ساختار ژنتیکی انواع پیچیده و مرکب کمک می کند. این الگوریتم به‌طور مکرر مورد استفاده قرار می گیرد ، زیرا هیچ حبابی برای مقابله تشکیل نمی شود. همچنین این الگوریتم به‌طور مستقیم به یافتن مسائل پیچیده تر در ژن ها بهتر از هر سه الگوریتم قبلی گفته شده کمک می کند. پلی‌نوکلئوتید
اگرچه دی‌ان‌ای و آران‌ای به‌طور کلی در یک پلی‌نوکلئوتید وجود ندارند، چهار گونه نوکلئوتید ممکن است به هر ترتیبی در زنجیره وجود داشته باشند. توالی گونه‌های دی‌ان‌ای یا آران‌ای برای یک پلی‌نوکلئوتید معین، عامل اصلی تعیین‌کننده عملکرد آن در یک جاندار یا آزمایش علمی است. بازسازی دی‌ان‌ای
برعکس دی‌ان‌ای آسیب دیده، جهش تغییر در توالی بازی دی‌ان‌ای است. جهش نمی‌تواند با کمک آنزیم‌ها در زمان وجود تغییر بازی در هر دو رشته دی‌ان‌ای تشخیص داده شود و بنابراین جهش قابل بازسازی یافتن نیست. در سطح سلولی، جهش‌ها می‌توانند باعث تغیر در عملکرد پروتئین و نظم آن‌ها شوند. جهش‌ها در زمانی تکرار می‌شوند که سلول تکثیر می‌گردد. در سلول‌ها، سلول‌های جهش یافته به صورت مکرر در حال افزایش یا کاهش بر طبق اثرات جهش روی توانایی سلول به منظور زنده ماندن یا تکثیر هستند. اگر چه به صورت مطلق با یکدیگر تفاوت دارند، دی‌ان‌ای آسیب دیده یا جهش یافته به هم مرتبط هستند زیرا دی‌ان‌ای‌های آسیب دیده اغلب منجر به ایجاد خطاهایی در سنتز دی‌ان‌ای در طول فرایند تکثیر یا بازسازی می‌شوند، این خطاها منبع اصلی جهش هستند. آران‌ای
RNA دورشته‌ای (dsRNA) رِنایی است با دو رشته مکمل یکدیگر که همانند DNA در همهٔ یاخته‌ها یافت می‌شود. RNA دورشته‌ای، مادهٔ ژنتیکی برخی ویروس‌ها را می‌سازد. RNA دورشته‌ای شامل RNA ویروسی و RNA خاموشگر می‌توانند در رمزخوانی ژن دگرگونی پدیدآورند. این دگرگونی بیشتر از راه جفت شدن با RNA پیام‌رسان و سرکوب کارایی آن که به کم شدن فراورده‌های ژنی می‌انجامد، پدید می‌آید. دی‌ان‌ای رایانه
آنچه آدلمن در نظر داشت این بود که از رشته‌های دی‌ان‌ای برای کدگذاری مسائل استفاده کند و با دستکاری آن‌ها در آزمایشگاه‌ها، عملیاتی را شبیه‌سازی کند تا اگر جوابی برای مسئله مورد نظر وجود دارد آن را از بین رشته‌ها انتخاب کند. ریزآرایه دی‌ان‌ای
اصول کلی دی‌ان‌ای بی‌رمز
بعضی از اینترون‌ها بنظر می‌رسد که عملکردهای بیولوژیکی مهمی دارند و احتمالاً در عملکرد ریبوزیم، فعالیت آران‌ای حامل و آران‌ای ریبوزومی و همچنین بیان ژن‌های مرتبط با کد کردن پروتئین را کنترل می‌کنند. تست ژنتیک
تست ژنتیک یا تست دی‌ان‌ای (به انگلیسی: Genetic testing) عبارت از تجزیه و تحلیل دی‌ان‌ای برای بررسی تغییرات در توالی دی‌ان‌ای و بررسی تغییرات ساختاری در کروموزوم‌ها است. تست ژنتیک همچنین ممکن است شامل بررسی مولکول‌های آران‌ای و مواردی چون میزان بیان ژن و بررسی پروتئین‌های تولیدی شود. این تست‌ها می‌تواند به‌منظور بررسی نسبت پدری و مادری، بررسی و تأیید خویشاوندی افراد و جهت شناسایی نیاکان افراد نیز انجام شود. ویروس‌های آر ان ای رشته منفی
برخی از ویروس‌های -اس اس آر ان ای ambisense هستند، به این معنی که هم رشته ژنومی منفی و هم آنتی ژنوم مثبت به‌طور جداگانه پروتئین‌های مختلف را کد می‌کنند. به منظور رونویسی ویروس‌های ambisense، دو دور رونویسی انجام می‌شود: اول، ام آر ان ای به‌طور مستقیم از ژنوم تولید می‌شود. دوم، ام آر ان ای از آنتی ژنوم ایجاد می‌شود. همه ویروس‌های ambisense دارای ساختار حلقه‌ای هستند که پس از رونویسی ام آر ان ای پروتئین، رونویسی را متوقف می‌کنند. دی‌ان‌ای ویروس
دی‌ان‌ای ویروس‌ها (DNA virus) گروهی از ویروس‌هایند که ژنوم یا ماده ژنتیکی آن از دی‌ان‌ای تشکیل شده‌است و تکثیر ماده ژنتیکی در این ویروسها توسط دی‌ان‌ای-پلی‌مراز وابسته به دی‌ان‌ای انجام میگیرد مانند ویروس تبخال ، آبله مرغان و آبله. در طبقه‌بندی بالتیمور دی‌ان‌ای ویروس‌ها به دو گروه تقسیم میشوند: گروه یک ویروس های با DNA دو رشته ای (dsDNA) و گروه دو دی‌ان‌ای تک رشته ای (ssDNA) . ویروسهای با دی‌ان‌ای دورشته‌ای که اکثریت هستند مانند آدنوویروس ، ویروس پاپیلوم انسانی ، سیتومگالوویروس و هرپس ویروسها . ویروسهای با دی‌ان‌ای تک‌رشته‌ای مانند پاروویروس. دی‌ان‌ای بی‌رمز
شبه‌ژن‌هایی که از انتقال مجدد یک آران‌ای واسط به دست می‌آیند به‌عنوان شبه‌ژن پردازش شده شناخته می‌شوند؛ ژن‌هایی که از بقایای ژنومیک ژن‌های تکثیر شده و یا باقی‌مانده‌ی ژن‌های غیرفعال به‌دست می‌آیند به‌عنوان ژن‌های پردازش نشده شناخته می‌شوند. یک نوع دیگر از شبه‌ژن‌ها از انتقال ژن‌های عملگر بخش میتوکندری از سیتوپلاسم به هسته حاصل می‌شوند که با عنوان بخش هسته‌ای میتوکندری‌ای دی‌ان‌ای یا NUMT شناخته می‌شود. این نوع از شبه‌ژن در بسیاری از گونه‌های یوکاریوت‌ها ایجاد می‌شود. هستک
کارکرد اصلی هستک زیست‌زایی ریبوزوم و همچنین نقش آن در تولید پروتئین می‌باشد.در آن دی‌ان‌ای وجود دارد و به سرعت از روی آن آران‌ای ریبوزومی ساخته می‌شود.در آن موادی مانند دی‌ان‌ای و انواع آران‌ای فعالیت دارند و در ساخت پروتئین نقش ایفا می‌کنند.مثلاً آر ان آی حامل (جابه جایی) یکی از انواع آران‌ای است که آمینواسیدهای مورد نیاز برای ساخت پروتئین را به ریبوزوم می‌برد. آر ان آی پیک یا نامه رسان اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای را برای پروتئین سازی رو نوشت می‌کند و به سمت ریبوزوم می‌برد و آران‌ای ریبوزومی در ساختار ریبوزوم نقش دارد و به عنوان کاتالیزور ، باعث ایجاد پیوند پپتیدی بین آمینواسیدها می‌شود. دی‌ان‌ای
ابرمارپیچ مثبت و منفی: میزان ابرمارپیچ با اندازه‌گیری اختلاف میان LK° و LK محاسبه می‌شود که تفاوت اتصال نامیده می‌شود. اگر مقدار آن برای یک cccDNA به‌طور معنی داری غیر از صفر باشداین دی‌ان‌ای تحت فشار پیچشی قرار دارد؛ و گفته می‌شود این مولکول دارای ابر مارپیچ منفی است و بر عکس اگر LK>LK° باشد دارای ابر مارپیچ منفی است. دی‌ان‌ای رایانه
نوکلئیک اسیدها به خاطر چگالی و تأثیرگذاری و سرعتشان مورد استفاده قرار می‌گیرند. مولکول‌های دی‌ان‌ای می‌توانند حجم بسیار بالایی از اطلاعات را ذخیره کنند برای مثال اطلاعات موجود در یک گرم دی‌ان‌ای معادل اطلاعات ذخیره شده در یک تریلیون CD است. توالی (زیست‌شناسی)
توالی () در زیست‌شناسی به آرایش تک‌بعدی از دی‌ان‌ای یا آران‌ای گفته می‌شود که حاوی اطلاعات ژنتیکی است. این واژه برای پروتئین‌ها اسیدهای آمینه و پلی‌ساکاریدها (قندها) نیز به کار می‌رود. واکسن دی‌ان‌ای
دی‌ان‌ای واکسن‌ها، نوعی واکسن هستند که با ترافرست بخش کدکنندهٔ آنتی‌ژن مربوط به یک عامل عفونی به درون سلول‌ها، باعث تحریک دستگاه ایمنی میزبان علیه آن می‌گردند. این واکسن‌ها متشکل از یک پلاسمید بوده که از طریق روش‌های مهندسی ژنتیک، طراحی و ساخته شده‌است. این پلاسمید، به‌طور مستقیم به درون سلول‌ها تزریق شده و آن سلول‌ها قادر به تولید آنتی‌ژن‌های عوامل عفونی مورد نظر، شامل ویروس‌ها، باکتری‌ها و انگل‌ها خواهند شد. سازمان بهداشت جهانی واژه واکسن‌های اسید نوکلئیک را برای این نوع از واکسن‌ها پیشنهاد کرده و آن را به عنوان سومین انقلاب در علم واکسیناسیون معرفی نموده‌است. چندین واکسن دی‌ان‌ای برای استفاده در دامپزشکی، مورد آزمایش قرار گرفته‌اند که تزریق برخی از آن‌ها منجر به ایجاد ایمنی در حیوانات مورد آزمایش شد و در برخی از موارد نیز، تأثیرات مثبتی مشاهده نشد. بررسی‌هایی برای ایجاد ایمنی در برابر بیماری‌های عفونی و همچنین ایمنی در برابر سرطان، در انسان، از طریق دی‌ان‌ای واکسن‌ها در حال انجام است. مقامات کشور هند، طی دنیاگیری کووید-۱۹، در ماه اوت ۲۰۲۱، مجوزی اضطراری برای استفاده از واکسن ZyCoV-D صادر کردند. این واکسن، تولیدشده در شرکت کادیلا، نخستین دی‌ان‌ای واکسن تاییدشده برای مصرف انسانی است. دی‌ان‌ای نوترکیب
مولکول‌های دی‌ان‌ای نوترکیب توسط روش‌های نوترکیبی ژنتیک (همچون همسانه‌سازی مولکولی) با در کنارهم قرار دادن مواد ژنتیکی منابع مختلف در آزمایشگاه ساخته می‌شوند. توالی این مولکول در حالت طبیعی در ژنوم وجود ندارد. از آنجایی که ساختار شیمیایی مولکول‌های DNA در همه موجودات یکسان است، ایجاد یک DNAی نوترکیب ممکن می‌شود. موجودات مختلف بازهای آلی یکسانی دارند اما در توالی‌های نوکلئوتیدیشان با یکدیگر متفاوتند که همان باعث ایجاد تفاوت در بین آن‌ها می‌شود. DNAی نوترکیب به‌طور کلی به قطعه‌ای از مولکول DNA گفته می‌شود که از ترکیب حداقل ۲ توالی بدست آمده باشد. گاهی به مولکول DNAی نوترکیب DNAی کایمرا (Chimeric DNA) هم گفته می‌شود. چرا که ممکن است توالی‌ها از گونه‌های مختلفی مشتق شده باشند. نگاشت ژن
در نگاشت فیزیکی، دی ان ای توسط یک آنزیم محدودکننده برش داده می‌شود. با یک برش قطعات دی ان ای با الکتروفورز از یکدیگر جدا می‌شوند. الگوی حاصل از انتقال دی ان ای برای شناسایی این که کدام بخش از دی ان ای در همتاسازی مولکولی قرار دارد استفاده می‌شود. با تحلیل اثر انگشت‌ها، قطعاتی که با یکدیگر هم‌پوشانی دارند با روش‌های خودکار و دستی سر هم می‌شوند. حال می‌توان یک انتخاب خوب از همتاسازی مولکولی داشت تا بتوانیم توالی دی ان ای تحت مطالعه را تعیین کنیم. دی‌ان‌ای
پیام‌های ژنتیکی موجود در مولکول دی‌ان‌ای در پایان برای مواردی چون ساخت پروتئین و مولکول‌های آران‌ای یا رنا (RNA) در یاخته، مورد استفاده قرار می‌گیرد. بخش‌هایی از DNA که اطلاعات ژنتیکی یک صفت را با خود حمل می‌کنند ژن نامیده می‌شوند؛ البته دی‌ان‌ای توالی‌هایی به‌نام اینترون نیز دارد که در فرایند پیرایش از مولکول آران‌ای حذف می‌شوند؛ اما نقش زیستی آن‌ها چیست؟ نژاد (انسان)
برخلاف تصور، دی‌ان‌ای سفیدپوستان و سیاه‌پوستان تفاوت زیادی با هم ندارند بلکه براساس یافته‌های علمی، تقریباً همه انسان‌ها دی‌ان‌ای (DNA) مشابهی دارند. اما تفاوت رنگ پوست این افراد به‌خاطر آن است رنگدانهٔ اولیه در پوست انسان به نام ملانین، که از بدن انسان در برابر آفتاب محافظت می‌کند، اشعه‌های فرابنفش را جذب می‌کند و نمی‌گذارد یکی از ویتامین‌های کلیدی بدن به نام اسید فولیک را از بین بروند. ژن‌های بسیاری در سازو کارهای بیوشیمیایی که به تولید ملانین در بدن منجر می‌شود دخالت دارند. تنوع طبیعی این ژن‌ها باعث شکل‌گیری طیفی از رنگ پوست‌ها در میان انسان‌ها شده‌است. آران‌ای پیام‌رسان
آران‌ای پیام رسان یا آران‌ای پیک (انگلیسی: Messenger RNA یا به اختصار mRNA) گونهٔ مهمی از آران‌ای‌‌ها است که یک الگوی ژنتیکی را برای ساخت یک محصول پروتئینی (پلی پپتید)، به صورت رمزه (کدون) (توالی ۳ نوکلئوتیدی در رنای پیک) رمزگذاری می‌کند. mRNA، از یک الگوی دی‌ان‌ای، رونویسی (ساخته) می‌شود و اطلاعات رمزگذاری شده را به مکان‌های ساخت پروتئین یعنی ریبوزوم‌ها، می‌برد. دی‌ان‌ای اوریگامی
فرایند ساختن اشکال دی‌ان‌ای اوریگامی شامل پیچ و تاب دادن به یک رشته بلند دی‌ان‌ای ویرویس که معمولاً دارای بلندی حدود ۷۳۰۰ زوج نوکلئوتید است و تعدادی رشته‌های کوتاه‌تر از دی‌ان‌ای که به عنوان «ستون» یا کمک برای حفظ شکل و ساختار رشتهٔ بلند مورد استفاده قرار می‌گیرند. این رشته‌های کوتاه‌تر به نواحی مختلف رشتهٔ دی‌ان‌ای بلندتر متصل می‌شوند و به عنوان پایه و ستون استفاده می‌شوند و در نتیجهٔ این کار اشکال و ساختارهای متفاوتی را در فضاهای دو یا سه بعدی ایجاد می‌کنند. ریزآرایه دی‌ان‌ای
ریزآرایه دی‌ان‌ای می‌تواند به منظور شناسایی دی‌ان‌ای (هیبریداسیون ژنومی مقایسه‌ای)، یا شناسایی RNA که ممکن است به پروتئین ترجمه شده یا نشده باشد، مورد استفاده قرار گیرد. به فرایند اندازه‌گیری بیان ژن از طریق cDNA، آنالیز بیان(expression analysis) یا پروفایل بیان(expression profiling) گفته می‌شود. ریزآرایه دی‌ان‌ای
ریزآرایه‌های دی‌ان‌ای اجزای اصلاح شده اصلی فناوری‌های مربوط به کتابخانه‌های DNA, PCR و هیبریداسیون در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند تا ریزآرایه‌های دی‌ان‌ای (گاهی خرده‌های دی‌ان‌ای نامیده می‌شوند) حاصل شوند. این فناوری امکان غربال همزمان و سریع هزاران ژن را فراهم می‌سازد. قطعات دی‌ان‌ای از ژن‌های ساخته شده، با طول ده‌ها تا صدها نوکلئوتید با PCR تکثیر یافته و بر روی سطح جامد قرار داده می‌شوند؛ این عمل توسط روبات‌های خودکار به انجام می‌رسد که می‌توانند مقادیر نانولیتر محلول دی‌ان‌ای را به طور صحیح در محل قرار دهند. ریزآرایهٔ دی‌ان‌ای (که به آن بیوچیپ نیز گفته می‌شود) متشکل از تعداد زیادی نقطه بر روی یک سطح جامد است. بر روی این نقاط رشته‌های دی‌ان‌ای سوار شده‌اند که به آنها پروب گفته می‌شود. دانشمندان به منظور اندازه‌گیری میزان بیان ژن‌ها از این روش استفاده می‌کنند. هر نقطه‌ای که بر روی صفحه قرار دارد حاوی ۱۲–۱۰ مول از یک توالی خاص دی‌ان‌ای است. این توالی می‌تواند بخش کوچکی از یک ژن یا بخش متصل شونده به یک cDNA یا cRNA باشد که تحت شرایط خاصی به توالی مکمل متصل می‌گردد. توالی‌های هدف معمولاً با موادی از جمله فلوئوروفور، نقره یا کمیلومینسنس(chemiluminescence) نشاندار شده‌اند و به این وسیله میزان اتصال رشته‌های نوکلئیک اسیدی به توالی‌های هدف تشخیص داده می‌شود. در مرحله بعد این داده‌ها توسط نرم‌افزارهای ویژه‌ای کمی سازی می‌گردند. دی‌ان‌ای رایانه
بیشتر رایانه‌های الکترونیکی به صورت سری کار می‌کنند و اطلاعات یک بلاک از حافظه را بعد از یک بلاک دیگر و همینطور به دنبال هم پردازش می‌کنند. اما واکنش‌های شیمیایی کاملاً موازی هستند. یک قسمت از یک فعالیت شیمیایی می‌تواند روی تریلیون‌ها رشتهٔ دی‌ان‌ای به صورت هم‌زمان انجام شود. با اینکه یک دی‌ان‌ای رایانه برای انجام یک محاسبهٔ ریاضی کوچک زمان بیشتری نسبت به یک رایانه معمولی صرف می‌کند اما در این زمان عملیات را به تعداد بیشماری انجام می‌دهد و در ضمن انرژی و فضای بسیار کمتری نیاز دارد. پروتئین
از اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای برای ساختن پروتئین‌ها استفاده می‌شود، اما جایگاه دی‌ان‌ای در هسته و جایگاه پروتئین‌سازی در سیتوپلاسم است. اندازه‌گیری‌ها نشان داده‌اند که در یاخته‌هایی که در آن‌ها فعالیت پروتئین‌سازی چندان شدید نیست، مقدار آران‌ای نیز کم است. از طرف دیگر، آران‌ای هم در هسته یافت می‌شود و هم در سیتوپلاسم. بر این اساس دانشمندان به این نتیجه رسیدند که آران‌ای اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند. به این نوع آران‌ای که اطلاعات را از دی‌ان‌ای به ریبوزوم‌ها حمل می‌کند، آران‌ای پیک یا پیامبر(mRNA) می‌گویند. نوعی دیگر آران‌ای ناقل (tRNA) است که اسیدهای آمینه را به ریبوزوم منتقل می‌کند، تا ریبوزوم اسیدهای آمینه را بر اساس اطلاعات موجود در mRNA کنار یکدیگر ردیف کند. نوع دیگر آران‌ای ریبوزومی (rRNA) است که در ساختار ریبوزوم‌ها شرکت دارد. دی‌ان‌ای رایانه
دی‌ان‌ای یک ساختار دو رشته‌ای متشکل از ۴ نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T). ساختار شیمیایی دی‌ان‌ای به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T)، (T-A)، (C-G) و (G-C) وجود دارند. بازسازی دی‌ان‌ای
تغییرات اپی ژنیک اشاره به تغییرات عملکردی آشکار در زنوم دارد که در ارتباط با تغییر توالی نوکلئوتیدی نیست. مثال‌های مربوط به چنین تغییرات شامل تغییرات در دی‌ان‌ای متیلاسیون و تغییر هیستون، تغییرات در معماری کوروموزومی و تغییرات ایجاد شده توسط میکرو RNAها است. هر یک از این تغییرات اپی ژنیک برای تنظیم بیانَ دن ژن بدون تغییر توالی دی‌ان‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. این تغییرات معمولاً از طریق تقسیم سلولی در چندین نسل سلولی باقی می‌مانند و می‌توان از آن به عنوان جهش‌های اپی (معادل با جهش) یاد کرد. آنزیم رونوشت‌بردار معکوس
آنزیم‌های وارونویس یا رونوشت‌بردار معکوس (به انگلیسی:Reverse transcriptase) آنزیم‌هایی هستند که قادر به سنتز دی.ان.ای از روی آر.ان.ای می‌باشند. دی‌ان‌ای مکمل (cDNA) به رشته‌ای از مولکول DNA اطلاق می‌گردد که تحت فعّالیت کاتالیتیک آنزیم رونوشت بردار معکوس از روی رشتهٔ mRNAی بالغ ساخته می‌شود. از این آنزیم‌ها برای ساخت کتابخانه سی‌دی‌ان‌ای استفاده می‌شود. همانندسازی دی‌ان‌ای
ب: هلیکاز DNA۲ قطعهٔ دی‌ان‌ای_آر‌ان‌ای را جابه‌جا می‌کند، سپس FEN۱ با خاصیت اندونوکلئازی خود نقطهٔ انشعاب را برش می‌دهد و آر‌ان‌ای جابه‌جا شده را برش می‌دهد. دی‌ان‌ای رایانه
دی‌ان‌ای مخزن اصلی ذخیره‌سازی اطلاعات در سلول‌های زنده‌است. به جای استفاده از امواج الکتریکی برای نمایش یک بیت اطلاعات، دی‌ان‌ای رایانه‌ها با استفاده از خواص شیمیایی این مولکول‌ها این کار را انجام می‌دهد. دی‌ان‌ای این کار را با استفاده از آنزیم‌ها انجام می‌دهد. آنزیم‌ها کاتالیزورهایی هستند که می‌توان آن‌ها را سخت‌افزار خواند و دی‌ان‌ای را می‌توان به عنوان نرم‌افزار در نظر گرفت که برای اجرای محاسبات مورد نظر استفاده می‌شوند. دی‌ان‌ای رایانه از نوکلئوتیدهای آدنین (A)، گوانین (G)، سیتوزین (C) و تیمین (T) به عنوان واحدهای حافظه و از تکنیک‌های دی‌ان‌ای موجود برای انجام عملیات اساسی استفاده می‌کند. عملیات در دی‌ان‌ای رایانه‌ها، در لوله‌های ترکیب آزمایشگاهی یا اسلایدهای شیشه‌ای انجام می‌شود. ورودی و خروجی، هر دو رشته‌های دی‌ان‌ای هستند که دنباله‌های ژنی آن‌ها اطلاعات مشخصی را کدگذاری می‌کند. دی‌ان‌ای نوترکیب
بیشترین موارد استفاده از DNAی نوترکیب در تحقیقات بنیادین است. چرا که این تکنولوژی در بیشتر فعالیت‌های جاری علوم بیولوژی و پزشکی اهمیت دارد. فرگشت ملکولی
فرگشت ملکولی بخشی از فرایند فرگشت است که در مقیاس دی. ان. ای، بر گردان دی ان‌ای (DNA) است. آر. ان. ای بر گردان آران‌ای (RNA) است. و پروتئین روی می‌دهد. در سال‌های حدود ۱۹۶۰ میلادی، فرگشت مولکولی به عنوان یک رشته علمی در بین محققان زیست‌شناسی مولکولی، زیست‌شناسی فرگشتی و ژنتیک جمعیت، به دنبال درک ساختار و عملکرد اسیدهای نوکلئیک و پروتئین‌ها گسترش پیدا کرد. ساختار دوم اسید نوکلئیک
چندین فرایند زیستی مهم وجود دارد که بر ملکول‌های آران‌ای ایی که تشکیل شبه گره می‌دهند متکی اند. به عنوان مثال، قسمت آران‌ای تلومراز انسان شامل یک شبه گره می‌باشد که وجودش برای فعالیت، حیاتی است. هر چند مولکول‌های دی‌ان‌ای نیز می‌توانند شبه گره داشته باشند، اما عموماً شبه گره‌ها در مولکول‌های دی‌ان‌ای وجود ندارند. آران‌ای پیام‌رسان
در طول رونویسی (ساخت mRNA از روی DNA)، آران‌ای پلی‌مراز (در نقش آنزیم)، عموماً در هنگام نیاز، یک کپی از ژن DNA به mRNA درست می‌کند. این فرایند در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها مانند هم است. یک تفاوت مهم این است که RNA polymerase های پروکاریوتی در ارتباط با آنزیم‌های پردازشی mRNA در طول رونویسی می‌باشند تا پردازش بتواند پس از شروع رونویسی به سرعت پیشرفت نماید. محصول چندروزه، پردازش نشده یا به صورت جزئی پردازش شده، pre-mRNA نام دارد، هنگامی که پردازش کامل شود، محصول، mature mRNA نامیده می‌شود. پردازش mRNA در یوکاریوتها و باکتریها، پروکاریوتها بسیار متفاوت است. mRNA پروکاریوتی در برابر رونویسی بالغ می‌شود و هیچ پردازشی نیاز ندارد، به جز در مواردی اندک. pre-mRNA یوکاریوتی نیازمند پردازش گسترده‌ای است. دی‌ان‌ای پریماز
در مطالعه‌ای دیگر، بررسی شده چه طور می‌توان برای تولید آنتی‌بیوتیک دی‌ان‌ای پریماز را هدف قرار داد. در واقع بخش مورد هدف آنتی‌بیوتیک می‌تواند DnaG در دی‌ان‌ای پریماز باشد. با حذف DnaG از کروموزوم اسمگماتیس مایکروباکتریایی، باکتری کشته می‌شود. به‌طور کل از تفاوت‌های ساختاری دی‌ان‌ای پریمازها در باکتری‌ها و در انسان‌ها می‌توان در حوزهٔ طراحی دارو استفاده کرد. سوخت‌وساز
دو اسیدنوکلوئیک دی‌ان‌ای و آران‌ای پلیمرهای نوکلئوتیدها هستند، هر نوکلئوتید از یک گروه فسفات متشکل از یک گروه قند ریبوز با یک پایه نیتروژنی تشکیل شده‌است. اسیدهای نوکلئیک برای ذخیره‌سازی و استفاده از اطلاعات ژنتیکی مهم هستند و در طول فرایندهای رونویسی و زیست‌ساخت پروتئین بیان می‌شوند. این اطلاعات توسط مکانیسم‌های بازسازی دی‌ان‌ای محافظت و توسط همانندسازی گسترش می‌یابند. بیشتر ویروس‌ها ژنوم آران‌ای دارند، به عنوان مثال اچ‌آی‌وی، از روش رونویسی معکوس برای تشکیل الگو دی‌ان‌ای از ژنوم آران‌ای ویروسی استفاده می‌کند. آران‌ای در ریبوزیم‌ها به عنوان پیرایشگر بوده و در ریبوزوم‌ها مشابه آنزیم‌هایی هستند که می‌توانند واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کنند. نوکلئوزیدهای منحصر به فرد توسط اتصال باز نوکلئوتیدی با یک قند ریبوز تشکیل می‌شوند. این بازهای حلقه هتروسیکلی حاوی نیتروژن، به نام پورین‌ها یا پریمیدین‌ها دسته‌بندی می‌شوند. نوکلئوتیدها به عنوان کوآنزیم در واکنش‌های انتقال گروه دگرگشتی نیز عمل می‌کنند. همانندسازی دی‌ان‌ای
دی‌ان‌ای پلیمراز در حال حرکت بر روی یک رشته دی‌ان‌ای، دو رشتهٔ دی‌ان‌ای را به یاری آنزیم هلیکاز مانند زیپ از یکدیگر جدا کرده و سپس از روی هر رشته، یک رشتهٔ نو ساخته می‌شود؛ به این گونه که یک آنزیم به نام دی‌ان‌ای پلیمراز (دنا بسپاراز) بر روی نوار پلی‌نوکلئوتیدی حرکت می‌کند و با به‌کارگیری نوکلئوتیدهای آزاد که در سیتوپلاسم هستند (دارای ۲ یا ۳ گروه فسفات) هر نوکلئوتید را در برابر نوکلئوتید مکمل خود می‌گذارد. نوکلئیک اسید
در ساختمان این اسیدها دو نوع قند پنتوز دیده می‌شود. قند موجود در آر ان ای از نوع ریبوز است. در صورتی که در ساختمان دی ان ای از قند مشابهی به نام دئوکسی ریبوز استفاده می‌شود. پیشوند دئوکسی نمایشگر فقدان یک o (اکسیژن)در جایگاه ۲ است. در دی ان ای و آر ان ای بازها از طریق پیوند بتاان گلیکوزیدی با برداشت یک مولکول آب از پنتوز (گروه هیدروکسیل) و باز (هیدروژن) تشکیل می‌گردند. ویروس‌های آر ان ای رشته منفی
پس از پوشاندن ام آر ان ای، آر دی آر پی رونویسی را در سیگنال شروع ژن آغاز می‌کند و بعداً با رسیدن به سیگنال پایان ژن رونویسی را پایان می‌دهد. در پایان رونویسی، آر دی آر پی یک دم پلی آدنیله (پلی (A) دم) متشکل از صدها آدنین در انتهای ۳ ام آر ان ای را سنتز می‌کند، که ممکن است با لکنت روی دنباله ای از اوراسیل‌ها انجام شود. پس از ساخت دم پلی (A)، ام آر ان ای توسط آر دی آر پی آزاد می‌شود. در ژنوم‌هایی که بیش از یک بخش قابل رونویسی را رمزگذاری می‌کنند، آر دی آر پی می‌تواند به اسکن به دنباله شروع بعدی ادامه دهد تا به رونویسی ادامه دهد. نانوفناوری دی‌ان‌ای
نانوفناوری دی‌ان‌ای طراحی و ساخت ساختارهای نوکلئیک اسید مصنوعی برای مصارف تکنولوژی است. در این زمینه، اسیدهای نوکلئیک به عنوان مواد مهندسی غیربیولوژیکی برای نانوتکنولوژی و نه به عنوان حامل اطلاعات ژنتیکی در سلول‌های زنده مورد استفاده قرار می‌گیرند. دانشمندان در این زمینه ساختارهای ایستایی مانند شبکه‌های کریستالی دو و سه بعدی، نانولوله‌ها، شکل‌های چندوجهی و دلخواه، و دستگاه‌های کاربردی مثل دستگاه‌های مولکولی و دی‌ان‌ای رایانه را ایجاد کرده‌اند. این زمینه به عنوان ابزاری برای حل مشکلات اساسی علوم در زیست‌شناسی ساختاری و بیوفیزیک، از جمله کاربردهای موجود در کریستالوگرافی اشعه ایکس و طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای پروتئین‌ها برای تعیین ساختار استفاده می‌شود. برنامه‌های کاربردی بالقوه در الکترونیک در مقیاس مولکولی و نانوپزشکی نیز مورد بررسی قرار گرفته‌است. دی‌ان‌ای رایانه
دی‌ان‌ای رایانه ، نانورایانه ای است که از دی‌ان‌ای برای ذخیرهٔ اطلاعات و اعمال محاسبات پیچیده، استفاده می‌کند. "محاسبات دی‌ان‌ای" یا "محاسبات مولکولی" روش محاسبه‌ای است که از دی‌ان‌ای، زیست‌شیمی و زیست‌شناسی مولکولی به جای فناوری‌های رایانه‌ای سنتی سیلیکونی استفاده می‌کند. محاسبات دی‌ان‌ای، یا به‌طور عمومی‌تر، محاسبات مولکولی، از حوزه‌های میان‌رشته‌ایِ به سرعت در حال توسعه، است. پژوهش و توسعه در این حوزه با نظریه، آزمایش و برنامه‌های محاسبات مولکولی سر و کار دارد. دی‌ان‌ای
تفاوت‌ها: شباهت‌ها: مقدمه‌ای بر ویروس
پروتئین‌ها برای زندگی ضروری هستند. سلولها بر اساس اطلاعات کدنویسی شده در دی‌ان‌ای، مولکولهای جدید پروتئین را از بلوک‌های ساخت اسید آمینه تولید می‌کنند. هر نوع پروتئین، یک مولکول اختصاصی است که معمولاً فقط یک عملکرد را انجام می‌دهد، بنابراین اگر یک سلول نیاز به انجام کار جدید دارد باید یک پروتئین جدید بسازد. ویروس‌ها سلول را مجبور به ساختن پروتئین‌های جدیدی می‌کنند که سلول به آن نیاز ندارد، اما برای تولید مثل ویروس مورد نیاز است. ساخت پروتئین از دو مرحله اصلی تشکیل شده‌است: رونویسی و ترجمه.رونویسی فرایندی است که در آن از اطلاعات موجود در دی‌ان‌ای (به نام کد ژنتیکی) برای تولید نسخه‌های آران‌ای به نام آران‌ای پیام‌رسان (ام‌آران‌ای) استفاده می‌شود. این مواد از طریق سلول مهاجرت می‌کنند و رمز ژنتیکی را به ریبوزوم منتقل می‌کنند و در آن برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌گردند. این فرایند ترجمه نام دارد زیرا در آن ساختار اسید آمینه‌ای پروتئین توسط رمزهای روی آران‌ای پیام‌رسان تعیین می‌شود. از این رو اطلاعات از زبان اسیدهای نوکلئیک به زبان اسیدهای آمینه ترجمه می‌شوند.اسیدهای نوکلئیک بعضی از ویروس‌های آران‌ای‌دار مستقیماً به عنوان ام‌آران‌ای عمل می‌کنند. به همین دلیل به این ویروس‌ها "ویروس آران‌ای‌دار با قطبیت مثبت" گفته می‌شود. در سایر ویروس‌های آران‌ای‌دار، رشتهٔ آران‌ای رشتهٔ مکمل ام‌آران‌ای است و این ویروس‌ها برای ساخت ام‌آران‌ای به آنزیم‌های سلول یا خودشان متکی هستند. به این ویروس‌ها "ویروس آران‌ای‌دار با قطبیت منفی" گفته می‌شود. در ویروس‌های دارای دی‌ان‌ای، روش ساخت ام‌آران‌ای مشابه سلول است. ویروس‌های گونه رتروویروس کاملاً متفاوت رفتار می‌کنند: آنها دارای آران‌ای هستند، اما در داخل سلول میزبان یک نسخه دی‌ان‌ای از آران‌ای آنها با کمک آنزیم رونوشت بردار معکوس ساخته می‌شود. سپس این دی‌ان‌ای در دی‌ان‌ایِ خود میزبان گنجانیده می‌شود و توسط مسیرهای طبیعی سلول در ام‌آران‌ای تکثیر می‌شود. دی‌ان‌ای رایانه
یعنی وجود یا عدم وجود یک رشته دی‌ان‌ای داده شده را در یک لولهٔ آزمایش مشخص کنیم.[۶] آزمایش مزلسون-استال
مزلسون و استال ابتدا بایست بتوانند رشته‌های مادری را از رشته‌های دختری تمیز دهند؛ بنابراین آنها رشته‌های مادری را با نوکلئوتیدهایی که در ساختار بازهای آلی‌شان حاوی ایزوتوپ سنگین نیتروژن (N) هستند، نشانه‌گذاری کردند (نیتروژن یک عنصر اساسی در ساختار نوکلئوتید‌هاست؛ این عنصر دارای دو ایزوتوپ پایدار و طبیعی N و N است). در این صورت دی‌ان‌ای نشانه‌گذاری شده، سنگین‌تر و چگال‌تر است، و اگر دی‌ان‌ای‌های حاوی N (این ایزوتوپ به‌صورت طبیعی در دی‌ان‌ای‌های معمولی وجود دارد) را با دی‌ان‌ای‌های حاوی N در ابزاری مانند سانتریفوژ (با سرعت بالا) قرار دهیم، دی‌ان‌ای Nدار تندتر حرکت می‌کند و به سمت ته لوله می‌رود؛ و بدین‌شکل می‌توان دی‌ان‌ای جدید و قدیمی را از هم تشخیص داد. استخراج دی‌ان‌ای
با استفاده از شناساگر دی فنیل آمین(DPA)، می‌توان وجود دی‌ان‌ای را تأیید کرد. همچنین غلظت دی‌ان‌ای را می‌توان با اندازه‌گیری میزان جذب توسط دستگاه اسپکتروفوتومتری در طول موج ۶۰۰ نانومتر و مقایسه آن با منحنی استاندارد، محاسبه نمود. به منظور اندازه‌گیری خلوص دی‌ان‌ای، میزان جذب محلول حاوی دی‌ان‌ای در طول موج ۲۶۰ و ۲۸۰ نانومتر اندازه‌گیری می‌شود. دی‌ان‌ای، نور یو وی را در طول موج ۲۶۰ و ۲۸۰ نانومتر جذب می‌کند. این در حالی است که پروتئین‌های آروماتیک، نور یو وی را در ۲۸۰ نانومتر جذب می‌کند. نسبت جذب در طول موج‌های ۲۶۰ و ۲۸۰ نانومتر در یک نمونه خالص دی‌ان‌ای ،۱:۸ (۱برای طول موج ۲۶۰ و ۸ برای طول موج ۲۸۰) است. اگر این نسبت برقرار بود می‌توانیم بگوییم نمونه ما فاقد آلودگی پروتئینی است. نسبت طول موج ۲۶۰ به ۲۸۰ در نمونه دی‌ان‌ای واجد آلودگی، کمتر از ۱:۸ است. مقادیر دی‌ان‌ای را می‌توان کمّی کرد. به این منظور ابتدا از طریق آنزیم محدودکننده برش ایجاد می‌شود. سپس نمونه وارد ژل آگارز می‌گردد. پس از رنگ آمیزی آن با اتیدیوم بروماید یا رنگ‌های دیگر و مقایسه شدت باند دی‌ان‌ای با یک دی‌ان‌ای با غلظت معلوم می‌توان به مقدار کمی دی‌ان‌ای دست یافت. با استفاده از تکنیک ساترن بلات، این دی‌ان‌ای کمی شده می‌تواند استخراج شود و از طریق PCR و آنالیز RFLP مورد آزمایش قرار گیرد. این روش‌ها به ما کمک می‌کند تا توالی‌های تکرار شونده موجود در ژنوم را از یکدیگر تمیز دهیم. دانشمندان پزشکی قانونی و جرم‌شناسی نیز از همین تکنیک‌ها جهت مقایسه، شناسایی و آنالیز استفاده می‌کنند. ریخت‌شناسی (زیست‌شناسی)
بیشتر آرایه‌ها از نظر ریخت‌شناسانه با دیگر آرایه‌ها تفاوت دارند. معمولاً آرایه‌های نزدیک به هم بیشتر از آرایه‌های دور به هم شباهت دارند. البته در گونه‌های کریپتیک با وجود شباهت ظاهری فراوان، از نظر تولید مثلی جدا از هم هستند. برعکس، گاهی برخی گونه‌ها از نظر ظاهری به خاطر فرگشت هم‌گرا یا تقلید شبیه هم بوده، ولی از نظر تولید مثلی مجزا هستند. مشکل وقتی بیشتر می‌شود که دو داده که از لحاظ تحلیل‌های ریخت‌شناسانه دو گونه مجزا به شمار می‌آیند، ولی با استفاده از تحلیل دی‌ان‌ای، معلوم شود که در واقع یک گونه هستند. بازسازی دی‌ان‌ای
تشخیص میان دی‌ان‌ای آسیب دیده و جهش مهم است، این دو حالت دو نوع اصلی از خطا در دی‌ان‌ای هستند. آسیب‌های دی‌ان‌ای و جهش به صورت اساسی با هم متفاوت هستند. آسیب‌ها به صورت وضعیت‌های فیزیکی غیرطبیعی در دی‌ان‌ای هستند مانند شکستن رشته دوتایی یا مجزا، بقایای ۸-اوکسو-۲-دئوکسی گوآنوزین و مواد افزودنی هیدرو کربن‌های آروماتیک پلی سایکلیک. آسیب‌های دی‌ان‌ای می‌تواند به وسیله آنزیم‌ها شناسایی گردد و بنابراین آن‌ها می‌توانند به درستی بازسازی گردند در صورتی که اطلاعات اضافی مانند توالی غیر آسیب دیده و سالم در رشته مکمل دی‌ان‌ای یا در کروموزوم همولوگ برای کپی کردن در دسترس باشند. اگر سلول آسیب دیده دی‌ان‌ای حفظ گردد، در این صورت مانع از نسخه‌نویسی ژن می‌شود و بنابراین ترجمه به پروتئین نیز مسدود می‌گردد. تکرار نیز ممکن است مسدود گردد یا سلول ممکن است بمیرد. دی‌ان‌ای هسته‌ای
در میان یاخته‌های دودسته، دی‌ان‌ای هسته‌ای تنها در ۲ رونوشت از سلول حضور دارد، در حالی که دی‌ان‌ای میتوکندریایی می‌تواند در ده‌ها یا هزاران رونوشت از سلول‌های گوناگونی چون سلول‌های قلب یا ماهیچه حضور داشته باشد. دی‌ان‌ای
چرخش پروانه‌ای حالتی است که باز نسبت به محور بزرگ می‌چرخد. به‌طوری‌که ۲ عضو شرکت‌کننده در یک جفت باز، همیشه به‌طور دقیق در یک صفحه نیستند؛ آن‌ها می‌توانند یک نظم چرخش پروانه‌ای به خود بگیرند در این نظم ۲ باز در جهت عکس هم حول محور بزرگ جفت باز چرخیده و به جفت باز ویژگی شبیه پروانه می‌دهد. پیرایش آران‌ای
در مولکول‌های حیاتی آران‌ای پیرایش بسیار مهم می‌باشد. این فرایند در یوکاریوت‌ها و پروکاریوت‌ها دیده شده‌است. در برخی پروکاریوت‌ها به نام آرکی‌ها نیز پیرایش انجام می‌گیرد. پیرایش نقش بسیار مهمی را در آغاز ترجمه آران‌ای و پروتئین سازی ایفا می‌کند. در این فرایند رونوشت اگزون‌های لازم به روش‌های مختلف به یکدیگر متصل شده و رونوشت اینترون‌ها از آران‌ای جدا می‌شود. در نتیجه می‌توان از یک رونوشت دی‌ان‌ای که آران‌ای نابالغ باشد چندین نوع آران‌ای بالغ همانند پادتن را تولید کرد. ماشین پیرایش، یک کمپلکس یا هم‌آرایی کوچک از اس‌ان‌آران‌پی‌ها (snRNPs) است که فرایند پیرایش را انجام می‌دهد. پیرایش آران‌ای یکی از فرایندهای ویرایش پسارونویسی می‌باشد. دی‌ان‌ای
بازسرشته شدن دی‌ان‌ای موقعی ایجاد می‌شود که ۲ رشتهٔ واسرشته شده در شرایط مناسب دوباره به یکدیگر متصل شوند. یکی از دلایل ناهمگنی ژنی در هوهسته‌ها این است که پس از وا سرشته شدن با سرعت‌های متفاوتی به سمت باز سرشته شدن می‌روند بعضی بسیار سریع (این تکه‌ها شمارشان زیاد است) و بعضی بسیار کند هستند. (این تکه‌ها شمارشان کم است) دی‌ان‌ای بی‌رمز
توالی‌های دی‌ان‌ای بی‌رمز یا بی‌کد ،اجزای دی‌ان‌ای یک موجود زنده هستند که توالی‌های پروتئین را کد نمی‌کنند. برخی از دی‌ان‌ای‌های بی‌رمز به مولکول‌های عملگر آران‌ای بی‌رمز (مثلاً آران‌ای انتقال (tRNA)، آران‌ای ریبوزومی (rRNA) و آران‌ای مداخله‌گر (RNAi)) رونویسی می‌شوند. از دیگر نقش‌های دی‌ان‌ای بی‌رمز می‌توان به ترجمه و رونویسی مقررات توالی کد کردن پروتئین، منطقه پیوند ماتریس، مکان آغازش همتاسازی دی‌ان‌ای، سانترومر و تلومرها اشاره کرد. سمت و سو
سمت و سو در زیست‌شناسی مولکولی و زیست شیمی به جهت‌گیری دو سر یک رشته از اسید نوکلئیک بر می‌گردد. در آیین نامگذاری ترکیبهای شیمیایی، اتمهای کربن در حلقهٔ شکری نوکلئوتید شماره‌گذاری شده‌اند. هر رشتهٔ دی‌ان‌ای یا آران‌ای دارای یک پایانهٔ '۵ و یک پایانهٔ '۳ می‌باشد که این دو از روی جایگاه کربن بر روی حلقهٔ دی اکسی ریبوز یا ریبوز آن‌ها نامگذاری شده‌اند. موقعیت‌های بالادست و پایین‌دست در دی‌ان‌ای و آران‌ای هم بر اساس همین سمت و سو تعیین می‌شوند. دی‌ان‌ای رایانه
هر چند استفاده از دی‌ان‌ای رایانه‌ها برای حل مسائل ساده مناسب نیست با این حال با تحقیقات بسیار ثابت شده که هر اصلی را که بتوان روی رایانه‌های معمول پیاده کرد همچنین می‌توان آن را به صورت یکی از اصول دی‌ان‌ای رایانه‌ها هم در نظر گرفت. احتمالاً مهم‌ترین ابزارهای محاسباتی از طریق دی‌ان‌ای می‌توانند باعث انقلاب بزرگی در عرصهٔ علوم درمانی و داروسازی شوند. مثلاً در آینده ممکن است با قرار دادن دی‌ان‌ای رایانه‌ها در بدن انسان‌ها از سلامتی آن‌ها مطمئن شد. پلی‌نوکلئوتید
پلی‌نوکلئوتید زیست‌پلیمری با ۱۳ مونومر نوکلئوتیدی یا بیشتر است که به صورت کووالانسی در یک زنجیره با هم پیوند دارند. دی‌ان‌ای (دئوکسی‌ریبونوکلئیک اسید) و آران‌ای (ریبونوکلئیک اسید) نمونه‌هایی از پلی‌نوکلئوتیدها با عملکرد زیست‌شناختی مشخص هستند. دی‌ان‌ای دو زنجیره پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ شکل و آران‌ای یک زنجیره پلی‌نوکلئوتیدی مارپیچ شکل دارد. ویروس‌های آر ان ای رشته منفی
همانندسازی ژنوم‌های اس اس آر ان ای توسط آر دی آر پی اجرا می‌شود، که همانندسازی را با اتصال به یک توالی رهبر در انتهای ۳' (معمولاً «سه انتهای اصلی» تلفظ می‌شود) ژنوم آغاز می‌کند. سپس آر دی آر پی از ژنوم حس منفی به عنوان الگویی برای سنتز آنتی ژنوم با حس مثبت استفاده می‌کند. هنگام تکثیر آنتی ژنوم، آر دی آر پی ابتدا به دنباله تریلر در انتهای ۳' آنتی ژنوم متصل می‌شود. پس از آن، آر دی آر پی تمام سیگنال‌های رونویسی روی آنتی ژنوم را نادیده می‌گیرد و یک کپی از ژنوم را در حالی که از آنتی ژنوم به عنوان الگو استفاده می‌کند سنتز می‌کند. همانندسازی زمانی انجام می‌شود که ژنوم داخل نوکلئوکپسید است و آر دی آر پی کپسید را آشکار می‌کند و در طول همانندسازی در طول ژنوم جابه‌جا می‌شود. همان‌طور که توالی‌های نوکلئوتیدی جدید توسط آر دی آر پی سنتز می‌شوند، پروتئین‌های کپسید مونتاژ می‌شوند و آر ان ای ویروسی تازه تکثیر شده را محصور می‌کنند. دی‌ان‌ای اوریگامی
کاربردهای متفاوتی که قابلیت عملی‌سازی را دارند در زمینه دی‌ان‌ای اوریگامی پیشنهاد شده‌است که شامل عدم تحریک آنزیم‌ها، سیستم انتقال‌دهنده دارو در بدن یا نقش‌های در فناوری‌های نانو به عنوان ماده خودسامانده است. اگرچه شاید دی‌ان‌ای به دلیل ساختار مستحکم و قابلیت انطباقش در برابر واکنش‌های کاتالیستی، اولین انتخاب برای ساختن ساختارهای فعال و نانورباتیک‌ها نباشد اما مقالات جدید احتمال قابلیت حرکت و تغییر در دی‌ان‌ای اوریگامی‌ها را به منظور محاسبات الگوریتمی آزمایش کرده‌اند. در ادامه به برخی از کاربردهای دی‌ان‌ای اریگامی که در موسسات تحقیقاتی بدان دست پیدا کرده‌اند را بیان می‌کنیم: دی‌ان‌ای
دئوکسی ریبو نوکلئیک اسید به اختصار دی‌اِن‌اِی یا دنا گونه‌ای اسید نوکلئیک است که دارای دستورالعمل‌های ژنتیکی است که برای کارکرد و توسعهٔ زیستی جانداران و ویروس‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. نقش اصلی مولکول دی‌ان‌ای ذخیره‌سازی طولانی مدت اطلاعات ژنتیکی و دستوری است. آزمایش‌هایی مانند آزمایش گریفیت و آزمایش ایوری آزمایش‌هایی انقلابی و سرآغازی در شناسایی و مطالعهٔ دی‌ان‌ای به‌عنوان ژنوم بودند. تا پیش از سال ۱۹۴۴ و انتشار نتایج آزمایش ایوری این‌که کدام یک از ترکیب‌های آلی درون سلول، مادهٔ وراثتی است، مشخص نبود، تا اینکه ایوری ثابت کرد نوکلئیک اسیدها عامل فرایند انتقال صفات هستند. سپس دانشمندان دیگری روی کار آمدند و هر کدام، بخشی از اطلاعات ما راجع به این مولکول را کشف کردند. روزالیند فرانکلین و موریس ویلکینز با تهیهٔ تصاویری از مولکول دی‌ان‌ای با استفاده از پراش پرتوی ایکس (X) توانستند به ابعاد مولکول و نتایج ارزشمندی راجع‌به دی‌ان‌ای دست یابند، از جمله این‌که مولکول دی‌ان‌ای بیش از یک رشته و حالت مارپیچ دارد. دی‌ان‌ای مولکولی است که دستورهای ژنتیکی مورد استفاده در توسعه و عملکرد همه جانداران شناخته‌شده و بسیاری از ویروس‌ها را کدگذاری می‌کند. دی‌ان‌ای پلی‌مری است که مونومر آن نوکلئوتیدها هستند و بخشی از این مولکول ها مونومر دی‌ان‌ای را تشکیل می‌دهند؛ یک نوکلئوتید شامل یک گروه فسفات و یک کربوهیدرات پنج‌کربنه (دئوکسی‌ریبوز) و یک باز آلی است به‌طوری که گروه فسفات و باز آلی با پیوند کووالانسی به دو سمت قند متصل هستند؛ و در پایان نوکلئوتیدها با پیوند فسفو دی‌استر به هم متصل شده و درشت‌مولکول دی‌ان‌ای را پدیدمی‌آورند (در حالتی که نوکلئوتیدهای دو پایان رشته هم پیوند برقرار کنند، دی‌ان‌ای حلقوی است)؛ مولکول دی‌ان‌ای از دو رشته پلی‌نوکلئوتیدی تشکیل شده‌است؛ این دو رشته مکمل، ناهمسو و نامحلول (در آب) هستند (دی‌ان‌ای حلقوی قطبیت ندارد اما هر رشته از دی‌ان‌ای خطی دارای قطبیت است). اسیدهای نوکلئیک از سه درشت‌مولکول اصلی تشکیل شده که برای زندگی همهٔ گونه‌های شناخته‌شده ضروری است. دو رشتهٔ پلی‌نوکلئوتیدی از راه پیوند هیدروژنی میان بازهای آلیشان به هم متصل‌شده و مولکول دی‌ان‌ای را به‌وجود می‌آورند؛ این دو رشته به دور محوری طولی، مرکزی و فرضی می‌پیچند و به مولکول دی‌ان‌ای حالت مارپیچ می‌دهند. همانندسازی دی‌ان‌ای
الف: RNAaseH قطعهٔ آر‌ان‌ای متصل به انتهای قطعهٔ اوکازاکی را برمی‌دارد و از آن‌جا که این ریز مایه فقط می‌تواند اتصال بین ۲ ریبونوکلئوتید را بشکند، ریبونوکلئیکی در محل اتصال آر‌ان‌ای پرایمر و دی‌ان‌ای باقی می‌ماند و سپس FEN۱ آن را برمی‌دارد. ساختار دی‌ان‌ای
دی‌ان‌ای یک ساختار دو رشته ایی متشکل از ۴ نوع نوکلئوتید است. این نوکلئوتیدها عبارتند از (A) آدنین، (G) گوانین، (C) سیتوسین و (T) تیمین. ساختار شیمیایی دی‌ان‌ای به صورت پیوند مشخصی از دو دنباله خطی از این ۴ نوکلئوتید می‌باشد. که این اتصال‌ها فقط به صورت (A-T) , (T-A) , (C-G) , (G-C) وجود دارند. بازسازی دی‌ان‌ای
سلول‌ها در صورتی که دی‌ان‌ای آسیب دیده منجر به از دست دادن یکپارچگی و عدم دسترسی به اطلاعات ضروری ژنوم گردد نمی‌توانند فعالیت نمایند (اما بقیه سلول در زمانی که ژن‌های غیر اساسی از بین می‌روند یا آسیب می‌بینند تا حدی به فعالیت می‌پردازند). بسته به نوع آسیب وارد شده به ساختار دوگانه مارپیچ دی‌ان‌ای، روش‌های بازسازی مختلفی برای حفظ بقیه اطلاعات به کار برده می‌شود. در صورت امکان، این سلول‌ها از رشته مکمل تغییر نیافته دی‌ان‌ای یا کروماتید خواهری به عنوان الگویی برای بازیابی اطلاعات اولیه استفاده می‌کنند. بدون دسترسی به الگو، سلول‌ها از مکانیسم بازیابی خطای به عنوان سنتز ترنسلیژن یا ترجمه آسیب و زخم به عنوان آخرین چاره استفاده می‌کنند.