Apa yang Menyebabkan Helix Ganda Memutar dalam Gambar DNA?

Isi

• Ukuran
• Kimia
• Struktur
• Susun
• Protein

Bayangkan Anda memiliki dua helai tipis, masing-masing sekitar 3 1/4 kaki panjang, disatukan oleh potongan-potongan bahan tahan air untuk membentuk satu utas. Sekarang bayangkan paskan benang itu ke dalam wadah berisi air berdiameter beberapa mikrometer. Ini adalah kondisi yang dihadapi DNA manusia dalam inti sel. Susunan kimia DNA, bersama dengan aksi protein, memutar DNA dua sisi luar menjadi bentuk spiral, atau heliks, yang membantu DNA masuk ke dalam nukleus kecil.

Ukuran

Di dalam nukleus sel, DNA adalah molekul berliku yang sangat rapat. Molekul inti dan DNA bervariasi ukurannya antara makhluk dan jenis sel. Dalam setiap kasus, satu fakta tetap konsisten: membentang rata, sebuah sel DNA akan secara eksponensial lebih panjang dari diameter nukleusnya. Batasan ruang membutuhkan puntiran untuk membuat DNA lebih kompak, dan kimia menjelaskan bagaimana puntiran terjadi.

Kimia

DNA adalah molekul besar yang dibangun dari molekul yang lebih kecil dari tiga bahan kimia yang berbeda: gula, fosfat dan basa nitrogen. Gula dan fosfat terletak di tepi luar molekul DNA, dengan basa yang tersusun di antara mereka seperti anak tangga. Mengingat bahwa cairan dalam sel kita berbasis air, struktur ini masuk akal: gula dan fosfat bersifat hidrofilik, atau menyukai air, sedangkan basa bersifat hidrofobik, atau takut air.

Struktur

••• Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images

Sekarang, alih-alih sebuah tangga, bayangkan sebuah tali bengkok. Liku membawa untaian tali berdekatan, meninggalkan sedikit ruang di antara mereka. Molekul DNA juga memutar untuk mengecilkan ruang antara pangkalan hidrofobik di dalam. Bentuk spiral mencegah air mengalir di antara mereka, dan pada saat yang sama menyisakan ruang bagi atom-atom dari masing-masing bahan kimia agar sesuai tanpa tumpang tindih atau mengganggu.

Susun

Reaksi basa hidrofobik bukan satu-satunya peristiwa kimia yang mempengaruhi twist DNA.Basa nitrogen yang saling berhadapan di DNA, dua untai saling menarik, tetapi gaya menarik lain, yang disebut gaya susun, juga ikut berperan. Gaya susun menarik pangkalan di atas atau di bawah satu sama lain pada untaian yang sama. Peneliti Duke University telah belajar dengan mensintesis molekul DNA yang terdiri dari hanya satu basa yang masing-masing basa memberikan gaya susun yang berbeda, sehingga berkontribusi terhadap bentuk spiral DNA.

Protein

Dalam beberapa kasus, protein dapat menyebabkan bagian DNA melilit lebih rapat, membentuk apa yang disebut supercoil. Misalnya, enzim yang membantu dalam replikasi DNA menciptakan tikungan tambahan saat mereka melakukan perjalanan untai DNA. Juga, sebuah protein yang disebut 13S condensin tampaknya mendorong superkoil dalam DNA sesaat sebelum pembelahan sel, sebuah penelitian di University of California, Berkeley, 1999. Para ilmuwan terus meneliti protein-protein ini dengan harapan dapat memahami lebih lanjut tentang lika-liku pada heliks ganda DNA.