Isi
- Empat Pangkalan Nitrogen
- Aturan Chargaffs
- Aturan Chargaffs Dijelaskan
- Menggunakan Aturan Pairing Base Complementary
Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah kode apa untuk semua seluler informasi genetik di Bumi. Semua kehidupan seluler dari bakteri terkecil hingga paus terbesar di lautan menggunakan DNA sebagai bahan genetiknya.
catatan: Beberapa virus menggunakan DNA sebagai bahan genetiknya. Namun, beberapa virus malah menggunakan RNA.
DNA adalah jenis asam nukleat yang terdiri dari banyak subunit yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida memiliki tiga bagian: gula ribosa 5-karbon, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Dua helai komplementer DNA menyatu berkat ikatan hidrogen antara basa nitrogen yang memungkinkan DNA untuk membuat bentuk seperti tangga yang berputar ke dalam double-helix yang terkenal.
Ikatannya antara basa nitrogen yang memungkinkan struktur ini terbentuk. Dalam DNA, ada empat pilihan basa nitrogen: adenin (A), timin (T), sitosin (C) dan guanin (G). Setiap basis hanya dapat mengikat satu sama lain, A dengan T dan C dengan G. Ini disebut aturan pemasangan basis pelengkap atau Aturan Chargaffs.
Empat Pangkalan Nitrogen
Dalam subunit nukleotida DNA, ada empat basa nitrogen:
Masing-masing pangkalan ini dapat dibagi menjadi dua kategori: basis purin dan pangkalan pirimidin.
Adenine dan guanine adalah contohnya basis purin. Ini berarti struktur mereka adalah cincin enam atom yang mengandung nitrogen yang bergabung dengan cincin lima atom yang mengandung nitrogen yang berbagi dua atom untuk menggabungkan dua cincin.
Timin dan sitosin adalah contohnya pangkalan pirimidin. Basa-basa ini terdiri dari cincin enam atom tunggal yang mengandung nitrogen.
catatan: RNA menggantikan timin dengan basa pirimidin yang berbeda yang disebut urasil (U).
Aturan Chargaffs
Aturan Chargaffs, juga dikenal sebagai aturan pasangan basa pelengkap, menyatakan bahwa pasangan basa DNA selalu adenin dengan timin (A-T) dan sitosin dengan guanin (C-G). Purin selalu berpasangan dengan pirimidin dan sebaliknya. Namun, A tidak berpasangan dengan C, meskipun itu purin dan pirimidin.
Aturan ini dinamai ilmuwan Erwin Chargaff yang menemukan bahwa pada dasarnya ada konsentrasi adenin dan timin yang sama, serta guanin dan sitosin dalam hampir semua molekul DNA. Rasio-rasio ini dapat bervariasi di antara organisme, tetapi konsentrasi A sebenarnya pada dasarnya selalu sama dengan T dan sama dengan G dan C. Sebagai contoh, pada manusia, ada sekitar:
Ini mendukung aturan komplementer bahwa A harus berpasangan dengan T dan C harus berpasangan dengan G.
Aturan Chargaffs Dijelaskan
Tapi mengapa demikian?
Itu ada hubungannya dengan ikatan hidrogen yang bergabung dengan untai DNA komplementer bersama dengan ruang yang tersedia antara dua helai.
Pertama, ada sekitar 20 Å (angstrom, di mana satu angstrom sama dengan 10)-10 meter) antara dua untai DNA komplementer. Dua purin dan dua pirimidin bersama-sama hanya akan mengambil terlalu banyak ruang untuk dapat masuk dalam ruang antara dua untai. Inilah sebabnya mengapa A tidak dapat mengikat dengan G dan C tidak dapat mengikat dengan T.
Tapi mengapa Anda tidak bisa menukar ikatan purin mana dengan pirimidin? Jawabannya ada hubungannya dengan ikatan hidrogen yang menghubungkan basa dan menstabilkan molekul DNA.
Satu-satunya pasangan yang dapat membuat ikatan hidrogen di ruang itu adalah adenin dengan timin dan sitosin dengan guanin. A dan T membentuk dua ikatan hidrogen sedangkan C dan G membentuk tiga ikatan. Ini ikatan hidrogen yang menggabungkan dua untai dan menstabilkan molekul, yang memungkinkannya untuk membentuk heliks ganda seperti tangga.
Menggunakan Aturan Pairing Base Complementary
Mengetahui aturan ini, Anda bisa mengetahui untaian komplementer ke untai DNA tunggal hanya berdasarkan pada urutan pasangan basa. Sebagai contoh, katakanlah Anda mengetahui urutan satu untai DNA yaitu sebagai berikut:
AAGCTGGTTTTGACGAC
Menggunakan aturan pairing base komplementer, Anda dapat menyimpulkan bahwa untai komplementer adalah:
TTCGACCAAAACTGCTG
Helai RNA juga saling melengkapi dengan pengecualian bahwa RNA menggunakan urasil bukan timin. Jadi, Anda juga dapat menyimpulkan untai mRNA yang akan dihasilkan dari untai DNA pertama itu. Itu akan:
UUCGACCAAAACUGCUG