Isi
- Struktur DNA
- Ikatan Pasangan Basis-Spesifik
- Di mana DNA ditemukan?
- Replikasi DNA
- Introns dan Exons
- Transkripsi RNA
- Bagaimana Struktur DNA Ditemukan?
DNA, atau asam deoksiribonukleat, adalah asam nukleat (salah satu dari dua asam tersebut yang ditemukan di alam) yang berfungsi untuk menyimpan informasi genetik tentang suatu organisme dengan cara yang dapat ditransmisikan ke generasi berikutnya. Asam nukleat lainnya adalah RNA, atau asam ribonukleat.
DNA membawa kode genetik untuk setiap protein tunggal yang dibuat tubuh Anda dan dengan demikian bertindak sebagai templat untuk keseluruhan Anda. Untaian DNA yang mengkode produk protein tunggal disebut a gen.
DNA terdiri dari polimer yang sangat panjang dari unit monomer yang disebut nukleotida, yang mengandung tiga daerah berbeda dan memiliki empat rasa berbeda dalam DNA, berkat variasi dalam struktur salah satu dari tiga wilayah ini.
Pada makhluk hidup, DNA dibundel bersama dengan protein yang disebut histones untuk membuat zat yang disebut kromatin. Kromatin dalam organisme eukariotik dipecah menjadi sejumlah potongan yang berbeda, yang disebut kromosom. DNA diturunkan dari orang tua ke anak mereka, tetapi beberapa DNA Anda diturunkan dari ibu Anda secara eksklusif, seperti yang akan Anda lihat.
Struktur DNA
DNA terdiri dari nukleotida, dan masing-masing nukleotida mencakup basa nitrogen, satu hingga tiga gugus fosfat (dalam DNA, hanya ada satu) dan molekul gula lima karbon yang disebut deoksiribosa. (Gula yang sesuai dalam RNA adalah ribosa.)
Di alam, DNA ada sebagai molekul berpasangan dengan dua untai komplementer. Kedua helai ini bergabung pada setiap nukleotida di tengah, dan "tangga" yang dihasilkan dipelintir menjadi bentuk heliks ganda, atau sepasang spiral offset.
Basa nitrogen datang dalam satu dari empat varietas: adenin (A), sitosin (C), guanin (G) dan timin (T). Adenin dan guanin berada dalam kelas molekul yang disebut purin, yang mengandung dua cincin kimia yang bergabung, sedangkan sitosin dan timin termasuk dalam kelas molekul yang dikenal sebagai pirimidin, yang lebih kecil dan hanya mengandung satu cincin.
Ikatan Pasangan Basis-Spesifik
Ini adalah ikatan basa antara nukleotida di untaian yang berdekatan yang menciptakan "anak tangga" dari DNA "tangga". Seperti yang terjadi, purin hanya dapat mengikat dengan pirimidin dalam pengaturan ini, dan itu bahkan lebih spesifik dari itu: A mengikat ke dan hanya ke T, sedangkan C mengikat ke dan hanya ke G.
Ini pairing basis satu-ke-satu berarti bahwa jika urutan nukleotida (identik dengan "urutan basa" untuk tujuan praktis) untuk satu untai DNA diketahui, urutan basa di yang lain, untai komplementer dapat dengan mudah ditentukan.
Ikatan antara nukleotida yang berdekatan dalam untai DNA yang sama dihasilkan oleh pembentukan ikatan hidrogen antara gula satu nukleotida dan gugus fosfat berikutnya.
Di mana DNA ditemukan?
Pada organisme prokariotik, DNA berada di sitoplasma sel, karena prokariota kekurangan inti. Dalam sel eukariotik, DNA berada di dalam nukleus. Di sini, itu dibagi menjadi kromosom. Manusia memiliki 46 kromosom berbeda dengan 23 dari masing-masing orangtua.
23 kromosom yang berbeda ini semuanya berbeda pada penampilan fisik di bawah mikroskop, sehingga mereka dapat diberi nomor 1 hingga 22 dan kemudian X atau Y untuk kromosom seks. Kromosom yang sesuai dari orang tua yang berbeda (mis., Kromosom 11 dari ibu Anda dan kromosom 11 dari ayah Anda) disebut kromosom homolog.
DNA juga ditemukan di mitokondria dari eukariota umumnya juga dalam kloroplas sel tumbuhan secara khusus. Ini dengan sendirinya mendukung gagasan yang ada bahwa kedua organel ini ada sebagai bakteri yang berdiri sendiri sebelum ditelan oleh eukariota awal lebih dari dua miliar tahun yang lalu.
Fakta bahwa DNA dalam kode mitokondria dan kloroplas untuk produk protein yang DNA nukleus tidak memberikan kepercayaan lebih pada teori tersebut.
Karena DNA yang masuk ke mitokondria hanya sampai di sana dari sel telur induk, berkat cara sperma dan sel telur dihasilkan dan digabungkan, semua DNA mitokondria datang melalui garis ibu, atau ibu dari organisme apa pun yang sedang diperiksa DNA.
Replikasi DNA
Sebelum setiap pembelahan sel, semua DNA dalam inti sel harus disalin, atau direplikasi, mengulangi, sehingga setiap sel baru yang dibuat di divisi yang akan datang dapat memiliki salinan. Karena DNA beruntai ganda, perlu dilepaskan sebelum replikasi dapat dimulai, sehingga enzim dan molekul lain yang berpartisipasi dalam replikasi memiliki ruang di sepanjang untaian untuk melakukan pekerjaan mereka.
Ketika untai DNA tunggal disalin, produk sebenarnya untai baru yang melengkapi untai templat (disalin). Dengan demikian memiliki urutan DNA basa yang sama dengan untai yang terikat ke template sebelum replikasi dimulai.
Dengan demikian setiap untai DNA lama dipasangkan dengan satu untai DNA baru di setiap molekul DNA untai ganda yang baru. Ini disebut sebagai replikasi semikonservatif.
Introns dan Exons
DNA terdiri dari intron, atau bagian DNA yang tidak memberi kode untuk produk protein dan ekson, yang merupakan wilayah pengkodean yang membuat produk protein.
Cara ekson menyampaikan informasi tentang protein melalui transkripsi atau pembuatan RNA messenger (mRNA) dari DNA.
Ketika untai DNA ditranskripsi, untai mRNA yang dihasilkan memiliki urutan basa yang sama dengan cetakan untai komplemen DNA, kecuali untuk satu perbedaan: di mana timin terjadi dalam DNA, uracil (U) terjadi pada RNA.
Sebelum mRNA dapat dikirim untuk diterjemahkan menjadi protein, intron (bagian gen yang tidak mengkode) perlu dikeluarkan dari untai. Enzim "membelah" atau "memotong" intron keluar dari untaian dan melampirkan semua ekson bersama-sama untuk membentuk untai pengkodean terakhir mRNA.
Ini disebut pemrosesan pasca transkripsi RNA.
Transkripsi RNA
Selama transkripsi RNA, asam ribonukleat dibuat dari untai DNA yang telah dipisahkan dari pasangan pelengkapnya. Untai DNA yang digunakan dikenal sebagai untai cetakan. Transkripsi itu sendiri tergantung pada sejumlah faktor, termasuk enzim (mis., RNA polimerase).
Transkripsi terjadi pada nukleus. Ketika untai mRNA selesai, ia meninggalkan nukleus melalui amplop nuklir sampai melekat pada a ribosom, di mana terjemahan dan sintesis protein terbuka. Dengan demikian, transkripsi dan terjemahan secara fisik terpisah satu sama lain.
Bagaimana Struktur DNA Ditemukan?
James Watson dan Francis Crick dikenal sebagai salah satu penemu dari salah satu misteri terdalam dalam biologi molekuler: struktur dan bentuk DNA heliks ganda, molekul yang bertanggung jawab atas kode genetik unik yang dibawa oleh semua orang.
Sementara duo mendapatkan tempat mereka di jajaran ilmuwan besar, pekerjaan mereka bergantung pada temuan berbagai ilmuwan dan peneliti lain, baik masa lalu dan beroperasi di Watsons dan Cricks waktu sendiri.
Di pertengahan abad ke-20, pada tahun 1950, orang Austria Erwin Chargaff menemukan bahwa jumlah adenin dalam untai DNA dan jumlah timin yang ada selalu identik, dan bahwa hubungan yang sama berlaku untuk sitosin dan guanin. Jadi jumlah purin yang ada (A + G) sama dengan jumlah pirimidin yang ada.
Juga, ilmuwan Inggris Rosalind Franklin menggunakan kristalografi sinar-X untuk berspekulasi bahwa untaian DNA membentuk kompleks yang mengandung fosfat yang terletak di sepanjang bagian luar untaian.
Ini konsisten dengan model heliks ganda, tetapi Franklin tidak mengenali ini karena tidak ada yang punya alasan yang baik untuk mencurigai bentuk DNA ini. Tetapi pada tahun 1953, Watson dan Crick telah berhasil menggabungkan semuanya dengan menggunakan penelitian Franklin. Mereka terbantu oleh fakta bahwa pembuatan model molekul-kimia itu sendiri merupakan upaya yang meningkat pesat pada saat itu