Kotodama

Pengetahuan

Penjelasan DNA

Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah molekul yang membawa petunjuk genetik yang digunakan dalam pertumbuhan, pengembangan, fungsi dan reproduksi semua organisme hidup dan virus. DNA dan RNA yang mengandung asam nukleat, bersama protein, lemak dan karbohidrat kompleks (polisakarida), adalah salah satu dari empat jenis utama makromolekul yang penting untuk diketahui semua bentuk kehidupan. Kebanyakan molekul DNA terdiri dari dua untai biopolymer yang saling menggulung satu sama lain untuk membentuk heliks ganda.

Dua untai DNA disebut polynucleotides karena mereka terdiri dari unit monomer sederhana yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari salah satu empat untai yang mengandung nitrogen Nukleobasa, yakni sitosin, guanina, adenin, atau timin dan sekelompok fosfat. Nukleotida bergabung satu sama lain dalam rantai DNA dengan ikatan kovalen antara satu nukleotida dan fosfat berikutnya.

Ikatan tersebut membuat DNA menyimpan informasi biologis. Informasi ini direplikasi sebagai dua untai terpisah. Sebagian besar dari DNA (lebih dari 98% untuk manusia) tidak melayani pola untuk urutan protein.

Untai RNA diciptakan dengan menggunakan DNA untai sebagai template dalam proses yang disebut transkripsi. Di bawah kode genetik, untai RNA ini diterjemahkan untuk menentukan urutan asam amino dalam protein dalam proses yang disebut terjemahan.

Dalam sel-sel eukariotik, DNA diatur dalam struktur lama yang disebut kromosom. Selama pembelahan sel kromosom ini diduplikasi dalam proses replikasi DNA yang menyediakan setiap sel sendiri lengkap dengan kromosom. Organisme eukariotik seperti binatang, tanaman, jamur dan protista menyimpan sebagian besar DNA di dalam inti sel dan beberapa DNA di organ, seperti mitokondria atau kloroplas.

A. Sejarah Penemuan DNA

DNA pertama kali berhasil diisolasi oleh Friedrich Miescher pada tahun 1869. Struktur molekul pertama kali diidentifikasi oleh James Watson dan Francis Crick di laboratorium Cavendish dalam University of Cambridge pada tahun 1953, melalui upaya model yang dipandu oleh data Difraksi sinar x yang diperoleh oleh Raymond Gosling. Raymond Gosling adalah seorang mahasiswa pasca sarjana Rosalind Franklin. DNA digunakan oleh peneliti sebagai alat molekuler untuk mengeksplorasi hukum fisik dan teori, seperti teorema Ergodik dan teori elastisitas.

DNA adalah polimer panjang yang terbuat dari pengulangan unit yang disebut nukleotida. Dalam semua spesies yang terdiri dari dua rantai heliks, yang terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen. Rantai kedua digulung putaran sumbu yang sama, dan memiliki pitch yang sama dari 34 ångströms (3.4 nanometres). Rantai memiliki radius 10 ångströms (1.0 nanometer). Menurut studi lain, ketika diukur dalam solusi yang berbeda, rantai DNA memiliki ukuran lebar 22 sampai 26 ångströms (2,2 sampai 2.6 nanometres), dan satu unit nukleotida memiliki ukuran panjang 3.3 Å (0.33 nm).

B. Cara Kerja DNA

Dalam DNA beruntai ganda, setiap jenis nukleotida basa pada satu untai hanya memiliki satu jenis nukleotida basa pada untai yang lain. Ini disebut pasangan komplementer basa. Di sini, purina akan membentuk ikatan hidrogen untuk Pirimidina, dengan ikatan adenin hanya untuk Timina di dua ikatan hidrogen, dan ikatan sitosin hanya untuk guanina di tiga ikatan hidrogen. Pengaturan dua nukleotida ini akan saling mengikat bersama-sama di seluruh heliks ganda dua yang disebut pasangan Watson-Crick basa. Sebagai akibat dari pembentukan komplementaritas pasangan basa ini, semua informasi di urutan beruntai ganda dari DNA heliks diduplikasi pada setiap untai. Dan ini merupakan proses yang sangat penting dalam replikasi DNA. Interaksi ini memiliki sifat reversibel dan spesifik antara pasangan komplementer basa untuk semua fungsi dari DNA dalam organisme hidup.

C. Sense dan anti sense

Urutan DNA disebut “sense” jika urutan sama seperti dari salinan messenger RNA yang diterjemahkan ke dalam protein. Sedangkan urutan pada untai berlawanan disebut “antisense”. Urutan sense dan antisense dapat muncul di berbagai bagian untai DNA yang sama (yaitu kedua untai dapat mengandung urutan sense dan antisense). Dalam prokaryote dan bersel satu, urutan antisense RNA akan diproduksi, tetapi fungsi RNA ini tidak sepenuhnya jelas. Tujuan dari produksi ini adalah bahwa antisense RNA dapat terlibat dalam mengatur ekspresi gen melalui pasangan basa RNA.

Beberapa sekuens DNA prokaryote dan bersel satu mengaburkan perbedaan antara sense dan untai antisense dengan memiliki gen tumpang tindih. Dalam kasus ini, beberapa sekuens DNA melakukan tugas ganda, pengkodean protein ketika membaca sepanjang satu helai, dan protein kedua akan membaca dalam arah yang berlawanan sepanjang untai yang lain. Dalam bakteri, tumpang tindih ini mungkin terlibat dalam regulasi transkripsi gen, sementara di virus, tumpang tindih gen mengalami peningkatan jumlah informasi yang dapat dikodekan dalam genom virus kecil.

D. Dasar modifikasi dan kemasan DNA

Ekspresi gen dipengaruhi oleh bagaimana DNA dikemas dalam kromosom, dalam struktur yang disebut Kromatin. Dasar modifikasi dapat terlibat dalam kemasan, dengan daerah yang memiliki rendah atau tidak ada ekspresi gen yang biasanya berisi tingkat tinggi metilasi sitosin. Kemasan DNA dan pengaruhnya terhadap ekspresi gen juga dapat terjadi dengan modifikasi inti protein histone sekitar kemasan DNA dalam struktur Kromatin.

Sebagai satu contoh, sitosin metilasi menghasilkan 5-methylcytosine, yang penting untuk inaktivasi kromosom X. Dalam hal ini, tingkat rata-rata metilasi bervariasi antara organisme-cacing Caenorhabditis yang kekurangan metilasi sitosin, sementara vertebrata memiliki tingkat yang lebih tinggi, dengan hingga 1% dari DNA 5-methylcytosine yang dikandung. Walaupun 5-methylcytosine sangat penting , itu dapat deaminasi untuk meninggalkan dasar Timina, sehingga xanthines cytosines sangat rentan terhadap mutasi. Modifikasi dasar lain termasuk metilasi adenin dalam bakteri, kehadiran 5-hydroxymethylcytosine di otak dan glikosilasi Urasil dapat menghasilkan “basa J” di Kinetoplastid.

E. Kerusakan DNA

DNA bisa rusak oleh banyak macam mutagen yang mengubah urutan DNA. Mutagens termasuk oksidator, dan juga radiasi elektromagnetik energi tinggi seperti sinar ultraviolet, dan sinar-x. Jenis kerusakan DNA diproduksi tergantung pada jenis mutasi. Sebagai contoh, sinar UV dapat merusak DNA dengan memproduksi Timina dimers, yang memiliki hubungan antara basis pirimidin. Di sisi lain, oksidan seperti radikal bebas atau hidrogen peroksida juga menghasilkan berbagai bentuk kerusakan, termasuk modifikasi dasar, terutama dari guanosin dan double-untai istirahat. Sel manusia berisi sekitar 150.000 basis yang telah menderita kerusakan oksidatif. Dari lesi oksidatif, yang paling berbahaya adalah double-untai istirahat, karena ini sulit untuk memperbaiki dan dapat menghasilkan mutasi titik Insersi, penghapusan dari urutan DNA, dan translokasi kromosom. Mutasi-mutasi ini dapat menyebabkan kanker.

F. Topoisomerases dan helicases

Topoisomerases adalah enzim dengan aktivitas nuclease dan ligase. Protein ini mengubah jumlah DNA supercoiling. Beberapa enzim-enzim bekerja dengan memotong DNA beruntai dan memungkinkan satu bagian untuk melingkar, sehingga mengurangi tingkat supercoiling. Enzim ini kemudian akan menyegel DNA yang istirahat. Jenis enzim ini mampu melakukan pemotongan satu DNA beruntai dan kemudian melewati kedua untai DNA melalui istirahat ini sebelum menggabung kembali helix. Topoisomerases diperlukan untuk banyak proses yang melibatkan DNA, seperti replikasi DNA dan transkripsi.

Helicases adalah protein berupa jenis motor molekuler. Mereka menggunakan energi kimia dalam nukleosida triphosphates, terutama adenosin trifosfat (ATP) untuk memecahkan ikatan hidrogen antara basis dan DNA beruntai ganda ke satu helai. Enzim-enzim ini sangat penting bagi proses yang dimana perlu mengakses basis DNA.

Itulah penjelasan DNA yang dapat membawa petunjuk genetik dalam pertumbuhan, pengembangan, fungsi dan reproduksi semua organisme hidup serta virus. Atas kunjungan dan perhatian dari para pembaca, maka kami sebagai penulis mengucapkan terima kasih. Enjoy your life and see you next time. Have fun

Terpopuler

Semua Artikel Merupakan Asli Dari Sumber Yang Terpercaya dan Di terjermahkan kembali ke bahasa indonesia..

Copyright © 2016 KOTODAMA.NET, Powered By Oncom Design

To Top