Fungsi DNA: Pengertian, struktur, penggandaan

DNA adalah asam deoksiribonukleat yang merupakan bahan keturunan pada manusia dan sebagian besar organisme lain. Struktur DNA yang benar pertama kali dikerjakan oleh Watson dan Crick pada tahun 1953.

Dokter Swiss F. Miescher pada tahun 1869, dari inti sel leukosit, suatu zat yang secara kimiawi dibentuk oleh karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan fosfor, yang ia sebut nuklein. Selanjutnya, zat yang diisolasi ditunjukkan menjadi asam, dan disebut asam nukleat. Pada 1930-an, A. Kossel dan P. Levene menetapkan bahwa nuklein adalah asam deoksiribonukleat (DNA), yang, seperti kita ketahui, terdiri dari pengulangan subunit dalam molekul. Subunit-subunit ini adalah nukleotida.

DNA berisi informasi dalam bentuk kode yang terdiri dari empat basa kimia: adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan timin ( T). DNA manusia terdiri dari sekitar 3 miliar pangkalan, dan lebih dari 99 persen pangkalan itu adalah sama pada semua orang.

DNA terletak di inti sel dan disebut ‘DNA nukleus’. Namun, beberapa jumlah DNA juga terletak di mitokondria dan disebut ‘DNA mitokondria’ atau ‘mt DNA’.

Pengertian DNA

DNA adalah heliks ganda yang memiliki tulang punggung gula-fosfat seperti tangga dan pasangan basa yang membentuk anak tangga. Satu putaran heliks adalah 3,4 nm dan memiliki 10 pasangan basa ditumpuk dalam satu putaran tersebut. Basa membentuk pasangan melalui ikatan hidrogen.

Fungsi

DNA memiliki dua fungsi biologis utama. DNA Terutama berfungsi untuk menyimpan / menentukan karakteristik biologis setiap makhluk hidup sesuai dengan pengaturan koneksi molekul yang sangat spesifik, seperti yang akan didefinisikan pada bagian selanjutnya dari situs ini. Kedua, DNA melayani tujuan sintesis biologis dalam hal penciptaan protein seluler dan molekul RNA.

Fungsi DNA antara lain:

  • Pembawa informasi genetik DNA
  • Berperan dalam duplikasi diri dan pewarisan sifat
  • Ekspresi informasi genetik
  • DNA mengarahkan sintesis RNA di bawah proses kimia yang dikenal sebagai transkripsi
  • sebagai kode cara mengaktifkan protein atau menonaktifkan gen
  • membuat protein

Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah kode genetik yang menjamin bahwa sel anak mewarisi karakteristik yang sama dengan sel induk. DNA adalah kode dari mana semua protein disintesis. Semua prokariota, eukariota dan beberapa virus memiliki DNA. Semua kode DNA terdiri dari empat basa nukleotida, Adenin Sitosin, Guanin, dan Timin.

DNA juga mengandung semua pengkodean genetik yang digunakan untuk mengontrol fungsi, perilaku dan pengembangan suatu organisme. DNA juga digunakan sebagai perangkat penyimpanan jangka panjang untuk menyimpan instruksi genetik. Instruksi ini harus benar sehingga DNA dapat membuat salinan dari dirinya sendiri.

DNA mengarahkan sintesis RNA di bawah proses kimia yang dikenal sebagai transkripsi. Pada dasarnya, apa yang terjadi, adalah bahwa enzim seluler diarahkan oleh kode genetik itu sendiri untuk menciptakan helai RNA dalam kaitannya dengan urutan kode disimpan dalam DNA itu sendiri.

Helai ini, yang dikenal sebagai mRNA (atau Messenger ribonucleic Acid), membawa informasi tentang kode genetik ke dalam protein-sintesis mekanika sel, dimana, mereka menginduksi pengaturan tertentu asam amino dalam perakitan protein, yang pada gilirannya perintah dan mengatur karakteristik fisiologis dari organisme yang bersangkutan.

Fungsi DNA dalam sel adalah sebagai kode cara mengaktifkan protein atau menonaktifkan gen. Fungsi DNA yang lain adalah untuk membuat protein.

DNA adalah dasar dari kehidupan. Ini adalah molekul kompleks yang terdiri dari empat jenis basa, silang terhubung seperti tangga, dan dipelintir menjadi spiral. Semua empat protein masing-masing terhubung dengan satu sama lain dan urutan semua pasangan membentuk gen yang mendefinisikan siapa Anda serta semua organisme lain di Bumi.

Semua sel memiliki (dengan beberapa pengecualian), dalam salinan tepat inti mereka DNA tubuh Anda. Pengecualian untuk ini adalah dalam sel germinal pria dan wanita atau gamet, yang digunakan untuk reproduksi. Urutan pasangan ini dijaga ketat oleh sel-sel tubuh dan setiap kali sel bereproduksi, dengan memisahkan menjadi dua, DNA disalin ke dalam sel baru. Kadang-kadang perpecahan yang rusak tetapi biasanya, sel dapat memperbaiki kerusakan. Benar-benar menakjubkan.

DNA dan kromosom

DNA dibundel ke dalam 46 kromosom manusia miliki 23 yang masing-masing berasal dari baik laki-laki dan sel germinal perempuan yang dalam proses yang kompleks. Sel-sel germinal, spermatozoa (pria) dan telur atau ovum (perempuan) masing-masing memasok setengah DNA Anda.

Selama pembuahan, ketika sperma masuk dan membuahi telur, dua kelompok dari 23 kromosom bergabung menjadi penuh 46 sehingga menyelesaikan genetik seseorang. Telur kemudian memulai proses yang kompleks membagi menjadi dua, maka dua sel membelah menjadi 4 dst. Meskipun pada dasarnya, setiap orang di bumi (dan setiap binatang) memiliki DNA yang unik, dan dengan demikian dapat digunakan untuk secara positif mengidentifikasi seseorang, satu pengecualian adalah dengan kembar identik.

Mereka terjadi ketika bundel sel membagi (sekarang disebut blastokista), karena alasan apapun, memotong atau memecah di setengah. Hal ini membuat dua embrio, dengan DNA yang identik, yang menghasilkan kembar identik berbagi DNA masing-masing. Mereka tampak seperti orang yang sama.

Replikasi DNA

Replikasi DNA adalah proses yang dilalui untuk menghasilkan heliks DNA identik dari satu molekul DNA untai ganda. Setiap molekul terdiri dari untai dari molekul asli dan untai yang baru terbentuk. Sebelum replikasi, DNA membuka gulungan dan untaian terpisah. Garpu replikasi dibentuk yang berfungsi sebagai templat untuk replikasi. Primer mengikat DNA dan polimerase DNA menambahkan urutan nukleotida baru dalam arah 5 ′ hingga 3′.

Penambahan ini kontinu di untai awal (leading strand) dan terfragmentasi di untai lagging (untai tertinggal). Setelah perpanjangan untaian DNA selesai, untaian diperiksa untuk kesalahan, perbaikan dilakukan, dan urutan telomer ditambahkan ke ujung DNA.

Enzim yang terlibat dalam Replikasi DNA adalah:

  • DNA helikase – membuka dan memisahkan DNA untai ganda saat bergerak di sepanjang DNA. Ini membentuk garpu replikasi dengan memutus ikatan hidrogen antara pasangan nukleotida dalam DNA.
  • DNA primase – sejenis RNA polimerase yang menghasilkan primer RNA. Primer adalah molekul RNA pendek yang bertindak sebagai templat untuk titik awal replikasi DNA.
  • DNA polimerase – mensintesis molekul DNA baru dengan menambahkan nukleotida pada untai DNA yang memimpin dan tertinggal.
  • Topoisomerase atau DNA Gyrase – melepaskan dan memutar ulang untaian DNA untuk mencegah DNA menjadi kusut atau superkoil.
  • Eksonukleases – kelompok enzim yang menghilangkan basa nukleotida dari ujung rantai DNA.
  • DNA ligase – bergabung dengan fragmen DNA bersama dengan membentuk ikatan fosfodiester antara nukleotida.

Struktur DNA

DNA merupakan molekul beruntai dua dengan rantai panjang nukleotida berbeda dengan RNA hanya beruntai tunggal. Dalam sebagian besar peran biologisnya dan memiliki rantai nukleotida yang lebih pendek (setelah transkripsi dan splicing, hanya ekson yang tersisa dalam RNA).

Perbedaan lainnya, DNA ada terutama dalam bentuk heliks ganda sementara RNA akan mengambil banyak bentuk dan ukuran yang berbeda seperti ‘pembentukan jepit rambut’. DNA digunakan untuk membawa informasi genetik suatu organisme sementara RNA mengambil banyak peran berbeda, misalnya, RNA dapat bertindak sebagai enzim seperti ribozim.

Ada satu jenis DNA tunggal sementara ada banyak jenis RNA yang memiliki fungsi berbeda seperti mRNA (membawa pesan DNA ke sitoplasma), tRNA (membawa asam amino ke mRNA dan Ribosom), rRNA (Ribosomal RNA, meja kerja untuk sintesis protein). DNA tidak dapat mengkatalisasi sintesisnya sendiri sementara RNA bisa. Ini mendukung Hipotesis Dunia RNA. Pasangan basa dalam DNA termasuk AT ( Adenin – Timin ) dan GS ( Guanin – Sitosin) berbeda dengan RNA termasuk AU ( Adenin – Urasil ) dan GC ( Guanin – Sitosin).

Basa dan gula

DNA adalah polimer panjang dengan deoksiribosa dan tulang punggung fosfat. Memiliki empat basa nitrogen yang berbeda: adenin, guanin, sitosin, dan timin. RNA adalah polimer dengan tulang punggung ribosa dan fosfat. Empat basa nitrogen berbeda: adenin, guanin, sitosin, dan urasil.

Tabel perbedaan DNA dan RNA:

DNA RNA
Nama Struktural: Asam deoksiribonukleat Asam Ribonukleat
Fungsi: Media penyimpanan jangka panjang dan transmisi informasi genetik. Mentransfer kode genetik yang diperlukan untuk pembuatan protein dari nukleus ke ribosom. Proses ini mencegah DNA dari keharusan meninggalkan nukleus, sehingga tetap aman. Tanpa RNA, protein tidak akan pernah bisa dibuat.
Struktur: Biasanya molekul beruntai ganda dengan rantai panjang nukleotida. Molekul beruntai tunggal dalam sebagian besar peran biologisnya dan memiliki rantai nukleotida yang lebih pendek.
Basis / Gula: Polimer panjang dengan tulang punggung deoksiribosa dan fosfat dan empat basa yang berbeda: adenin, guanin, sitosin, dan timin. Polimer yang lebih pendek dengan tulang punggung ribosa dan fosfat dan empat basa yang berbeda: adenin, guanin, sitosin, dan urasil.
Pemasangan Basis: AT (Adenine-Thymine), GC (Guanine-Cytosine) AU (Adenine-Uracil), GC (Guanine-Cytosine)
Stabilitas: Gula deoksiribosa dalam DNA kurang reaktif karena ikatan CH. Stabil dalam kondisi basa. DNA memiliki alur yang lebih kecil di mana enzim yang merusak dapat menempel yang membuatnya lebih sulit bagi enzim untuk menyerang DNA. Gula ribosa lebih reaktif karena ikatan C-OH (hidroksil). Tidak stabil dalam kondisi basa. RNA di sisi lain memiliki alur yang lebih besar yang membuatnya lebih mudah diserang oleh enzim.
Sifat unik: Geometri heliks dari DNA berbentuk B. DNA sepenuhnya dilindungi oleh tubuh yaitu tubuh menghancurkan enzim yang membelah DNA. DNA dapat rusak oleh paparan sinar Ultra-violet. Geometri heliks RNA adalah dari A-Form. Untaian RNA terus menerus dibuat, dipecah dan digunakan kembali. RNA lebih tahan terhadap kerusakan oleh sinar Ultra-violet.