Genetika molekuler adalah cabang yang mempelajari struktur dan fungsi gen pada tingkat molekuler. Sebuah gen adalah unit fisik dan fungsional dari warisan, yang dilewatkan dari orang tua kepada anak-anak. Gen terdiri dari DNA dan sebagian besar berisi informasi untuk membuat protein tertentu. Setiap gen memiliki lokasi spesifik pada kromosom tertentu, dan kumpulan semua gen, yang terkandung dalam semua kromosom, merupakan genom .
Kromosom terdiri dari DNA (asam deoksiribonukleat), yang mengkodekan informasi herediter, dan oleh protein histonik dan non-histonik. Setiap kromosom terdiri dari satu molekul DNA, di mana setiap gen menempati segmen. DNA dibentuk oleh asosiasi molekul yang disebut nukleotida, dibentuk oleh penyatuan molekul fosfat, salah satu gula deoksiribosa dan basa nitrogen. Sejak empat basa yang berbeda, adenin, guanin, timin dan sitosin berpartisipasi dalam pembentukan nukleotida, ada empat jenis yang berbeda.
Untuk membentuk DNA, nukleotida dihubungkan oleh gugus fosfatnya dan membentuk untai panjang, yang basa nitrogennya bergabung dengan ikatan yang lemah tetapi sangat spesifik dengan untai lain. Jadi, pasangan basa terbentuk, yang menentukan bahwa kedua untai, berpasangan, digulung untuk menghasilkan struktur heliks ganda. Penyatuan antara basa hanya terjadi, di satu sisi, antara adenin dan timin dan, di sisi lain, antara guanin dan sitosin, yang oleh karena itu disebut basa komplementer.
Pesan pewarisan atau kode genetik terkandung dalam urutan atau urutan basa yang muncul dalam untaian panjang protein DNA dalam suatu organisme. Urutan basa DNA menentukan urutan di mana asam amino mengikat satu sama lain untuk menghasilkan protein.
Dogma Sentral Genetika Molekuler
Dogma sentral dari genetika molekuler diusulkan oleh Crick pada tahun 1970. Dia mengusulkan bahwa ada satu arah dalam ekspresi informasi yang terkandung dalam gen sel, yaitu bahwa DNA ditranskripsi menjadi RNA pembawa pesan dan diterjemahkan menjadi protein, unsur yang akhirnya melakukan aksi seluler. Dogma juga mendalilkan bahwa hanya DNA yang dapat mereplikasi dan, oleh karena itu, mereproduksi dan mengirimkan informasi genetik kepada keturunannya. Virus Retroviridae dan Caulimoviridae memiliki kekuatan untuk mensintesis DNA menggunakan polimerase, reverse transcriptase, yang memiliki template RNA-nya. Ini menyiratkan modifikasi dogma. Situasi lain yang terputus dengan urutan yang ditentukan oleh dogma adalah kemungkinan memperoleh protein secara in vitro, dalam sistem bebas sel dan tanpa adanya RNA,
Tahap utama
- Replikasi, di mana DNA induk disalin untuk membentuk molekul DNA anak yang urutan nukleotidanya identik dengan DNA ayah.
- Transkripsi adalah proses di mana bagian dari pesan genetik DNA dalam bentuk RNA ditranskripsi.
- Terjemahan, di mana pesan genetik yang dikodekan oleh RNA diuraikan dalam ribosom dalam alfabet 20 huruf dari struktur protein.
Setelah beberapa penemuan, dogma ini telah diperluas:
- Transkripsi terbalik, atau aliran informasi genetik dari RNA ke DNA (penemuan reverse transcriptase).
- Replikasi RNA (penemuan replika).