DNA, atau asam deoksiribonukleat, adalah molekul dengan rantai panjang yang memainkan peran sentral dalam kehidupan di bumi. Informasi yang dikodekan dalam untaian DNA mengontrol susunan genetik organisme.
Molekul DNA memiliki tulang punggung dari gula dan gugus fosfat dan unit sederhana yang disebut basa nukleotida. DNA hanya berisi empat basa, yang disebut A, T, C dan G. Urutan nukleotida di sepanjang tulang punggung mengkodekan informasi genetik. Empat peran drama DNA adalah replikasi, pengkodean informasi, mutasi / rekombinasi dan ekspresi gen.
Replikasi
DNA ada dalam susunan heliks ganda, di mana masing-masing basa sepanjang satu untai mengikat basa komplementer pada untai lainnya. T hanya dapat mengikat A dan C hanya untuk G. Bakteri dan mitokondria juga mungkin memiliki DNA untai tunggal yang diatur dalam bentuk cincin. Ketika sel membelah, kromosom yang berisi untaian DNA harus meniru, atau membuat salinan, dari diri mereka sendiri sehingga kedua sel anak menerima set lengkap materi genetik. Selama replikasi, heliks ganda DNA terbuka, memungkinkan setiap helai untuk bertindak sebagai template untuk untai komplementer baru disintesis yang membentuk double heliks baru. Enzim DNA polimerase membantu dalam proses.
Encoding Informasi
Urutan basa A, T, C dan G sepanjang untai DNA tersebut akan disusun dalam satuan yang disebut gen. Trio yang berdekatan dari basa, yang disebut kodon, menentukan asam amino tertentu. Oleh karena itu, urutan basa dalam gen menentukan urutan asam amino dalam protein, yang merupakan unit biokimia dari struktur dan fungsi sel. RNA merupakan bahan kimia yang mirip dengan DNA, adalah perantara dalam sintesis protein. Sel pertama mentranskripsi gen ke segmen RNA menggunakan logika pasangan-basa yang memegang heliks ganda bersama-sama. Namun, RNA menggantikan basa U dengan T. Sel kemudian menterjemahkan untaian RNA menjadi protein, tiga basa pada suatu waktu.
Mutasi dan Rekombinasi
DNA berperan dalam evolusi spesies. Heliks DNA dari kromosom biasanya tidak berinteraksi satu sama lain. Namun, melalui proses rekombinasi genetik, segmen kromosom yang berbeda bertukar tempat satu sama lain, menciptakan urutan baru materi genetik. Jika perubahan terjadi pada urutan DNA dari sel kelamin, perubahan bisa diwariskan ke generasi berikutnya. Urutan baru mungkin menghasilkan protein baru, beberapa di antaranya bermanfaat bagi organisme. Dengan cara ini, karakteristik organisme dapat berkembang dari waktu ke waktu. Seleksi alam akan meneruskan sifat menguntungkan yang didapat dari perubahan yang membuat organisme lebih cocok untuk bertahan hidup dan reproduksi. DNA juga dapat memperbaiki dirinya sendiri melalui rekombinasi. Mutasi dapat terjadi ketika terjadi pasangan basa “ilegal” – misalnya, ketika A berbaris menghadap G bukannya dengan T. Mutasi akan diwariskan harus terjadi pada kromosom dari sel kelamin. Mutasi dan rekombinasi dapat bermanfaat tetapi juga dapat membuat penyakit genetik dan cacat keturunan.
Ekspresi gen
Setiap sel berisi lengkap gen, namun sel-sel dari jaringan dan organ terlihat dan berperilaku berbeda. Alasannya adalah bahwa hanya beberapa DNA dari setiap sel digunakan untuk membuat protein. DNA berperan sebagai polisi lalu lintas untuk jenis protein sel yang akan dibuat. Ini dilakukan melalui interaksi dengan protein dalam sel yang menyebabkan hanya gen-gen tertentu untuk mengekspresikan diri. Ini adalah bagaimana sebuah sel telur tunggal dibuahi berdiferensiasi menjadi berbagai jenis sel, jaringan dan organ yang ditemukan dalam organisme kompleks. DNA dapat menanggapi kebutuhan untuk protein tertentu dengan mengekspos gen yang tepat untuk transkripsi sambil menjaga gen lainnya tidak aktif.
Sumber: Principle of Genome analysis and genomics, 2003. Primrose and Tmyman.
Suhardi, Ph.D 