Struktur dan Fungsi DNA (asam deoksiribonukleat)

DNA atau asam deoksiribonukleat adalah materi herediter pada manusia dan di hampir semua organisme lain. DNA mengkode informasi genetik yang digunakan dalam pengembangan hampir semua organisme hidup termasuk virus.

DNA adalah asam nukleat dan salah satu makromolekul utama yang penting untuk semua bentuk. DNA adalah sebagian besar terbuat dari dua untai, digulung untuk membentuk heliks ganda. Untai DNA terbuat dari urutan nukleotida.

Nukleotida terdiri dari basa nitrogen, gula monosakarida dan gugus fosfat. Nukleotida terhubung satu sama lain oleh ikatan kovalen antara gula dan gugus fosfat, yang mengakibatkan tulang punggung gula-fosfat bergantian. DNA menyimpan informasi, kedua untai DNA menyimpan informasi biologis yang sama.

Untai DNA anti paralel dan berlawanan satu sama lain. DNA diatur ke dalam kromosom di dalam sel-sel. Selama proses pembelahan sel, DNA direplikasi dalam proses replikasi DNA, yang memberikan setiap sel sendiri set kromosom. Organisme eukariotik menyimpan DNA mereka dalam inti sel dan juga dalam komponen lain seperti mitokondria dan kloroplas. Dalam prokaryota, DNA yang menyebar di dalam sitoplasma.

Pengertian

Asam deoksiribonukleat atau DNA didefinisikan sebagai molekul yang mengkode informasi genetik yang diperlukan untuk pengembangan dan berfungsinya semua organisme hidup. DNA adalah molekul ganda yang memiliki informasi untuk faktor-faktor seperti pertumbuhan, Divisi dan fungsi sel. DNA adalah berbentuk heliks ganda. DNA adalah polimer nukleotida dengan kode bolak balik urutan asam amino selama proses sintesis protein. DNA membawa informasi genetik pada gen yang diperlukan untuk membangun molekul seperti protein.

Struktur DNA

Struktur utama:

DNA adalah urutan polimer yang terdiri dari subunit nukleotida. Nukleotida DNA terbuat dari gula (deoksiribosa), basa nitrogen dan gugus fosfat.

Basa Nitrogen dari empat jenis yang hadir dalam molekul DNA adalah, adenin, guanina, Sitosina dan guanina, molekul gula adalah gula karbon 5 karbon dan satu atau lebih gugus fosfat.

Adenin dan guanina adalah nitrogen basa Purina, Sitosina dan Timina adalah Pirimidina.

Ikatan phosphodiester yang dibentuk dengan gugus fosfat basa nitrogen dengan kelompok OH pada gula.

Urutan asam nukleat pada nukleotida saling melengkapi satu sama lain dalam urutan untai DNA.

Struktur Sekunder:

Sekunder struktur DNA adalah interaksi antara basa, dengan helai terikat satu sama lain.

• Dalam struktur heliks ganda DNA, helai yang dibuat bersama oleh ikatan hidrogen, dimana nukleotida pada untai salah satu pasangan dengan nukleotida pada untai yang lain.
• Struktur sekunder memberikan bentuk asam nukleat. Basa Purina berpasang dengan pirimidin oleh ikatan hidrogen.
• Struktur sekunder menentukan dasar-pemasangan helai untuk membentuk heliks ganda.
• Alur utama dan alur kecil dibentuk dalam dua heliks ganda. Untai DNA tidak simetris dengan satu sama lain alur tidak adil.

Penysun DNA

• DNA adalah polimer terbuat dari perulangan unit nukleotida.
• Struktur heliks ganda DNA ini pertama kali ditemukan oleh Watson dan Crick.
• Struktur DNA adalah jika dua rantai heliks yang digulung pada putaran sumbu yang sama.
• DNA biasanya ada dalam bentuk berpasangan, yang dipegang erat bersama-sama. Dua untai DNA memutar dalam bentuk heliks ganda.
• Unit nukleotida terdiri dari segmen molekul tulang punggung yang memegang rantai bersama-sama dan juga basa nukleotida yang berinteraksi dengan untai DNA yang lain pada heliks.
• Basa nukleotida nitrogen yang terkait dengan molekul gula dikenal sebagai nukleosida.
• Basa nitrogen yang berkaitan dengan gula dan satu atau beberapa gugus fosfat disebut nukleotida.
• Unit monomer nuleotida yang terkait untuk membentuk polinukleotida seperti dalam DNA.
• Perulangan molekul fosfat dan gula yang membentuk tulang punggung untai DNA.
• Gula dalam molekul DNA adalah pentosa, gula deoksiribosa.
• Gula dihubungkan bersama-sama oleh ikatan phosphodiester antara atom karbon ketiga dan kelima dari cincin gula berdekatan.
• Dalam struktur heliks ganda DNA, satu untai berjalan berlawanan arah dengan untai lain dan antiparallel.
• Ujung molekul asimetris dan dikenal sebagai ujung 5′ dan 3′, ujung 5′ memiliki gugus terminal fosfat dan ujung 3′ memiliki gugus terminal hidroksil.
• Perbedaan antara DNA dan RNA pada molekul gula, RNA memiliki gula pentosa ribosa bukan gula deoksirobosa.
• Basa-basa yang ditemukan dalam DNA adalah adenin, Sitosina, guanina dan Timina. Basa ini melekat pada gula dan fosfat untuk membentuk nukleotida lengkap.

Pasangan basa DNA

• Dalam struktur heliks ganda DNA, setiap jenis basa nukleotida pada satu helai berikatan dengan salah satu jenis nukleobasa pada untai yang lain, ini dikenal sebagai pasangan basa komplementer.
• Basa Purina berpasangan dengan Pirimidina oleh ikatan hidrogen yang mana basa adenin terpasang dengan timin dengan 2 ikatan hidrogen dan Sitosina berikatan dengan guanina dengan 3 ikatan hidrogen.
• Ikatan dua nukleotida sepanjang dua heliks ganda disebut pasangan basa.
• Ikatan hidrogen tidak seperti ikatan kovalen dan mereka bisa ditarik terpisah seperti ritsleting, oleh kekuatan mekanik atau suhu tinggi.
• Sebagai hasil dari pasangan basa komplementer, informasi dalam DNA beruntai diduplikasi pada setiap untai.
• Interaksi antara pasang basa komplementer sangat penting untuk fungsi DNA.

Kerusakan DNA

• Kerusakan DNA dapat disebabkan oleh banyak macam mutagen yang mengubah urutan DNA.
• Mutagen termasuk zat seperti agen pengoksidasi, agen alkilasi dan juga radiasi berenergi tinggi seperti sinar uv dan sinar-X.
• Jenis kerusakan terjadi tergantung pada jenis yang tidak bisa diperbaiki.
• Sinar UV dapat menyebabkan kerusakan dengan memproduksi Timina dimers.
• Dari kerusakan yang disebabkan karena oksidasi, bentuk paling berbahaya mutasi yang memecah untai ganda, dengan mutasi-mutasi ini sulit untuk perbaikan dan menghasilkan mutasi titik, Insersi dan penghapusan dari urutan DNA dan juga translokasi kromosom.
• Kadang-kadang, untai ganda yang bermutasi dapat menyebabkan menjadi kanker.
• Kerusakan DNA juga disebabkan oleh berbagai proses selular yang menghasilkan oksigen reaktif.
• Sebagian besar kerusakan DNA dapat diperbaiki, tetapi dalam setiap sel beberapa kerusakan DNA tetap ada meskipun terjadi proses perbaikan.
• Kerusakan DNA ini terakumulasi seiring bertambahnya usia pada jaringan mamalia. Akumulasi ini dapat menjadi penyebab penting penuaan.

Fungsi biologi

1. DNA adalah bahan genetik dalam organisme eukariotik lainnya, yang hadir dalam bentuk kromosom linier, melingkar pada prokaryota.
2. Informasi genetik yang dibawa oleh DNA pada urutan yang dikenal sebagai gen.
3. Set lengkap informasi dalam suatu organisme dikenal sebagai genotipe.
4. Gen didefinisikan sebagai unit dasar keturunan.
5. Ini adalah wilayah DNA yang mempengaruhi karakteristik tertentu dalam suatu organisme.
6. Urutan gen DNA mempengaruhi fenotipe suatu organisme.
7. Urutan basa pada untai DNA mendefinisikan urutan messenger RNA yang kemudian memberikan satu atau lebih urutan protein.
8. Kode genetik merupakan urutan tiga nukleotida yang menentukan urutan asam amino, protein.
9. Pembelahan sel adalah proses oleh organisme untuk tumbuh, DNA direplikasi dan setiap sel putri menerima genom sama seperti orangtua mereka.
10. Untai ganda DNA membantu replikasi DNA.
11. Helai dilepaskan untuk masing-masing untai dan, untai pelengkap diciptakan.

Sumber: Principle of Genome analysis and genomics, 2003. Primrose and Tmyman.