Apa itu DNA? Ciri-ciri, bagian-bagian dan fungsinya

DNA mungkin merupakan molekul asal biologis yang paling terkenal., ini ditemukan di semua makhluk hidup di planet Bumi. Tetapi... Mengapa DNA begitu penting?

DNA (asam deoksiribonukleat) berisi instruksi yang diperlukan untuk kehidupan: di dalam DNA dikodekan informasi yang diperlukan untuk membuat semua protein dalam tubuh kita. Protein memenuhi banyak peran, menentukan struktur sel dan mengarahkan hampir semua proses metabolisme dalam tubuh.

Perbedaan dalam kode genetik bertanggung jawab atas banyak fenomena yang kita amati pada manusia dan hewan: misalnya, mengapa beberapa orang lebih mungkin daripada yang lain untuk mengembangkan penyakit tertentu, atau mengapa anjing memiliki ekor, warna mata yang berbeda atau kelompok optimis. Semua sifat fisik dan mental kita ditentukan oleh genetika, meskipun lingkungan kemudian dapat secara signifikan mempengaruhi perkembangan kita.

Kita semua pernah mendengar tentang DNA dan kita tahu peran fundamentalnya dalam tubuh kita sebagai penjaga informasi genetik, tapi... Apakah ada fungsi lain?

Pada artikel ini kita berbicara secara mendalam tentang DNA, strukturnya dan semua fungsinya.

• Artikel terkait: "10 cabang Biologi: tujuan dan karakteristiknya"

Apa sebenarnya DNA itu?

DNA adalah singkatan dari asam deoksiribonukleat. Kita dapat mengatakan bahwa DNA adalah blok bangunan semua makhluk hidup, mengandung semua gen diperlukan untuk pembuatan protein, molekul penting untuk fungsi tubuh kita.

DNA mengandung materi warisan kita, yang menjadikan kita siapa kita, tidak ada orang yang memiliki DNA yang sama dengan orang lain: setiap orang memiliki kode unik yang terkandung dalam molekul DNA panjang. Informasi yang terkandung dalam DNA diturunkan dari orang tua ke anak dan kira-kira setengah dari DNA anak berasal dari ayah dan setengah lainnya dari ibu.

• Anda mungkin tertarik: "Genetika dan Perilaku: Apakah Gen Memutuskan Bagaimana Kita Bertindak?"

struktur DNA

DNA digambarkan sebagai polimer nukleotida, yaitu rantai panjang yang terdiri dari molekul kecil.

Nukleotida adalah unit dasar asam deoksiribonukleat (DNA). Setiap nukleotida dapat dibagi menjadi tiga bagian: karbohidrat (2-deoksiribosa), basa nitrogen, dan gugus fosfat (berasal dari asam fosfat).

Nukleotida dibedakan berdasarkan basa nitrogennya, dan itu adalah nama basa yang ditentukan saat menyajikan urutan DNA, karena dua komponen lainnya selalu sama. Ada empat dasar yang berbeda:

• Adenin (A)
• Sitosin (C)
• Guanin (G)
• Timin (T)

DNA berbentuk heliks ganda, jika dilihat pada tingkat tiga dimensi; Itu terdiri dari dua rantai yang disatukan oleh ikatan hidrogen., membentuk molekul beruntai ganda. Pasangan basa membentuk spiral seperti tangga, dan tulang punggung gula fosfat membentuk sisi pendukung heliks DNA.

Basa disejajarkan secara berurutan di sepanjang rantai, mengkodekan informasi genetik sesuai dengan kriteria saling melengkapi: A-T dan G-C. Adenin dan guanin berukuran lebih besar daripada timin dan sitosin, membuat kriteria komplementaritas ini diperlukan agar DNA tetap seragam.

Kedua, DNA ditemukan dalam inti sel eukariota, serta di kloroplas dan mitokondria. Pada organisme prokariotik, molekul ditemukan bebas di sitoplasma dalam tubuh berbentuk tidak teratur yang dikenal sebagai nukleoid. Akhirnya, harus ditambahkan bahwa struktur DNA berbeda antara sel prokariotik dan eukariotik. Dalam sel eukariotik ia memiliki struktur linier, dan ujung setiap rantai bebas; namun, dalam sel prokariotik, DNA terkandung dalam untai ganda melingkar yang panjang.

• Artikel terkait: "Nukleotida DNA: apa itu, karakteristik dan fungsinya"

Untuk apa DNA?

DNA memiliki tiga fungsi utama dalam tubuh: menyimpan informasi (gen dan genom lengkap), menghasilkan protein (transkripsi dan translasi) dan duplikat untuk memastikan bahwa informasi diteruskan ke sel anak selama pembelahan telepon selular.

Informasi yang dibutuhkan untuk membangun dan memelihara suatu organisme disimpan dalam DNA, yang diturunkan dari orang tua ke anak. DNA yang membawa informasi ini disebut DNA genom, dan kumpulan informasi genetik disebut genom. Kami memiliki lebih dari dua meter DNA, dan inti kami jauh lebih kecil: DNA diatur menjadi molekul kompak yang disebut kromatin, yang sesuai dengan asosiasi DNA, RNA dan protein. Kromatin kemudian berkumpul menjadi kromosom, struktur yang sangat terorganisir yang memungkinkan pembelahan sel.

• Anda mungkin tertarik: "Bagian Sel dan Organel Paling Penting: Gambaran Umum"

Kategori dan bagian DNA

DNA dapat dibagi menjadi dua kategori besar: DNA non-coding dan DNA coding. Mari kita lihat fungsi spesifiknya.

1. DNA pengkode

Kita tidak dapat berbicara tentang pengkodean DNA tanpa berbicara tentang gen. Gen adalah bagian DNA yang mempengaruhi sifat atau karakteristik suatu organisme.seperti warna mata atau golongan darah. Gen memiliki daerah pengkodean yang disebut kerangka baca terbuka, serta bagian dari kontrol yang disebut enhancer dan promotor yang memengaruhi wilayah pengkodean menjadi menuliskan. Jumlah total informasi yang terkandung dalam genom suatu organisme disebut genotipe.

DNA memiliki informasi untuk pembuatan protein, yang disebut pekerja organisme, dan yang memenuhi banyak fungsi; beberapa protein bersifat struktural, seperti protein pada rambut atau tulang rawan, sementara yang lain bersifat fungsional, seperti enzim.

Tubuh menggunakan 20 asam amino yang berbeda untuk membuat sekitar 30.000 protein yang berbeda.. Molekul DNA harus memberi tahu sel urutan di mana asam amino harus bergabung.

Keturunan menentukan protein mana yang akan diproduksi, menggunakan DNA sebagai cetak biru untuk membangunnya. Terkadang perubahan kode DNA (mutasi) akan menyebabkan protein tidak bekerja dengan baik sehingga menyebabkan penyakit. Namun, di lain waktu, perubahan kode akan menyebabkan perubahan yang menguntungkan pada individu, yang kemudian akan lebih mampu beradaptasi dengan lingkungan mereka.

Sebuah gen memiliki DNA yang dibaca dan diubah menjadi zat RNA pembawa pesan. RNA ini mengirimkan informasi antara DNA gen dan mesin yang bertanggung jawab untuk membuat protein.. RNA bertindak sebagai cetak biru untuk mesin produksi sehingga asam amino disusun dan dihubungkan dalam urutan yang benar untuk membuat protein.

Meskipun transkripsi menjadi protein adalah peran dasar DNA. Dogma sentral biologi DNA → RNA → protein telah terbukti salah, dan sebenarnya ada banyak proses yang mempengaruhi dan mentransfer informasi. Beberapa virus menggunakan RNA sebagai bahan aslinya (virus RNA), dan proses informasi yang mengalir dari RNA ke DNA dikenal sebagai transkripsi balik atau DNA transkripsi balik. Ada juga urutan RNA non-coding yang dibuat dengan mentransfer urutan DNA ke RNA, dan ini dapat memiliki fungsi tanpa dibuat menjadi protein.

• Artikel terkait: "Apa itu kode genetik dan bagaimana cara kerjanya?"

2. DNA non-kode

Sekitar 90% genom seseorang tidak mengkode protein.. Bagian DNA ini disebut DNA non-coding. DNA secara konseptual dapat dibagi menjadi dua kategori, gen penyandi protein dan non-gen. Pada banyak spesies, hanya sebagian kecil dari kode DNA untuk protein - ekson - dan mereka hanya membentuk sekitar 1,5% dari genom manusia.

DNA non-coding, juga dikenal sebagai DNA sampah, adalah DNA yang tidak mengkode protein: urutan seperti intron, rekombinasi virus, dll. Sampai saat ini, DNA ini dianggap tidak berguna sampai penelitian terbaru menunjukkan bahwa ini tidak benar. Urutan ini dapat mengatur ekspresi gen karena mereka memiliki afinitas untuk protein yang dapat mengikat DNA dan disebut urutan pengaturan.

Para ilmuwan hanya mengidentifikasi sebagian kecil dari semua urutan peraturan yang ada. Alasan kehadiran sejumlah besar DNA non-coding dalam genom eukariotik dan Perbedaan ukuran genom antara spesies yang berbeda tetap menjadi teka-teki dalam sains. hadiah. Meskipun semakin banyak fungsi DNA non-coding yang diketahui, seperti:

2.1. elemen berulang

Elemen berulang dalam genom juga merupakan bagian fungsional dari genom, membuat lebih dari setengah dari semua nukleotida. Sekelompok ilmuwan di Universitas Yale baru-baru ini menemukan urutan DNA non-coding yang konon memiliki peran dalam memungkinkan manusia untuk mengembangkan kemampuan menggunakan peralatan.

2.2. Telomer dan Sentromer

Juga, beberapa urutan DNA bertanggung jawab atas struktur kromosom. Telomer dan sentromer mengandung sedikit atau tidak ada gen pengkode, tetapi sangat penting untuk menyatukan struktur kromosom.

23. DNA menjadi RNA

Beberapa gen tidak mengkode protein, tetapi ditranskripsi menjadi molekul RNA: RNA ribosom, RNA transfer, dan RNA pengganggu (RNAi).

2.4. sambungan alternatif

Susunan intron dan ekson pada beberapa sekuens gen penting karena memungkinkan penyambungan alternatif RNA pra-pembawa pesan, menciptakan protein yang berbeda dari gen yang sama. Tanpa kemampuan ini, sistem kekebalan tidak akan ada.

2.5. Pseudogen

Beberapa urutan DNA non-coding berasal dari gen yang telah hilang selama evolusi. Pseudogen ini dapat berguna karena dapat memunculkan gen baru dengan fungsi baru.

2.6. bagian kecil dari DNA

Urutan DNA non-coding lainnya berasal dari replikasi bagian kecil DNA, yang Ini juga berguna karena melacak bagian DNA yang berulang ini dapat membantu studi tentang filogeni.

kesimpulan

DNA adalah molekul yang mengandung informasi herediter pada manusia; Informasi ini, yang terkandung dalam DNA, memungkinkan sel untuk mengetahui urutan asam amino yang membentuk protein harus bergabung. Protein bertanggung jawab untuk sebagian besar fungsi tubuh dan masalah dalam pembuatannya dapat memiliki konsekuensi besar pada kesehatan kita. Namun, ketika kita berbicara tentang DNA → RNA → protein, kita mengacu pada dogma besar biologi dan gen, melupakan 90% DNA. Sampai saat ini, peran DNA, yang tidak mengkode protein, dianggap tidak berguna, tetapi penelitian Baru-baru ini, semakin banyak fungsi dari urutan non-coding ini disebut peraturan.