DNA Dijelaskan dan Dijelajahi

Apa itu DNA?

DNA singkatan dari asam deoksiribonukleat. Ini berisi unit blok bangunan biologis yang disebut nukleotida.

DNA adalah molekul yang sangat penting tidak hanya bagi manusia tetapi juga sebagian besar organisme lainnya. DNA mengandung materi herediter dan gen kita, hal-hal yang membuat kita unik.

Bagaimana struktur DNA?

Kumpulan nukleotida membuat molekul DNA. Setiap nukleotida mengandung tiga komponen:

• gula
• sebuah gugus fosfat
• basa nitrogen

Gula dalam DNA disebut 2-deoksiribosa. Molekul gula ini bergantian dengan gugus fosfat, membentuk “tulang punggung” untai DNA.

Setiap gula dalam nukleotida memiliki basa nitrogen yang melekat padanya. Ada empat jenis basa nitrogen dalam DNA. Mereka termasuk:

• adenin (A)
• sitosin (C)
• guanin (G)
• timin (T)

Dua untai DNA membentuk struktur 3-D yang disebut heliks ganda. Jika diilustrasikan, DNA terlihat seperti tangga spiral di mana pasangan basa adalah anak tangga, dan tulang punggung gula-fosfat adalah kaki.

Selain itu, perlu dicatat bahwa DNA dalam inti sel eukariotik adalah linier, artinya ujung setiap untai bebas. Dalam sel prokariotik, DNA membentuk struktur melingkar.

Apa yang dilakukan DNA?

DNA berisi instruksi yang diperlukan organisme untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi. Instruksi ini ada dalam urutan pasangan basa nukleotida.

DNA membantu tubuh Anda tumbuh

Sel-sel Anda membaca kode ini tiga basis sekaligus untuk menghasilkan protein yang penting untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup. Urutan DNA yang menampung informasi untuk membuat protein disebut gen.

Setiap kelompok dari tiga basa sesuai dengan asam amino spesifik, yang merupakan bahan penyusun protein. Misalnya, pasangan basa TGG menentukan triptofan asam amino, sedangkan pasangan basa GGC menentukan asam amino glisin.

Beberapa kombinasi, seperti TAA, TAG, dan TGA, juga menandakan akhir dari rangkaian protein. Ini memberi tahu sel untuk tidak menambahkan lebih banyak asam amino ke protein.

Protein mengandung berbagai kombinasi asam amino. Ketika ditempatkan bersama dalam urutan yang benar, setiap protein memiliki struktur dan fungsi yang unik di dalam tubuh Anda.

Bagaimana Anda beralih dari kode DNA ke protein?

Pertama, kedua untai DNA terpisah. Kemudian, protein khusus di dalam nukleus membaca pasangan basa pada untai DNA untuk membuat molekul pembawa pesan perantara.

Proses ini menciptakan RNA molekul pembawa pesan (mRNA). mRNA adalah jenis lain dari asam nukleat. Ia bergerak di luar nukleus, berfungsi sebagai pesan ke mesin seluler yang membangun protein.

Pada langkah kedua, komponen sel yang terspesialisasi membaca pesan mRNA tiga pasang basa pada satu waktu dan bekerja menyusun protein, asam amino dengan asam amino. Proses ini disebut translasi.

DNA dalam kesehatan, penyakit, dan penuaan

Set lengkap DNA Anda disebut genom Anda. Isinya kira-kira 3 miliar pangkalan20.000 gen, dan 23 pasang kromosom.

Anda mewarisi setengah dari DNA Anda dari ayah Anda dan setengah dari ibu Anda. DNA ini masing-masing berasal dari sperma dan sel telur.

Gen membuat sangat sedikit genom Anda – hanya 1 persen. 99 persen lainnya membantu mengatur hal-hal seperti kapan, bagaimana, dan berapa banyak protein yang diproduksi tubuh Anda.

Para ilmuwan masih belajar lebih banyak tentang DNA “non-coding” ini.

kerusakan DNA dan mutasi

Kode DNA rentan terhadap kerusakan. Menurut perkiraan, puluhan ribu kejadian kerusakan DNA terjadi setiap hari di setiap sel kita. Kerusakan dapat terjadi karena kesalahan dalam replikasi DNA, radikal bebas, dan paparan radiasi UV.

Sel Anda memiliki protein khusus yang dapat mendeteksi dan memperbaiki banyak kasus kerusakan DNA. Ada setidaknya lima jalur perbaikan DNA utama.

Mutasi adalah perubahan permanen dalam urutan DNA. Perubahan kode DNA dapat berdampak negatif pada bagaimana tubuh memproduksi protein.

Jika protein tidak berfungsi dengan baik, penyakit dapat berkembang. Beberapa penyakit yang terjadi akibat mutasi pada satu gen antara lain cystic fibrosis dan anemia sel sabit.

Mutasi juga bisa menuju ke perkembangan kanker. Misalnya, jika gen yang mengkode protein yang terlibat dalam pertumbuhan sel bermutasi, sel dapat tumbuh dan membelah di luar kendali. Beberapa mutasi penyebab kanker dapat diwariskan, sementara yang lain berkembang melalui paparan karsinogen seperti radiasi UV, bahan kimia, atau asap rokok.

Tapi tidak semua mutasi itu buruk. Beberapa tidak berbahaya, sementara yang lain berkontribusi pada keragaman kita sebagai spesies.

Perubahan yang terjadi pada sekurang-kurangnya atau lebih dari 1 persen populasi disebut polimorfisme. Contoh beberapa polimorfisme adalah warna rambut dan mata.

DNA dan penuaan

Kerusakan DNA yang tidak diperbaiki dapat menumpuk seiring bertambahnya usia, membantu mendorong proses penuaan.

Sesuatu yang mungkin berperan besar dalam kerusakan DNA yang terkait dengan penuaan adalah kerusakan akibat radikal bebas. Namun, mekanisme kerusakan yang satu ini mungkin tidak cukup untuk menjelaskan proses penuaan. Beberapa faktor mungkin juga terlibat.

Satu teori mengapa kerusakan DNA terakumulasi seiring bertambahnya usia menyangkut evolusi. Diperkirakan kerusakan DNA diperbaiki dengan lebih tepat saat kita berada di usia reproduksi dan memiliki anak. Setelah kita melewati tahun-tahun puncak reproduksi kita, proses perbaikan secara alami menurun.

Bagian lain dari DNA yang mungkin terlibat dalam penuaan adalah telomere. Telomer adalah bentangan urutan DNA berulang di ujung kromosom Anda. Mereka membantu melindungi DNA dari kerusakan, tetapi juga memendek dengan setiap putaran replikasi DNA.

Studi mengasosiasikan pemendekan telomere dengan proses penuaan. Beberapa faktor gaya hidup seperti obesitas, paparan asap rokok, dan stres psikologis juga dapat berkontribusi untuk pemendekan telomer.

Di mana DNA ditemukan?

DNA hadir dalam sel kita. Lokasi persisnya tergantung pada jenis selnya.

sel eukariotik

Manusia dan banyak organisme lain memiliki sel eukariotik. Ini berarti bahwa sel mereka memiliki inti yang terikat membran dan beberapa struktur terikat membran lainnya yang disebut organel.

Dalam sel eukariotik, DNA berada di dalam nukleus. Sejumlah kecil DNA juga ada di organel yang disebut mitokondria, yang merupakan pembangkit tenaga sel.

Karena jumlah ruang yang terbatas di dalam nukleus, tubuh memadatkan DNA menjadi paket-paket. Ada beberapa tahapan pengemasan yang berbeda. Produk akhir adalah struktur yang kita sebut kromosom.

Sel prokariotik

Organisme seperti bakteri adalah sel prokariotik. Sel-sel ini tidak memiliki nukleus atau organel. Pada sel prokariotik, DNA berada di tengah sel, disebut nukleoid, melingkar rapat.

Apa yang terjadi ketika sel-sel Anda membelah?

Sel-sel tubuh Anda membelah sebagai bagian normal dari pertumbuhan dan perkembangan. Setiap sel baru harus memiliki salinan lengkap DNA ketika hal ini terjadi.

Untuk mencapai ini, DNA Anda harus menjalani proses yang disebut replikasi. Ketika ini terjadi, kedua untai DNA terpisah. Kemudian, protein seluler khusus menggunakan setiap untai sebagai cetakan untuk membuat untai DNA baru.

Setelah replikasi, ada dua molekul DNA beruntai ganda. Satu set akan masuk ke setiap sel baru saat pembagian selesai.

DNA sangat penting untuk pertumbuhan, reproduksi, dan kesehatan kita. Ini berisi instruksi yang diperlukan sel Anda untuk menghasilkan protein yang memengaruhi banyak proses dan fungsi berbeda dalam tubuh Anda.

Karena DNA sangat penting, kerusakan atau mutasi terkadang dapat menyebabkan perkembangan penyakit. Namun, penting juga untuk diingat bahwa mutasi dapat bermanfaat dan berkontribusi pada keragaman kita.