Asam nukleat adalah

Asam nukleat adalah kelas senyawa biokimia yang mencakup DNA dan RNA. Molekul-molekul ini dibangun dari monomer kecil yang disebut nukleotida. Banyak nukleotida mengikat bersama untuk membentuk rantai yang disebut polinukleotida. Asam nukleat DNA (asam deoksiribonukleat) terdiri dari dua rantai polinukleotida. Asam nukleat RNA (asam ribonukleat) hanya terdiri dari satu rantai polinukleotida.

Struktur Asam Nukleat

Setiap nukleotida terdiri dari tiga molekul yang lebih kecil:

  • molekul gula (gula deoksiribosa dalam DNA dan gula ribosa dalam RNA).
  • gugus fosfat.
  • basa nitrogen.

Jika Anda melihat gambar di bawah ini, Anda dapat melihat bahwa molekul gula dari satu nukleotida berikatan dengan gugus fosfat nukleotida berikutnya. Dua molekul ini bergantian membentuk tulang punggung rantai nukleotida.

Basa nitrogen dalam asam nukleat menonjol dari tulang belakang. Ada empat basa nitrogen yang berbeda: sitosin, adenin, guanin, dan timin (dalam DNA) atau urasil (dalam RNA). Dalam DNA, ikatan terbentuk antara basa pada dua rantai nukleotida dan menyatukan rantai. Setiap jenis basa mengikat hanya dengan satu jenis basa lain: sitosin selalu mengikat dengan guanin, dan adenin selalu mengikat dengan timin. Pasangan basa ini disebut pasangan basa pelengkap.

Struktur Makro DNA: Ikatan hidrogen antara basa komplementer membantu membentuk heliks ganda dari molekul DNA. Huruf A, T, G, dan C adalah basa adenin, timin, guanin, dan sitosin. Urutan keempat basa ini dalam DNA adalah kode yang membawa instruksi untuk membuat protein. Tampil adalah representasi dari bagaimana heliks ganda terlipat menjadi kromosom.

Pengikatan basa pelengkap menyebabkan molekul DNA secara otomatis mengambil bentuknya yang terkenal, yang disebut heliks ganda, yang ditunjukkan dalam animasi pada Gambar.

Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah salah satu molekul terpenting dalam sel hidup. Ini mengkodekan manual instruksi seumur hidup. Genom adalah set lengkap molekul DNA dalam organisme, jadi pada manusia ini adalah DNA yang ada di 23 pasang kromosom dalam nukleus ditambah genom mitokondria yang relatif kecil. Manusia memiliki genom diploid, mewarisi satu set kromosom dari setiap orangtua. Genom diploid yang lengkap dan berfungsi diperlukan untuk perkembangan normal dan untuk mempertahankan hidup.

Penemuan dan karakterisasi kimiawi dari DNA

DNA ditemukan pada tahun 1869 oleh ahli biokimia Swiss, Friedrich Miescher. Dia ingin menentukan komposisi kimia leukosit (sel darah putih), sumber leukositnya adalah nanah dari perban bedah segar. Meskipun awalnya tertarik pada semua komponen sel, Miescher dengan cepat fokus pada nukleus karena ia mengamati bahwa ketika diobati dengan asam, terbentuk endapan yang ia sebut ‘nuklein’.

Hampir semua lulusan biosains molekuler akan mengulangi bentuk percobaan ini di kelas laboratorium tempat DNA diisolasi dari sel. Miescher, Richard Altmann dan Albrecht Kossel lebih lanjut menandai ‘nuklein’ dan namanya diubah menjadi asam nukleat oleh Altmann. Kossel kemudian menunjukkan bahwa asam nukleat mengandung basa purin dan pirimidin, gula dan fosfat.

Bekerja di tahun 1930-an dari banyak ilmuwan lebih lanjut mencirikan asam nukleat termasuk identifikasi empat basa dan keberadaan deoksiribosa, maka dinamai asam deoksiribonukleat (DNA). Erwin Chargaff telah menemukan bahwa molekul DNA dari spesies tertentu selalu mengandung jumlah yang sama dari basa sitosin (C) dan guanin (G) dan jumlah adenosin (A) dan timin (T) yang sama. Jadi, misalnya, genom manusia mengandung 20% ​​C, 20% G, 30% A dan 30% T.

DNA adalah polimer yang terbuat dari unit monomer yang disebut nukleotida (Gambar 1A), nukleotida terdiri dari gula 5-karbon, deoksiribosa, basa nitrogen, dan satu atau lebih gugus fosfat. Blok pembangun untuk sintesis DNA mengandung tiga gugus fosfat, dua hilang selama proses ini, sehingga untai DNA mengandung satu gugus fosfat per nukleotida.

RNA

Kelas asam nukleat penting lainnya adalah RNA, peran molekul RNA dalam sel akan dibahas di bawah ini. Secara kimia RNA mirip dengan DNA, itu adalah rantai monomer yang sama. Blok pembangunnya adalah nukleotida yang mengandung gula ribosa 5-karbon, fosfat dan basa nitrogen. Fosfat melekat pada karbon 5 the dari ribosa dan basa nitrogen ke karbon 1. RNA mengandung empat basa adenin, guanin, sitosin dan urasil. RNA lebih labil (mudah dipecah) daripada DNA dan sebagian besar molekul RNA tidak membentuk struktur sekunder yang stabil, beberapa pengecualian penting akan dibahas di bawah ini. Sifat-sifat RNA membuatnya ideal sebagai pembawa pesan genetik selama sintesis protein, gagasan pembawa pesan genetik ini, mRNA, diusulkan oleh François Jacob dan Jacques Monod.

Kode genetik

Kode genetik adalah seperangkat aturan yang digunakan oleh sel-sel hidup untuk menerjemahkan informasi yang dikodekan dalam bahan genetik menjadi protein. Ketika DNA dan RNA pertama kali ditemukan, kesederhanaan relatif asam nukleat membuat banyak ilmuwan ragu bahwa itu membawa informasi genetik.

DNA hanya memiliki empat jenis basa yang berbeda; pertanyaannya adalah bagaimana itu bisa mengkode 20 asam amino. Jika ada korelasi 1: 1 antara basa dan asam amino, DNA hanya bisa menyandikan empat asam amino. Pasangan basa akan memberikan 16 kemungkinan kombinasi yang masih belum cukup.

Namun jika Anda mempertimbangkan kode triplet Anda memiliki 64 kemungkinan, yang lebih dari cukup. Ini adalah kode yang kita kenal di mana setiap kodon, urutan tiga nukleotida, menentukan asam amino tertentu. Kode triplet ini tampaknya masih tidak logis karena sekarang Anda memiliki lebih banyak kodon daripada yang Anda butuhkan. Ada beberapa pertanyaan penting lainnya tentang kode genetik juga; Apakah kodon cadangan digunakan? Apakah kode tumpang tindih? Dan apakah ini terus menerus atau ada spacer yang menunjukkan akhir setiap kodon?

Peran Asam Nukleat

DNA membentuk gen, dan urutan basa dalam DNA membentuk kode genetik. Antara “mulai” dan “berhenti,” kode membawa instruksi untuk urutan asam amino yang benar dalam protein. RNA menggunakan informasi dalam DNA untuk mengumpulkan asam amino yang benar dan membantu membuat protein. Informasi dalam DNA diteruskan dari sel induk ke sel anak setiap kali sel membelah. Informasi dalam DNA juga ditularkan dari orang tua kepada keturunan ketika organisme bereproduksi. Ini adalah bagaimana karakteristik yang diwariskan diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Ringkasan

Asam nukleat adalah kelas senyawa biokimia yang mencakup DNA dan RNA. Molekul-molekul ini dibangun dari monomer kecil yang disebut nukleotida, yang mengikat bersama dalam rantai panjang untuk membentuk polinukleotida. DNA terdiri dari dua polinukleotida, dan RNA terdiri dari satu polinukleotida.

Setiap nukleotida terdiri dari molekul gula, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Gula dan gugus fosfat dari nukleotida yang berdekatan mengikat bersama untuk membentuk “tulang punggung” dari polinukleotida. Basa yang mengandung nitrogen menonjol ke sisi tulang punggung gula-fosfat. Ikatan antara basa komplementer menyatukan dua rantai polinukleotida DNA dan menyebabkannya mengambil bentuk heliks ganda yang khas.

DNA membentuk gen, dan urutan basa nitrogen dalam DNA membentuk kode genetik untuk sintesis protein. RNA membantu mensintesis protein dalam sel. Kode genetik dalam DNA juga ditularkan dari orang tua ke anak selama reproduksi, menjelaskan bagaimana karakteristik yang diwariskan diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya.



Leave a Reply