Asam deoksiribonukleat: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
| (2 revisi perantara oleh pengguna yang sama tidak ditampilkan) | |||
Baris 42:
Dalam heliks ganda DNA, setiap basa pada satu untai berpasangan dengan basa tertentu pada untai yang lain, suatu proses yang dikenal sebagai [[pasangan basa]] komplementer. Purin selalu berpasangan dengan pirimidin: adenin (A) berpasangan dengan timin (T) menggunakan dua [[ikatan hidrogen]], dan sitosin (C) berpasangan dengan guanin (G) menggunakan tiga ikatan hidrogen. Pasangan ini, yang disebut pasangan basa Watson-Crick, membantu mempertahankan struktur DNA. Untaian DNA dengan lebih banyak pasangan G-C lebih stabil karena adanya ikatan hidrogen ekstra.
Terkadang, terbentuk variasi langka yang disebut pasangan basa Hoogsteen, di mana ikatan hidrogen menghubungkan berbagai bagian cincin pada basa.<ref>{{Cite journal|last=Nikolova|first=Evgenia N.|last2=Zhou|first2=Huiqing|last3=Gottardo|first3=Federico L.|last4=Alvey|first4=Heidi S.|last5=Kimsey|first5=Isaac J.|last6=Al-Hashimi|first6=Hashim M.|date=2013-12|title=A historical account of Hoogsteen base-pairs in duplex DNA|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23818176|journal=Biopolymers|volume=99|issue=12|pages=955–968|doi=10.1002/bip.22334|issn=1097-0282|pmc=3844552|pmid=23818176}}</ref> Karena ikatan hidrogen lemah dan non-kovalen, untaian DNA dapat dengan mudah dipisahkan, seperti membuka ritsleting, dengan menggunakan panas atau kekuatan mekanis.<ref>{{cite journal|author=Clausen-Schaumann H, Rief M, Tolksdorf C, Gaub HE|year=2000|title=Mechanical stability of single DNA molecules|journal=Biophys J|volume=78|issue=4|pages=1997–2007|bibcode=2000BpJ....78.1997C|doi=10.1016/S0006-3495(00)76747-6|pmc=1300792|pmid=10733978}}</ref> Kemampuan untuk memisahkan dan menyatukan kembali untaian ini sangat penting untuk proses seperti replikasi DNA, di mana informasi dalam satu untai disalin dari untai komplementernya. Pasangan basa yang spesifik dan
{| border="0" border="0" cellpadding="2" cellspacing="0" style="width:230px; font-size:85%; border:1px solid #ccc; margin:0.3em;"
|-
Baris 51:
|[[Berkas:Base pair AT.svg|282px]]
|}
<div style="border: none; width:282px;"><div class="thumbcaption">Atas, pasangan basa '''GC''' dengan tiga [[ikatan hidrogen]]. Bawah, pasangan basa '''AT''' dengan dua ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen non-kovalen ditunjukkan oleh garis putus-putus.</div></div></div>
Stabilitas dsDNA
=== Jumlah ===
Pada manusia, jumlah total DNA dalam sel diploid wanita adalah sekitar 6,37 pasangan gigabasa (Gbp), yang panjangnya sekitar 208,23 cm dan beratnya 6,51 pikogram (pg).<ref>{{Cite journal|last=Piovesan|first=Allison|last2=Pelleri|first2=Maria Chiara|last3=Antonaros|first3=Francesca|last4=Strippoli|first4=Pierluigi|last5=Caracausi|first5=Maria|last6=Vitale|first6=Lorenza|date=2019-02-27|title=On the length, weight and GC content of the human genome|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30813969|journal=BMC research notes|volume=12|issue=1|pages=106|doi=10.1186/s13104-019-4137-z|issn=1756-0500|pmc=6391780|pmid=30813969}}</ref> Untuk laki-laki, nilainya sedikit lebih rendah, yaitu 6,27 Gbp, 205,00 cm, dan 6,41 pg. Setiap untai DNA mengandung jutaan nukleotida, dengan kromosom 1 sebagai [[kromosom]] manusia terbesar, mengandung sekitar 220 juta pasangan basa dan membentang sepanjang 85 mm jika diluruskan.<ref>{{Cite journal|last=Gregory|first=S. G.|last2=Barlow|first2=K. F.|last3=McLay|first3=K. E.|last4=Kaul|first4=R.|last5=Swarbreck|first5=D.|last6=Dunham|first6=A.|last7=Scott|first7=C. E.|last8=Howe|first8=K. L.|last9=Woodfine|first9=K.|date=2006-05-18|title=The DNA sequence and biological annotation of human chromosome 1|url=https://www.nature.com/articles/nature04727|journal=Nature|language=en|volume=441|issue=7091|pages=315–321|doi=10.1038/nature04727|issn=0028-0836}}</ref>
Selain DNA inti, eukariota seperti manusia juga memiliki DNA mitokondria (mtDNA), yang mengkodekan protein yang digunakan oleh mitokondria. mtDNA manusia jauh lebih kecil daripada DNA nuklir dan terdiri dari 16.569 pasangan basa dalam bentuk melingkar tertutup. Setiap mitokondria mengandung sekitar 5 salinan mtDNA, dan karena sel manusia biasanya memiliki 100 mitokondria, ini menghasilkan sekitar 500 molekul mtDNA per sel. Namun, jumlah mitokondria bervariasi tergantung pada jenis sel. Sebagai contoh, sel telur dapat memiliki 100.000 mitokondria, yang menghasilkan hingga 1,5 juta salinan genom mitokondria, yang dapat membentuk sebanyak 90% dari total DNA dalam sel tersebut.
=== Sense dan antisense ===
Baris 80 ⟶ 85:
== Fungsi biologis ==
DNA biasanya berbentuk kromosom linier pada eukariota dan kromosom melingkar pada prokariota. Kumpulan kromosom yang lengkap dalam sebuah sel dikenal sebagai genom. Pada manusia, genom mengandung sekitar 3 miliar pasangan basa DNA yang tersusun dalam 46 kromosom. Informasi genetik dalam DNA disimpan dalam segmen yang disebut gen, dan informasi ini diteruskan melalui pasangan basa komplementer.
Misalnya, selama transkripsi, urutan gen disalin ke dalam urutan RNA komplementer dengan memasangkan nukleotida RNA yang benar dengan DNA. RNA ini biasanya digunakan untuk membuat protein yang sesuai melalui proses yang disebut translasi, yang juga bergantung pada pasangan basa. Sebagai alternatif, sel dapat menduplikasi materi genetiknya melalui replikasi DNA.
=== Gen dan genom ===
{{further|Inti sel|Kromatin|Kromosom|Gen|DNA non-kode}}
DNA genom dikemas dengan rapat dalam proses yang disebut kondensasi DNA agar muat dalam ruang sel yang terbatas. Pada eukariota, sebagian besar DNA disimpan di dalam nukleus, dengan jumlah yang lebih kecil ditemukan di dalam mitokondria dan, pada tanaman, kloroplas. Pada prokariota, DNA terkandung dalam wilayah sitoplasma yang disebut nukleoid.
Informasi genetik dalam DNA diatur ke dalam gen, dan seluruh rangkaian materi genetik dalam suatu organisme disebut genotipe. Gen adalah segmen DNA yang memengaruhi karakteristik tertentu, dan berisi kerangka bacaan terbuka yang dapat ditranskripsi, bersama dengan daerah pengatur seperti [[Promotor (genetika)|promotor]] dan ''enhancer'' yang mengontrol proses ini. Beberapa DNA non-kode memainkan peran struktural dalam kromosom, seperti dalam telomer dan sentromer, yang sangat penting untuk fungsi dan stabilitas kromosom, tetapi mengandung sedikit gen.
Pada manusia, banyak urutan DNA, termasuk [[pseudogen]] (salinan gen yang tidak aktif), tidak mengkode protein. Pseudogen ini sering dianggap sebagai fosil molekuler, tetapi kadang-kadang mereka dapat menyediakan bahan baku untuk gen baru melalui duplikasi dan [[Divergensi genetis|divergensi gen]]. Menariknya, pada spesies seperti manusia, hanya sekitar 1,5% genom yang mengkode protein, sementara lebih dari 50% terdiri dari urutan non-kode yang berulang. Pertanyaan mengapa genom eukariotik mengandung begitu banyak DNA yang tidak dikodekan dan mengapa ukuran genom sangat bervariasi dikenal sebagai teka-teki nilai-C. Namun, beberapa DNA nonkode menghasilkan molekul RNA nonkode fungsional, yang berperan dalam mengatur ekspresi gen.
=== Transkripsi dan translasi ===
{{further|Kode genetik|Trankripsi (genetik)|Biosintesis protein}}
[[Gen]] adalah bagian dari DNA yang membawa instruksi untuk membuat protein dan dapat memengaruhi sifat organisme. Urutan basa (A, T, C, G) dalam DNA suatu gen menentukan urutan messenger RNA (mRNA), yang pada gilirannya menentukan urutan asam amino dalam protein. Proses ini dikendalikan oleh kode genetik, seperangkat aturan yang menerjemahkan urutan DNA menjadi urutan protein. Kode genetik terdiri dari kombinasi tiga huruf yang disebut [[kodon]] (seperti ACT, CAG, atau TTT), di mana setiap kodon mewakili asam amino tertentu.
Selama transkripsi, [[RNA polimerase]] menyalin kodon dari DNA ke dalam mRNA. mRNA kemudian dibaca oleh ribosom, yang mencocokkan setiap kodon mRNA dengan RNA transfer (tRNA) yang sesuai yang membawa asam amino yang benar. Karena ada 4 basa DNA dan kodon terdiri dari 3 basa, maka ada 64 kemungkinan kodon. Kodon-kodon ini mengkodekan 20 asam amino standar, dengan sebagian besar asam amino diwakili oleh lebih dari satu kodon. Selain itu, ada tiga kodon khusus (TAG, TAA, dan TGA dalam DNA, atau UAG, UAA, dan UGA dalam mRNA) yang menandakan akhir dari sintesis protein-ini disebut kodon “berhenti” atau “non-sense”.
=== Replikasi ===
{{further|Replikasi DNA}}[[Berkas:Dna-split.png|jmpl|Pada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan.]]
[[Replikasi DNA|Replikasi]] merupakan proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan [[Pembelahan sel|membelah diri]]. Pada setiap sel, kecuali [[sel gamet]], pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua [[sel]] turunan memiliki informasi [[genetik]] yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua [[rantai DNA|rantai]] dan rantai yang satu merupakan "konjugat" dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk.
Baris 91 ⟶ 114:
Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.
=== Asam nukleat ekstraseluler ===
DNA ekstraseluler (eDNA) adalah DNA yang mengambang bebas yang ditemukan di luar sel, biasanya dilepaskan ketika sel mati. DNA ini tersebar luas di alam, dengan konsentrasi mencapai 2 μg/L di tanah dan 88 μg/L di air. eDNA memiliki beberapa peran potensial: eDNA dapat memfasilitasi transfer gen antar organisme (transfer gen horizontal), berfungsi sebagai sumber nutrisi, atau membantu menetralkan ion dan antibiotik. Dalam biofilm bakteri, eDNA berperan sebagai komponen struktural, membantu bakteri menempel dan membentuk biofilm, dan memperkuat ketahanan biofilm terhadap tekanan lingkungan.
Pada manusia, DNA janin bebas sel ditemukan dalam darah ibu dan dapat dianalisis untuk mengumpulkan informasi tentang janin. Dalam ekologi, [[DNA lingkungan]] (eDNA) digunakan untuk memantau keberadaan dan pergerakan spesies di lingkungan yang berbeda, seperti air, udara, atau tanah, dan berguna untuk menilai [[keanekaragaman hayati]].
=== Perangkap ekstraseluler neutrofil ===
Perangkap ekstraseluler neutrofil (NET) adalah struktur seperti jaring yang sebagian besar terbuat dari DNA yang dilepaskan oleh [[neutrofil]], suatu jenis sel kekebalan tubuh. Struktur ini menjebak dan membunuh patogen berbahaya di luar sel, sehingga membantu melawan infeksi. NET dirancang untuk menargetkan patogen sekaligus membatasi kerusakan pada jaringan tubuh sendiri. Hal ini memungkinkan neutrofil menetralkan ancaman secara lebih efektif tanpa menyebabkan kerusakan yang luas pada sel-sel sehat di sekitarnya.
== Penggunaan DNA dalam teknologi dan riset ilmiah ==
| |||