Mengapa DNA begitu penting? Sederhananya, DNA berisi instruksi yang diperlukan untuk kehidupan.
Kode dalam DNA kami memberikan arahan tentang cara membuat protein yang penting untuk pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan kita secara keseluruhan.
Tentang DNA
DNA adalah singkatan dari deoxyribonucleic acid. Itu terdiri dari unit blok bangunan biologis yang disebut nukleotida.
DNA adalah molekul yang sangat penting bagi tidak hanya manusia, tetapi juga bagi sebagian besar organisme lain. DNA mengandung bahan keturunan dan gen kita - itulah yang membuat kita unik.
Tapi apa yang sebenarnya dilakukan DNA? Teruslah membaca untuk menemukan lebih banyak tentang struktur DNA, apa fungsinya, dan mengapa itu sangat penting.
DNA dalam kesehatan, penyakit, dan penuaan
Genom Anda yang luas
Set lengkap DNA Anda disebut genom Anda. Ini mengandung 3 miliar basis, 20.000 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 sebenarnya hanya menghasilkan sedikit genom Anda - hanya 1 persen. 99 persen lainnya membantu mengatur hal-hal seperti kapan, bagaimana, dan dalam jumlah berapa protein diproduksi.
Para ilmuwan masih belajar lebih banyak tentang DNA “non-coding” ini.
Kerusakan dan mutasi DNA
Kode DNA rentan terhadap kerusakan. Faktanya, diperkirakan puluhan ribu peristiwa kerusakan DNA terjadi setiap hari di setiap sel kita. Kerusakan dapat terjadi karena hal-hal seperti kesalahan dalam replikasi DNA, radikal bebas, dan paparan radiasi UV.
Tapi jangan pernah takut! Sel-sel Anda memiliki protein khusus yang dapat mendeteksi dan memperbaiki banyak kasus kerusakan DNA. Faktanya, setidaknya ada lima jalur perbaikan DNA utama.
Mutasi adalah perubahan dalam urutan DNA. Terkadang itu bisa buruk. Ini karena perubahan dalam kode DNA dapat memiliki dampak hilir pada cara protein dibuat.
Jika protein tidak bekerja dengan baik, penyakit dapat terjadi. Beberapa contoh penyakit yang terjadi karena mutasi pada gen tunggal termasuk cystic fibrosis dan anemia sel sabit.
Mutasi juga dapat menyebabkan perkembangan kanker. Misalnya, jika gen yang mengkode protein yang terlibat dalam pertumbuhan sel dimutasi, sel dapat tumbuh dan membelah di luar kendali. Beberapa mutasi penyebab kanker dapat diwariskan sementara yang lain dapat diperoleh melalui paparan karsinogen seperti radiasi UV, bahan kimia, atau asap rokok.
Tetapi tidak semua mutasi itu buruk. Kami memperolehnya sepanjang waktu. Beberapa tidak berbahaya sementara yang lain berkontribusi pada keanekaragaman kita sebagai spesies.
Perubahan yang terjadi pada lebih dari 1 persen populasi disebut polimorfisme. Contoh beberapa polimorfisme adalah warna rambut dan mata.
DNA dan penuaan
Dipercaya bahwa kerusakan DNA yang tidak diperbaiki dapat menumpuk seiring bertambahnya usia, membantu mendorong proses penuaan. Faktor apa yang dapat memengaruhi hal ini?
Sesuatu yang mungkin memainkan peran 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 menumpuk seiring bertambahnya usia didasarkan pada evolusi. Diperkirakan bahwa kerusakan DNA diperbaiki lebih setia ketika kita berada pada usia reproduksi dan memiliki anak. Setelah kami melewati tahun-tahun reproduksi puncak, proses perbaikan secara alami menurun.
Bagian lain dari DNA yang mungkin terlibat dalam penuaan adalah telomer. Telomer adalah rangkaian sekuens DNA berulang yang ditemukan di ujung kromosom Anda. Mereka membantu melindungi DNA dari kerusakan, tetapi mereka juga memendek dengan setiap putaran replikasi DNA.
Pemendekan telomer telah dikaitkan dengan proses penuaan. Juga ditemukan bahwa beberapa faktor gaya hidup seperti obesitas, paparan asap rokok, dan stres psikologis dapat berkontribusi pada pemendekan telomer.
Mungkin membuat pilihan gaya hidup sehat seperti mempertahankan berat badan yang sehat, mengelola stres, dan tidak merokok dapat memperlambat pemendekan telomer? Pertanyaan ini terus menjadi minat besar bagi para peneliti.
Terbuat dari apa DNA?
Molekul DNA terdiri dari nukleotida. Setiap nukleotida mengandung tiga komponen berbeda - gula, gugus fosfat, dan 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 yang ditemukan dalam DNA. Mereka termasuk:
- adenine (A)
- sitosin (C)
- guanine (G)
- timin (T)
Seperti apa rupa DNA?
Dua untai DNA membentuk struktur 3-D yang disebut heliks ganda. Ketika diilustrasikan, itu tampak sedikit seperti tangga yang telah dipelintir menjadi spiral di mana pasangan basa adalah anak tangga dan tulang punggung gula fosfat adalah kakinya.
Selain itu, perlu dicatat bahwa DNA dalam inti sel eukariotik linier, yang berarti ujung setiap untai bebas. Dalam sel prokariotik, DNA membentuk struktur melingkar.
Apa yang dilakukan DNA?
DNA membantu tubuh Anda tumbuh
DNA berisi instruksi yang diperlukan untuk suatu organisme - Anda, burung, atau tanaman misalnya - untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi. Instruksi ini disimpan dalam urutan pasangan basa nukleotida.
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 tiga basa berhubungan dengan asam amino spesifik, yang merupakan blok pembangun protein. Sebagai contoh, pasangan basa TGG menentukan asam amino triptofan sedangkan pasangan basa GGC menentukan asam amino glisin.
Beberapa kombinasi, seperti TAA, TAG, dan TGA, juga menunjukkan akhir dari urutan protein. Ini memberitahu sel untuk tidak menambahkan lagi asam amino ke protein.
Protein terdiri dari kombinasi asam amino yang berbeda. Ketika ditempatkan bersama dalam urutan yang benar, setiap protein memiliki struktur dan fungsi unik dalam tubuh Anda.
Bagaimana Anda mendapatkan dari kode DNA menjadi protein?
Sejauh ini, kami telah belajar bahwa DNA mengandung kode yang memberikan informasi sel tentang cara membuat protein. Tapi apa yang terjadi di antara keduanya? Sederhananya, ini terjadi melalui proses dua langkah:
Pertama, dua untai DNA terpisah. Kemudian, protein khusus dalam nukleus membaca pasangan basa pada untai DNA untuk membuat molekul perantara.
Proses ini disebut transkripsi dan molekul yang dibuat disebut messenger RNA (mRNA). mRNA adalah jenis lain dari asam nukleat dan tidak sesuai dengan namanya. Bergerak di luar nukleus, berfungsi sebagai pesan ke mesin seluler yang membangun protein.
Pada langkah kedua, komponen khusus sel membaca pesan mRNA tiga pasangan basa sekaligus dan bekerja untuk menyusun protein, asam amino dengan asam amino. Proses ini disebut terjemahan.
Di mana DNA ditemukan?
Jawaban atas pertanyaan ini dapat bergantung pada jenis organisme yang Anda bicarakan. Ada dua jenis sel - eukariotik dan prokariotik.
Bagi manusia, ada DNA di setiap sel kita.
Sel eukariotik
Manusia dan banyak organisme lain memiliki sel eukariotik. Ini berarti bahwa sel-sel mereka memiliki inti yang terikat membran dan beberapa struktur lain yang terikat membran yang disebut organel.
Dalam sel eukariotik, DNA berada di dalam nukleus. Sejumlah kecil DNA juga ditemukan dalam organel yang disebut mitokondria, yang merupakan pembangkit tenaga sel.
Karena jumlah ruang yang terbatas di dalam nukleus, DNA harus dikemas secara ketat. Ada beberapa tahapan pengemasan, namun produk akhirnya adalah struktur yang kita sebut kromosom.
Sel prokariotik
Organisme seperti bakteri adalah sel prokariotik. Sel-sel ini tidak memiliki nukleus atau organel. Dalam sel prokariotik, DNA ditemukan melilit erat di tengah sel.
Apa yang terjadi ketika sel Anda membelah?
Sel-sel tubuh Anda membelah sebagai bagian normal dari pertumbuhan dan perkembangan. Ketika ini terjadi, setiap sel baru harus memiliki salinan DNA lengkap.
Untuk mencapai ini, DNA Anda harus menjalani proses yang disebut replikasi. Ketika ini terjadi, kedua untai DNA terbelah. Kemudian, protein seluler khusus menggunakan setiap untai sebagai templat untuk membuat untai DNA baru.
Ketika replikasi selesai, ada dua molekul DNA untai ganda. Satu set akan masuk ke setiap sel baru ketika pembagian selesai.
Bawa pulang
DNA sangat penting bagi pertumbuhan, reproduksi, dan kesehatan kita. Ini berisi instruksi yang diperlukan sel Anda untuk menghasilkan protein yang memengaruhi banyak proses dan fungsi berbeda di tubuh Anda.
Karena DNA sangat penting, kerusakan atau mutasi kadang-kadang dapat berkontribusi pada perkembangan penyakit. Namun, penting juga untuk diingat bahwa mutasi dapat bermanfaat dan berkontribusi bagi keragaman kita juga.
