Asam nukleat dan DNA

Asam nukleat adalah senyawa kimia yang sangat penting secara biologis; semua organisme hidup mengandung asam nukleat dalam bentuk DNA dan RNA (masing-masing asam deoksiribonukleat dan asam ribonukleat). Asam nukleat adalah molekul yang sangat penting karena mereka menggunakan kontrol utama atas proses kehidupan mendasar di semua organisme.
Semuanya menunjukkan bahwa asam nukleat telah memainkan peran yang identik sejak bentuk pertama kehidupan primitif yang mampu bertahan (seperti bakteri).
Dalam sel-sel organisme hidup, DNA terutama terdapat dalam kromosom (dalam sel yang membelah) dan dalam kromatin (dalam sel intercynetic).
Ini juga ada di luar nukleus (khususnya di mitokondria dan plastida, di mana ia menjalankan fungsinya sebagai pusat informasi untuk sintesis sebagian atau seluruh organel).
RNA, di sisi lain, hadir baik di nukleus maupun di sitoplasma: di nukleus lebih terkonsentrasi di nukleolus; di sitoplasma lebih terkonsentrasi di polisom.
Struktur kimia asam nukleat cukup kompleks; mereka dibentuk oleh nukleotida, yang masing-masing (seperti yang telah kita lihat) dibentuk oleh tiga komponen: karbon hidrat (pentosa), basa nitrogen (purin atau pirimidin) dan asam fosfat.
Oleh karena itu, asam nukleat adalah polinukleotida panjang, yang dihasilkan dari rangkaian unit yang disebut nukleotida. Perbedaan antara DNA dan RNA terletak pada pentosa dan basa. Ada dua jenis pentosa, satu untuk setiap jenis asam nukleat:

1) Ribosa dalam RNA;
2) Dessosiribosa dalam DNA.

Sejauh menyangkut dasar-dasarnya, kita harus mengulangi perbedaannya; basa pirimidin meliputi:

1) Sitosin;
2) Timin, hanya ada dalam DNA;
3) Urasil, hanya ada dalam RNA.

Basa purin, di sisi lain, terdiri dari:

1) Adenin

2) Guanin.

Singkatnya, dalam DNA kita menemukan: Sitosin - Adenin - Guanin - Timin (C-A-G-T); sedangkan di RNA kita memiliki: Sitosin - Adenin - Guanin - Urasil (C-A-G-U).
Semua asam nukleat memiliki struktur rantai linier polinukleotida; kekhususan informasi diberikan oleh urutan basa yang berbeda.

struktur DNA

Nukleotida rantai DNA dihubungkan dengan ikatan ester antara asam fosfat dan pentosa; asam terikat pada karbon 3 dari nukleotida pentosa dan pada karbon 5 berikutnya; dalam ikatan ini ia menggunakan dua dari tiga gugus asamnya; gugus asam yang tersisa memberi molekul karakter asamnya dan memungkinkannya untuk membentuk ikatan dengan protein dasar .
DNA memiliki struktur heliks ganda: dua rantai komplementer, salah satunya "turun" dan "yang lain" naik. satu sisi, salah satu rantai dimulai dengan ikatan antara asam fosfat dan karbon 5 dari pentosa dan berakhir dengan karbon bebas 3, sedangkan arah rantai komplementer berlawanan.Kita juga melihat bahwa ikatan hidrogen antara dua rantai ini terjadi hanya antara basa purin dan pirimidin dan sebaliknya yaitu antara Adenin dan Timin dan antara Sitosin dan Guanin, dan sebaliknya, pada pasangan AT terdapat dua ikatan hidrogen, sedangkan pada pasangan GC terdapat tiga ikatan. pasangan kedua memiliki stabilitas yang lebih besar.

Reduplikasi DNA

Seperti yang telah disebutkan sehubungan dengan inti intersinetik, DNA dapat berada dalam fase "autosintetik" dan "allosintetik", yaitu, masing-masing terlibat dalam pasangan sintesis dirinya sendiri (autosintesis) atau "zat lain (RNA: alosintesis). hal itu dibagi menjadi tiga fase, yang disebut G1, S, G2. Pada fase G1 (di mana G dapat dianggap sebagai pertumbuhan awal) sel mensintesis, di bawah kendali DNA inti, semua yang diperlukan untuk metabolismenya. Pada fase S (di mana S adalah singkatan dari sintesis, yaitu sintesis DNA nuklir baru) terjadi reduplikasi DNA. Pada fase G2 sel melanjutkan pertumbuhan, bersiap untuk pembelahan berikutnya.

MARI SINGKAT MELIHAT FENOMENA YANG TERJADI PADA FASE S

Pertama-tama kita dapat merepresentasikan dua rantai antiparalel seolah-olah mereka sudah "terputus asa". Mulai dari satu ekstrem, ikatan antara pasangan basa (A - T dan G - C) terputus, dan dua rantai komplementer bergerak terpisah (perbandingan pembukaan "kilat") pada titik ini enzim ( DNA-polimerase) "mengalir" di sepanjang setiap rantai tunggal, mendukung pembentukan ikatan antara nukleotida yang menyusunnya dan nukleotida baru (sebelumnya "diaktifkan" dengan energi yang dilepaskan oleh "ATP) yang lazim di karioplasma. Timina baru tentu terkait dengan setiap adenin, dan seterusnya, secara bertahap membentuk rantai ganda baru dari setiap rantai tunggal.
DNA-polimerase tampaknya bertindak secara in vivo dengan acuh tak acuh pada dua rantai, apa pun "arah" (dari 3 hingga 5 atau sebaliknya).Dengan cara ini, ketika semua rantai DNA ganda asli telah tertutup, dua rantai ganda, tepatnya sama seperti aslinya.Istilah yang mendefinisikan fenomena ini adalah "reduplikasi semikonservatif", di mana "reduplikasi" memusatkan arti penggandaan kuantitatif dan salinan persis, sedangkan "semikonservatif" mengingatkan fakta bahwa, untuk setiap rantai ganda DNA baru, hanya satu rantai adalah neo-intetic.
DNA mengandung informasi genetik, yang ditransmisikan ke RNA; yang terakhir pada gilirannya mentransmisikannya ke protein, sehingga mengatur fungsi metabolisme sel. Akibatnya, seluruh metabolisme secara langsung atau tidak langsung di bawah kendali nukleus.
Warisan genetik yang kita temukan dalam DNA ditakdirkan untuk memberikan protein spesifik ke sel.
Jika kita mengambilnya berpasangan, empat basa akan memberikan 16 kemungkinan kombinasi, yaitu 16 huruf, tidak cukup untuk semua asam amino. Jika sebaliknya kita mengambilnya dalam triplet, akan ada 64 kombinasi, yang mungkin tampak terlalu banyak, tetapi pada kenyataannya, semuanya digunakan karena sains telah menemukan bahwa asam amino yang berbeda dikodekan oleh lebih dari satu triplet. Oleh karena itu, kami memiliki terjemahan dari 4 huruf basa nitrogen nukleotida ke 21 asam amino; Namun, sebelum "terjemahan", c "adalah" transkripsi ", masih dalam konteks "empat huruf", yaitu berlalunya informasi genetik dari 4 huruf DNA ke 4 huruf RNA, mengambil memperhitungkan bahwa, bukan pemalu (DNA), c "adalah" urasil (RNA).
Proses transkripsi terjadi ketika, dengan adanya ribonukleotida, enzim (RNA-polimerase) dan energi yang terkandung dalam molekul ATP, rantai DNA terbuka dan RNA disintesis, yang merupakan reproduksi setia informasi genetik. rantai terbuka.
Ada tiga jenis utama RNA dan semuanya berasal dari DNA inti: