Struktur DNA – Konsep, penemuan, jenis dan RNA

-

Kami menjelaskan apa itu struktur DNA, jenis apa yang ada, dan bagaimana DNA ditemukan. Juga, struktur RNA.

Struktur molekul DNA pada eukariota adalah heliks ganda.

Seperti apa struktur DNA?

Struktur molekul DNA (atau sekadar struktur DNA) adalah cara penyusunannya secara biokimia, yaitu bentuk spesifik organisasi protein dan biomolekul yang membentuk molekul DNA.

Untuk memulainya, mari kita ingat bahwa DNA adalah singkatan dari DeoxyriboNucleic Acid. DNA adalah biopolimer nukleotida, yaitu struktur molekul panjang yang terdiri dari segmen (nukleotida) yang tersusun dari gula (ribosa) dan basa nitrogen.

Basa nitrogen DNA dapat terdiri dari empat jenis: adenin (A), sitosin (C), timin (T) atau guanin (G), bersama dengan gugus fosfat. Dalam rangkaian senyawa ini tersimpan semua informasi genetik suatu makhluk hidup, yang penting untuk sintesis protein dan pewarisan reproduksi, yaitu tanpa DNA tidak akan ada transmisi karakter genetik.

Pada makhluk hidup prokariotik, DNA biasanya berbentuk linier dan melingkar. Namun pada eukariota, struktur DNAnya berbentuk heliks ganda. Dalam kedua kasus tersebut, ini adalah biomolekul beruntai ganda, yaitu terdiri dari dua rantai panjang yang disusun secara antiparalel (menunjuk ke arah berlawanan): basa nitrogennya saling berhadapan.

Di antara kedua rantai ini terdapat ikatan hidrogen yang menyatukannya dan berbentuk heliks ganda. Secara tradisional, ada tiga tingkat struktur ini:

  • Struktur primer. Itu terdiri dari urutan nukleotida berantai, yang urutan spesifik dan spesifiknya mengkodekan informasi genetik setiap individu yang ada.
  • Struktur sekunder. Heliks ganda rantai komplementer yang disebutkan di atas, di mana basa nitrogen bergabung dalam urutan yang ketat: adenin dengan timin, dan sitosin dengan guanin. Struktur ini bervariasi tergantung pada jenis DNA.
  • Struktur tersier. Ini mengacu pada cara DNA disimpan dalam struktur yang disebut kromosom, di dalam sel. Molekul-molekul ini harus melipat dan menyusun dirinya sendiri dalam ruang yang terbatas, jadi pada kasus organisme prokariotik biasanya mereka melakukannya dalam bentuk superheliks, sedangkan pada kasus eukariota dilakukan pemadatan yang lebih kompleks, mengingat ukuran molekulnya yang lebih besar. molekul DNA, yang memerlukan intervensi protein lain.
  • Struktur Kuarter. Ini mengacu pada kromatin yang ada dalam inti sel eukariotik, tempat kromosom terbentuk selama pembelahan sel.

Ini dapat membantu Anda: Mikrobiologi

Penemuan struktur DNA

James Watson (kiri) dan Francis Crick (kanan)

Bentuk molekul spesifik DNA ditemukan pada tahun 1950, padahal keberadaan senyawa biologis jenis ini telah diketahui sejak tahun 1869. Penemuannya terutama dilakukan oleh ilmuwan James Watson, Amerika, dan Francis Crick, Inggris, yang mengusulkan model heliks ganda struktur DNA.

Namun, mereka bukan satu-satunya yang menyelidiki topik ini. Pekerjaan mereka sebenarnya didasarkan pada informasi yang sebelumnya diperoleh Rosalind Franklin dari Inggris, seorang ahli kristalografi sinar-X untuk menentukan struktur molekul.

Berkat gambaran yang sangat jelas yang diperoleh Franklin dengan menggunakan teknik ini (“Foto 51” yang terkenal), Watson dan Crick mampu menyimpulkan dan merumuskan model tiga dimensi untuk DNA.

Jenis DNA

Dengan mempelajari strukturnya, yaitu konformasi tiga dimensi spesifiknya, tiga jenis DNA yang diamati pada makhluk hidup dapat diidentifikasi, yaitu:

  • B-DNA. Ini adalah jenis DNA yang paling melimpah pada makhluk hidup dan satu-satunya yang mengikuti model heliks ganda yang dikemukakan oleh Watson dan Crick. Strukturnya teratur, karena setiap pasangan basa memiliki ukuran yang sama, meskipun meninggalkan alur (berturut-turut lebih besar dan lebih kecil) dengan variasi 35° terhadap yang sebelumnya, untuk memungkinkan akses ke basa nitrogen dari luar.
  • DNA-A. Jenis DNA ini muncul dalam kondisi kelembapan rendah dan suhu lebih rendah, seperti yang ditemukan di banyak laboratorium. Ini menyajikan, seperti B, alur berulang meskipun proporsinya berbeda (lebih lebar dan lebih dangkal untuk alur kecil), di samping struktur yang lebih terbuka, dengan basa nitrogen lebih jauh dari sumbu heliks ganda, lebih miring terhadap horizontal dan lebih simetris di bagian tengah.
  • Z-DNA. Hal ini dibedakan dari yang sebelumnya karena merupakan heliks ganda dengan belokan kiri (kidal) pada kerangka zigzag, dan umum terjadi pada rangkaian DNA yang bergantian purin dan pirimidin (GCGCGC), oleh karena itu diperlukan a konsentrasi kation lebih besar dari B-DNA. Ini adalah heliks ganda yang lebih sempit dan panjang dari yang sebelumnya.

struktur RNA

RNA memiliki rantai nukleotida tunggal.

Berbeda dengan DNA, RNA (Asam Ribonukleat) biasanya tidak tampak dalam bentuk heliks ganda. Sebaliknya, struktur RNA adalah rangkaian nukleotida beruntai tunggal yang sederhana. Basa nitrogennya identik dengan DNA, kecuali dalam kasus timin (T), yang digantikan dalam RNA oleh urasil (U).

Nukleotida ini dihubungkan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester. Kadang-kadang mereka dapat menghasilkan lipatan pada rantai RNA dengan menarik satu sama lain, sehingga membentuk jenis loop, heliks, atau jepit rambut tertentu pada daerah pendek.

Lebih lanjut di: RNA

Referensi

  • “Asam deoksiribonukleat” di Wikipedia.
  • “Struktur dan kode DNA” (video) di Educatina.
  • “DNA: struktur dan fungsi” di Biopedia.
  • “Penemuan struktur DNA” di Khan Academy.
  • “DNA: Definisi, Struktur & Penemuan” di LiveScience.
  • “DNA (Senyawa kimia)” dalam The Encyclopaedia Britannica.