Apa Empat Peran yang Harus Dimainkan DNA dalam Sel?

Sejak James Watson dan Francis Crick mengungkapkan struktur DNA, telah diterima sebagai molekul hereditas. Sebelum penemuan mereka, komunitas ilmiah mempertahankan beberapa skeptisisme bahwa DNA memenuhi tugasnya, karena peran DNA ada empat kali lipat. dan tampaknya molekul itu terlalu sederhana untuk melakukan empat fungsi yang diperlukan itu: replikasi, pengkodean, pengelolaan sel, dan kemampuan untuk mengubah.

Struktur unik DNA memungkinkannya memenuhi semua fungsi ini.

DNA adalah kependekan dari asam deoksiribonukleat. Itu terbuat dari empat basa nitrogen, disingkat A, C, G dan T. Basa-basa tersebut membentuk dua untai dan mengikat bersama dalam formasi heliks ganda.

A selalu mengikat dengan T di satu untai, dan C selalu mengikat dengan G di yang lain, yang disebut pasangan basa komplementer aturan.

Salah satu tujuan DNA adalah untuk bereplikasi. Ini berarti bahwa untaian DNA membuat salinan dirinya sendiri. Itu terjadi selama pembelahan sel, dan begitulah cara DNA meneruskan sifat-sifat yang diwariskan ke set sel berikutnya.

Selama replikasi DNA, heliks ganda melepaskan diri untuk membentuk dua untai tunggal. Ketika dua untai DNA dipisahkan dan untai baru berhasil dibangun, ia akan menggunakan pola untai yang ada untuk membuat salinan yang tepat.

Terkadang, karena berbagai alasan, replikasi tidak menghasilkan salinan yang sama persis. Ini disebut sebagai mutasi DNA. Mutasi sangat penting untuk evolusi, karena memungkinkan organisme untuk mengembangkan adaptasi yang dapat membantu mereka bertahan hidup di lingkungan yang berubah.

Namun, mutasi DNA pada manusia juga dapat menyebabkan orang tua tanpa sadar mewariskan kondisi genetik tertentu kepada anak-anak mereka, termasuk cystic fibrosis, penyakit Tay-Sachs, dan anemia sel sabit.

Pengkodean adalah fungsi lain dari DNA. Pekerjaan setiap sel dilakukan oleh protein, jadi salah satu peran DNA adalah membangun protein yang tepat untuk setiap sel. DNA mengisi peran ini dengan mengandung bagian tiga basa - disebut kodon - yang mengarahkan pembentukan protein.

Dalam bentangan panjang DNA, setiap kodon berisi informasi yang mengarahkan perakitan satu asam amino ke protein. Kodon yang berbeda sesuai dengan perakitan asam amino lain ke protein, sehingga seluruh bagian DNA dengan urutan basa tertentu akan membangun protein tertentu.

Pada organisme multiseluler, sel tunggal yang dibuahi, sebuah zigot, membelah dan menggandakan berkali-kali untuk membuat seluruh makhluk hidup. Setiap sel memiliki materi genetik yang persis sama, tetapi sel yang berbeda berkembang dengan cara yang berbeda.

Artinya, dalam proses yang disebut Pembedaan sel beberapa sel membangun protein yang tepat untuk menjadi sel hati, dan yang lain menjadi sel kulit, yang lain menjadi sel perut. Selain itu, sel harus mengubah cara mereka beroperasi saat kondisi berubah. Sel-sel perut Anda, misalnya, harus menghasilkan lebih banyak hormon dan enzim pencernaan saat makanan ada.

DNA melakukan ini melalui sinyal yang menghidupkan dan mematikan produksi protein yang terlibat dalam pencernaan. Hal yang sama terjadi ketika sel berdiferensiasi: sinyal memicu tingkat produksi protein yang tepat untuk membentuk sel yang sesuai.

Evolusi adalah perubahan karakteristik sebagai generasi organisme yang dihasilkan. Evolusi terjadi pada skala kecil dalam suatu organisme -- seperti perubahan warna kulit atau rambut pada manusia -- dan juga dalam skala besar -- seperti penciptaan berbagai kehidupan di Bumi dari awal bersel tunggal organisme.

Itu hanya bisa terjadi jika molekul genetik bisa berubah, bisa bermutasi. Saat DNA bereplikasi untuk membuat telur dan sel-sel sperma, perubahan dapat menjalar di beberapa level.

Salah satu caranya adalah melalui perubahan titik tunggal yang menambah, mengurangi atau mengubah urutan yang ada. Perubahan lain terjadi ketika molekul DNA saling bersilangan, mengubah susunan gen pada masing-masing dari dua untai DNA yang disilangkan.