Bagaimana Struktur DNA Mempengaruhi Fungsinya?

Asam deoksiribonukleat, atau DNA, adalah nama untuk makromolekul yang mengandung informasi genetik semua makhluk hidup. Setiap molekul DNA terdiri dari dua polimer yang berbentuk heliks ganda dan dilekatkan oleh kombinasi empat molekul khusus yang disebut nukleotida, yang disusun secara unik untuk membentuk kombinasi gen. Urutan unik ini bertindak seperti kode yang mendefinisikan informasi genetik untuk setiap sel. Oleh karena itu, aspek struktur DNA ini mendefinisikan fungsi utamanya -- yaitu definisi genetik -- tetapi hampir setiap aspek lain dari struktur DNA memengaruhi fungsinya.

Empat nukleotida yang menyusun kode genetik DNA adalah adenin (disingkat A), sitosin (C), guanin (G) dan timin (T). Nukleotida A, C, G, dan T di satu sisi untai DNA terhubung ke pasangan nukleotida yang sesuai di sisi lain. A terhubung ke T dan C terhubung ke G dengan ikatan hidrogen antarmolekul yang relatif kuat membentuk pasangan basa yang mendefinisikan kode genetik. Karena Anda hanya memerlukan satu sisi DNA untuk mempertahankan pengkodean, mekanisme pemasangan ini memungkinkan pembentukan kembali molekul DNA jika terjadi kerusakan atau dalam proses replikasi.

Sebagian besar makromolekul DNA berbentuk dua untaian paralel yang berputar satu sama lain, yang disebut "heliks ganda". Itu "tulang punggung" dari untaian adalah rantai molekul gula dan fosfat yang berselang-seling, tetapi geometri tulang punggung ini bervariasi.

Tiga variasi bentuk ini telah ditemukan di alam, dimana B-DNA adalah yang paling khas pada manusia makhluk.,Ini adalah spiral tangan kanan, seperti A-DNA, ditemukan dalam DNA dehidrasi dan sampel DNA replikasi. Perbedaan antara keduanya adalah bahwa tipe-A memiliki rotasi yang lebih rapat dan kepadatan pasangan basa yang lebih besar -- seperti struktur tipe-B yang berkerut.

Bentuk lain dari DNA yang ditemukan secara alami pada makhluk hidup adalah Z-DNA. Struktur DNA ini paling berbeda dari A atau B-DNA karena memiliki kurva tangan kiri. Karena itu hanya struktur sementara yang melekat pada salah satu ujung B-DNA, sulit untuk dianalisis, tetapi kebanyakan ilmuwan percaya itu bertindak sebagai semacam agen penyeimbang kontra-torsional untuk B-DNA karena dikerutkan di ujung yang lain (menjadi bentuk-A) selama transkripsi dan replikasi kode proses.

Bahkan lebih dari ikatan hidrogen antara nukleotida, stabilitas DNA disediakan oleh interaksi "penumpukan basa" antara nukleotida yang berdekatan. Karena semua kecuali ujung penghubung nukleotida bersifat hidrofobik (artinya mereka menghindari air), basa sejajar tegak lurus dengan bidang tulang punggung DNA, meminimalkan efek elektrostatik dari molekul yang melekat atau berinteraksi dengan bagian luar untai ("kulit solvasi") dan dengan demikian memberikan stabilitas.

Formasi yang berbeda pada ujung molekul asam nukleat membuat para ilmuwan menetapkan "arah" pada molekul. Molekul asam nukleat semuanya berakhir pada gugus fosfat yang terikat ke karbon kelima dari gula deoksiribosa di satu ujung, yang disebut "ujung lima prima" (ujung 5'), dan dengan gugus hidroksil (OH) di ujung lainnya, yang disebut "tiga ujung prima" (3' akhir). Karena asam nukleat hanya dapat ditranskripsikan dari ujung 5', mereka dianggap memiliki arah dari ujung 5' ke ujung 3'.

Sering kali, pada ujung 5' terdapat kombinasi pasangan basa timin dan adenin dalam satu baris, yang disebut "kotak TATA". Ini tidak tertulis sebagai bagian dari kode genetik, melainkan mereka ada untuk memfasilitasi pemisahan (atau "pelelehan") DNA untai. Ikatan hidrogen antara nukleotida A dan T lebih lemah daripada ikatan antara nukleotida C dan G. Jadi memiliki konsentrasi pasangan yang lebih lemah di awal molekul memungkinkan transkripsi lebih mudah.