DNA

Asem déoksiribonukleat, luwih ditepungi minangka DNA (basa Inggris: deoxyribonucleic acid), iku sajinis asem nukleat kang kagolong biomolekul utama panyusun bobot garing saben organisme. Ing sel, DNA lumrahé ana ing inti sel.

Peran DNA ing njeron siji sel iku minangka materi genetik; tegesé, DNA nyimpen cithak biru kanggo kabèh aktivitas sel. Iki lumaku umum kanggo saben organisme. Kejaba ing antarané kang nyolok ya iku sapérangan jinis virus (lan virus ora kalebu organisme) kaya ta HIV (Human Immunodeficiency Virus).

Struktur 

DNA wujud polimèr kang kapérang saka telung komponèn utama, ya iku gugus fosfat, gula deoksiribosa, lan basa nitrogen. Sawijining unit monomer DNA kang kapérang saka telung komponèn mau dijenengi nukleotida, saéngga DNA kagolong minangka polinukleotida.

Ranté DNA ambané 22–24 Å, sauntara dawané saunit nukleotida 3,3 Å. Sanajan unit monomèr iki cilik banget, DNA bisa duwé jutaan nukleotida kang karoncé kaya ranté. Contoné, kromosom gedhé dhéwé ing manungsa kapérang saka 220 yuta nukleotida.

Wrangka utama roncèn DNA kapérang saka gugus fosfat lan gula kang selang-seling. Gula ing DNA iku gula pentosa (nduwé karbon lima), ya iku 2-deoksiribosa. Rong gugus gula kagandhèng karo fosfat liwat talènan fosfodiester antarané atom karbon angka telu ing cincin siji gula lan atom karbon angka lima ing gula liyané. Salah siji béda utama DNA lan RNA iku gula panyusuné; gula RNA iku ribosa.

DNA kapérang saka rong lèr lawé kang silih mluntu mbentuk struktur heliks dhobel. Ing struktur heliks dhobel, orièntasi ranté nukleotida ing lawé sijiné walikan karo orièntasi nukleotida lawé liyané. Iki sinebut antiparalel. Saben lawé kapérang saka wrangka utama, minangka struktur utama, lan basa nitrogen, kang silih interaksi karo lawé DNA sijiné ing heliks. Rong lèr lawé ing heliks dhobel DNA disawijikaké déning talènan hidrogen antarané basa-basa kang ana ing rong lawé mau. Papat basa kang tinemu ing DNA ya iku adenin (dilambangaké A), sitosin (C, saka cytosine), guanin (G), lan timin (T). Adenin tetalènan hidrogen karo timin, éwadéné guanin tetalènan karo sitosin.

Fungsi biologis

Réplikasi 

Réplikasi wujud prosès nikelaké DNA. Prosès réplikasi iki diperlokaké nalika sel arep sigar dhiri. Ing saben sel, kejaba sel gamèt, panyigaran dhiri kudu dikanthèni réplikasi DNA supaya kabèh sel turunan nduwé informasi genetik kang padha. Dhasaré, prosès réplikasi manfaataké kasunyatan yèn DNA kapérang saka rong ranté lan ranté sijiné wujud "konjugat" saja ranté pasangané. Kanthi tembung liya, kanthi mangertèni susunan siji ranté, mila susunan ranté pasangan bisa kanthi gampang diwangun. Ana sapérangan téyori kang nyoba njelasaké kepriyé prosès réplikasi DNA iki dumadi. Salah situ téyori kang paling populèr nelakaké yèn ing saben DNA anyar kang diantuki ing akir prosès réplikasi; saranté tunggal wujud ranté DNA saka ranté DNA sadurungé, éwadéné ranté pasangané wujud ranté kang gèk disintesis. Ranté tunggal kang diantuk saka DNA sadurungé mau tumindak minangka "cithakan" kanggo nggawé ranté pasangané.

Prosès réplikasi merlokaké protéin utawa enzim pambiyantu; salah siji kang paling wigati dikenal kanthi jeneng DNA polimerase, kang wujud enzim pambiyantu pambentukan ranté DNA anyar kang wujud siji polimèr. Prosès réplikasi diwiwiti kanthi pambukakan roncèn dhobel DNA ing titik-titik tinentu ing sadawané ranté DNA. Prosès pambukakan ranté DNA iki dibiyantu déning sapérangan jinis protéin kang bisa ngenali titik-titik mau, lan uga protéin kang bisa mbukak pluntunan ranté DNA. Sawisé cukup ruang dumadi amarga pambukakan roncèn dhobel iki, DNA polimerase lumebu lan ngiket dhiri ing kaloro ranté DNA kang wis kabukak kanthi lokal mau. Prosès pambukakan ranté dhobel mau dumadi dikanthèni karo gèsèring DNA polimerase ngetutaké arah mbukaké ranté dhobel. Monomèr DNA ditambahaké ing rong sisih ranté kang mbukak saben DNA polimerase nggèsèr. Iki terus lumaku nganti kabèh ranté wus kapisah temenan.

Prosès réplikasi DNA iki wujud prosès kang rumit nanging tliti. Prosès sintesis ranté DNA anyar nduwé siji mékanisme kang nyegah dumadiné kaluputan panglebonan monomèr kang bisa duwé akibat fatal. Amarga mékanisme iki kamungelan dumadineé kaluputan sintesis cilik banget.

Biosintesis protéin 
Kabèh fungsi DNA gumantung marang interaksi karo protèin. Interaksi karo protèin iki bisa ora spésifik, utawa protèin bisa kaiket kanthi spésifik dadi larikan DNA (DNA sequence) dhéwé. Ensim uga bisa kaiket karo DNA, sajeroning bab iki polimèr kang njiplak larikan dnasar DNA sajeroning transkipsi lan réplikasi DNA minangka bab kang wigati.

Panggunaan DNA ing tèknologi

DNA ing forensik 

Èlmuwan forensik bisa migunakaké DNA kang ana ing njeron getih, semèn utawa mani, kulit, idu utawa rambut kang kari ing papan kadadèan kajahatan kanggo ngidhèntifikasi kacocogan marang wong kang disujanani, siji prosès kang karan fingerprinting genetika utawa pamrofilan DNA (DNA profiling). Ing pamrofilan DNA dawa rélatif saka pérangan DNA kang dibalèni kaya short tandem repeats lan minisatelit, dibandhingaké. Pamrofilan DNA dikembangaké ing taun 1984 déning genetikawan Inggris Alec Jeffreys saka Universitas Leicester, lan sepisanan dipigunaaké kanggo ndakwa Colin Pitchfork ing taun 1988 ing kasus pepati Enderby ing Leicestershire, Inggris. Akèh yurisdiksi mbutuhaké kadakwa saka kajahatan tinentu kanggo nyedhiyakaké siji conto DNA kanggo dilebokaké ing database komputer. Iki wis mbiyantu invèstigator ngrampungaké kasus suwé ing ngendi kang nglakoni tindak kadurjanan ora diweruhi lan mung conto DNA kang tinemu ing papan kadadèan (mligi ing kasus ruda peksa antarané wong kang ora dikenal). Metodhe iki dadi salah siji tèknik paling dipercaya kanggo ngidhèntifikasi siji pelaku kadurjanan, nanging ora mesthi sampurna, upamané yèn ora ana DNA kang bisa tinemu, utawa yèn papan kadadéan kena kontaminasi DNA saka akèh wong.

DNA ing komputasi 
DNA nyekel peran wigati ing èlmu komputer, minangka masalah risèt lan minangka siji cara komputasi.

Risèt ing algoritma panggolèkan string, kang nemu kadadèan saka urutan aksara ing njeron urutan aksara kang luwih gedhé, dimotivasi sapérangan déning risèt DNA, ing ngendi algoritma iki dipigunaaké kanggo nggolèki urutan tinentu saka nukleotida ing siji urutan kang gedhé. Ing aplikasi liyané kaya editor text, malah algoritma prasaja kanggo masalah iki racaké nyukupi, nanging urutan DNA njalari algoritma-algoritma iki kanggo nedahaké sipat kasus-nyeraki-paling ala amarga gunggung cilik saka karakter kang béda.

Téyori database uga wis kadayan déning risèt DNA, kang nduwé masalah mirunggan kanggo nyèlèhaké lan manipulasi urutan DNA. Database kang mligi kanggo risèt DNA karan database genomik, lan kudu nangani sapérangan tantangan tèknis kang unik kang digandhèngaké karo operasi pambandhingan kira-kira, pambandhingan urutan, nggolèki pola kang dibalèni, lan panggolèkan homologi.

Sajarah 
DNA sepisanan kasil dimurnèkaké ing taun 1868 déning èlmuwan Switserlan Friedrich Miescher ing Tubingen, Jerman, kang mènèhi jeneng nuclein kanthi dhasar panggonané ing njeron inti sel. Sanajan mangkono, panlitèn marang peranan DNA ing njeron sel anyar diwiwiti ing awal abad 20, bebarengan karo tinemu postulat genetika Mendel. DNA lan protéin dianggep rong molekul kang paling mungelaké minangka panggawa sipat genetis dhedhasar téyori mau.

Rong eksperimen ing dekade 40-an mbuktèkaké fungsi DNA minangka matèri genetik. Ing panlitèn déning Avery lan kanca-kancané, ekstrak saka sel bakteri kang siji cabar n-transform sel bakteri liyané kejaba yèn DNA ing ekstrak dijarké wutuh. Eksperimen Hershey lan Chase mbuktèkaké prakara kang padha karo migunakaké panggolèk tilas radhioaktif (radioactive tracers).

Misteri kang durung kapecahaké wektu iku ya iku: kepriyé struktur DNA supaya bisa ngayahi tugas minangka materi genetik? Pitakonan iki diwangsuli déning Francis Crick lan kancané James Watson dhedhasar asil difraksi sinar-x DNA déning Maurice Wilkins lan Rosalind Franklin. Crick, Watson, lan Wilkins olèh ganjaran Nobel Kadhokteran ing taun 1962 saka panemon iki. Franklin, amarga wis séda ing wektu iku, ora bisa diparingi ganjaran iki.

Uga delengen 
 Èksperimèn Hershey-Chase

Réferènsi

Pranala njaba 
 Struktur DNA saka blc.arizona.edu 
 DNA ing biologycorner.com 
 DNA From The Beginning: Classical Genetics, Molecules of Genetics, and Genetic Organization and Control Animasi primer dhasar DNA, gen, lan hereditas.

 
Genetika