Asam nukleat menyimpan dan mengirimkan informasi genetik yang kita warisi dari nenek moyang kita. Jika Anda memiliki anak, informasi genetik Anda dalam genom mereka akan digabungkan kembali dan digabungkan dengan informasi genetik pasangan Anda. Genom Anda sendiri diduplikasi setiap kali setiap sel membelah. Selain itu, asam nukleat mengandung segmen tertentu yang disebut gen yang bertanggung jawab untuk sintesis semua protein dalam sel. Sifat-sifat gen mengendalikan karakteristik biologis tubuh Anda.
Informasi umum
Ada dua kelas asam nukleat: asam deoksiribonukleat (lebih dikenal sebagai DNA) dan asam ribonukleat (lebih dikenal sebagai RNA).
DNA adalah rantai gen seperti benang yang diperlukan untuk pertumbuhan, perkembangan, kehidupan, dan reproduksi semua organisme hidup yang diketahui dan sebagian besar virus.
Perubahan DNA organisme multiseluler akan menyebabkan perubahan pada generasi berikutnya.
DNA adalah substrat biogenetik,ditemukan di semua makhluk hidup yang ada, dari organisme hidup yang paling sederhana hingga mamalia yang sangat terorganisir.
Banyak partikel virus (virion) mengandung RNA dalam nukleus sebagai materi genetik. Namun, harus disebutkan bahwa virus terletak di perbatasan antara alam hidup dan mati, karena tanpa perangkat seluler inang mereka tetap tidak aktif.
Latar belakang sejarah
Pada tahun 1869, Friedrich Miescher mengisolasi inti dari sel darah putih dan menemukan bahwa mereka mengandung zat kaya fosfor yang disebut nuklein.
Hermann Fischer menemukan basa purin dan pirimidin dalam asam nukleat pada tahun 1880-an.
Pada tahun 1884, R. Hertwig menyarankan bahwa nuklein bertanggung jawab atas transmisi sifat-sifat keturunan.
Pada tahun 1899, Richard Altmann menciptakan istilah "asam inti".
Dan kemudian, pada tahun 40-an abad ke-20, ilmuwan Kaspersson dan Brachet menemukan hubungan antara asam nukleat dengan sintesis protein.
Nukleotida
Polinukleotida dibangun dari banyak nukleotida - monomer yang dihubungkan bersama dalam rantai.
Dalam struktur asam nukleat, nukleotida diisolasi, yang masing-masing mengandung:
- Basis nitrogen.
- gula pentosa.
- Grup fosfat.
Setiap nukleotida mengandung basa aromatik yang mengandung nitrogen yang melekat pada sakarida pentosa (lima karbon), yang, pada gilirannya, melekat pada residu asam fosfat. Monomer seperti itu, ketika digabungkan satu sama lain, membentuk polimerrantai. Mereka dihubungkan oleh ikatan hidrogen kovalen yang terjadi antara residu fosfor dari satu rantai dan gula pentosa dari rantai lainnya. Ikatan ini disebut ikatan fosfodiester. Ikatan fosfodiester membentuk tulang punggung (kerangka) fosfat-karbohidrat dari DNA dan RNA.
Deoksiribonukleotida
Mari kita perhatikan sifat-sifat asam nukleat yang terletak di dalam nukleus. DNA membentuk aparatus kromosom inti sel kita. DNA berisi "instruksi perangkat lunak" untuk fungsi normal sel. Ketika sel mereproduksi jenisnya sendiri, instruksi ini diteruskan ke sel baru selama mitosis. DNA memiliki tampilan makromolekul untai ganda yang dipilin menjadi utas heliks ganda.
Asam nukleat mengandung kerangka sakarida fosfat-deoksiribosa dan empat basa nitrogen: adenin (A), guanin (G), sitosin (C) dan timin (T). Dalam heliks untai ganda, adenin berpasangan dengan timin (A-T), guanin berpasangan dengan sitosin (G-C).
Pada tahun 1953, James D. Watson dan Francis H. K. Crick mengusulkan struktur tiga dimensi DNA berdasarkan data kristalografi sinar-X resolusi rendah. Mereka juga merujuk pada temuan ahli biologi Erwin Chargaff bahwa dalam DNA, jumlah timin setara dengan jumlah adenin, dan jumlah guanin setara dengan jumlah sitosin. Watson dan Crick, yang memenangkan Hadiah Nobel pada tahun 1962 atas kontribusi mereka terhadap sains, mendalilkan bahwa dua untai polinukleotida membentuk heliks ganda. Benang, meskipun identik, berputar ke arah yang berlawanan.arah. Rantai fosfat-karbon terletak di bagian luar heliks, sedangkan basa terletak di bagian dalam, di mana mereka berikatan dengan basa pada rantai lain melalui ikatan kovalen.
Ribonukleotida
Molekul RNA ada sebagai utas spiral beruntai tunggal. Struktur RNA mengandung kerangka karbohidrat fosfat-ribosa dan basa nitrat: adenin, guanin, sitosin dan urasil (U). Ketika RNA dibuat pada cetakan DNA selama transkripsi, guanin berpasangan dengan sitosin (G-C) dan adenin dengan urasil (A-U).
Fragmen RNA digunakan untuk mereproduksi protein di dalam semua sel hidup, yang memastikan pertumbuhan dan pembelahannya yang berkelanjutan.
Ada dua fungsi utama asam nukleat. Pertama, mereka membantu DNA dengan melayani sebagai perantara yang mengirimkan informasi turun-temurun yang diperlukan ke ribosom yang tak terhitung jumlahnya di tubuh kita. Fungsi utama lainnya dari RNA adalah untuk memberikan asam amino yang benar yang dibutuhkan setiap ribosom untuk membuat protein baru. Ada beberapa kelas RNA yang berbeda.
Messaging RNA (mRNA, atau mRNA - template) adalah salinan dari urutan dasar segmen DNA yang diperoleh sebagai hasil transkripsi. Messenger RNA berfungsi sebagai perantara antara DNA dan ribosom - organel sel yang menerima asam amino dari RNA transfer dan menggunakannya untuk membangun rantai polipeptida.
Transfer RNA (tRNA) mengaktifkan pembacaan data herediter dari messenger RNA, sehingga terjadi proses translasiasam ribonukleat - sintesis protein. Ini juga mengangkut asam amino yang tepat ke tempat protein disintesis.
Ribosomal RNA (rRNA) adalah blok bangunan utama ribosom. Ini mengikat ribonukleotida templat di tempat tertentu yang memungkinkan untuk membaca informasinya, sehingga memulai proses penerjemahan.
MiRNA adalah molekul RNA kecil yang bertindak sebagai pengatur banyak gen.
Fungsi asam nukleat sangat penting bagi kehidupan secara umum dan setiap sel pada khususnya. Hampir semua fungsi yang dilakukan sel diatur oleh protein yang disintesis menggunakan RNA dan DNA. Enzim, produk protein, mengkatalisis semua proses vital: respirasi, pencernaan, semua jenis metabolisme.
Perbedaan struktur asam nukleat
| Dezoskiribonucleotide | Ribonukleotida | |
| Fungsi | Penyimpanan jangka panjang dan transmisi data turun-temurun | Transformasi informasi yang disimpan dalam DNA menjadi protein; transportasi asam amino. Penyimpanan data keturunan beberapa virus. |
| Monosakarida | Deoksiribosa | Ribose |
| Struktur | Bentuk spiral beruntai ganda | Bentuk heliks untai tunggal |
| Basis nitrat | T, C, A, G | U, C, G, A |
Sifat khas basa asam nukleat
Adenin dan guanin olehsifat mereka adalah purin. Ini berarti bahwa struktur molekulnya mencakup dua cincin benzena yang menyatu. Sitosin dan timin, pada gilirannya, milik pirimidin, dan memiliki satu cincin benzena. Monomer RNA membangun rantai mereka menggunakan basa adenin, guanin dan sitosin, dan bukannya timin mereka menambahkan urasil (U). Setiap basa pirimidin dan purin memiliki struktur dan sifat uniknya sendiri, kumpulan gugus fungsinya sendiri yang terkait dengan cincin benzena.
Dalam biologi molekuler, singkatan satu huruf khusus digunakan untuk menyatakan basa nitrogen: A, T, G, C, atau U.
gula pentosa
Selain set basa nitrogen yang berbeda, monomer DNA dan RNA berbeda dalam gula pentosanya. Karbohidrat lima atom dalam DNA adalah deoksiribosa, sedangkan pada RNA adalah ribosa. Mereka hampir identik dalam struktur, dengan hanya satu perbedaan: ribosa menambahkan gugus hidroksil, sedangkan di deoksiribosa digantikan oleh atom hidrogen.
Kesimpulan
Dalam evolusi spesies biologis dan kelangsungan hidup, peran asam nukleat tidak dapat ditaksir terlalu tinggi. Sebagai bagian integral dari semua inti sel hidup, mereka bertanggung jawab atas aktivasi semua proses vital yang terjadi di dalam sel.
