Sintesis DNA

Itu Sintesis DNA terjadi sebagai bagian dari replikasi DNA. DNA adalah pembawa informasi genetik dan mengontrol semua proses kehidupan. Pada manusia, seperti pada semua makhluk hidup lainnya, ia terletak di inti sel. DNA beruntai ganda, mirip dengan tangga tali bengkok yang disebut heliks. Heliks ganda ini terdiri dari dua molekul DNA. Masing-masing dari dua untai tunggal komplementer terdiri dari tulang punggung molekul gula (deoksiribosa) dan residu fosfat, di mana empat basa nitrogen organik guanin, adenin, sitosin, dan timin terikat. Kedua untai terikat satu sama lain melalui ikatan hidrogen antara basa yang berlawanan, yang disebut komplementer. Menurut prinsip pasangan basa komplementer, hanya hubungan antara guanin dan sitosin di satu sisi dan adenin dan timin di sisi lain yang memungkinkan.

Apa itu Sintesis DNA?

Agar DNA dapat bereplikasi, diperlukan proses sintesis DNA. Ini menggambarkan struktur asam deoksiribonukleat (disingkat DNA atau DNA). Enzim kunci di sini adalah DNA polimerase. Ini adalah satu-satunya cara pembelahan sel dimungkinkan.

Untuk replikasi, untai ganda DNA yang terpelintir pertama-tama dilepaskan oleh enzim, yang disebut helikase dan topoisomerase, dan dua untai tunggal dipisahkan satu sama lain. Persiapan untuk replikasi aktual ini disebut inisiasi. Sekarang sepotong RNA disintesis, yang dibutuhkan DNA polimerase sebagai titik awal untuk aktivitas enzimatisnya.

Selama pemanjangan berikutnya (ekstensi untai), setiap untai tunggal dapat digunakan oleh DNA polimerase sebagai cetakan untuk mensintesis DNA mitra pelengkap. Karena salah satu basa hanya dapat mengikat ke satu basa lainnya, maka dimungkinkan untuk menggunakan satu untai untuk merekonstruksi untai lain yang terkait. Penugasan basa komplementer ini adalah tugas DNA polimerase.

Tulang punggung gula-fosfat dari untai DNA baru kemudian dihubungkan oleh ligase. Ini menciptakan dua untai ganda DNA baru, masing-masing berisi untai dari heliks DNA lama. Oleh karena itu, heliks ganda baru disebut semikonservatif.

Kedua untai heliks ganda memiliki polaritas yang menunjukkan orientasi molekul. Arah dua molekul DNA dalam heliks berlawanan. Karena DNA polimerase hanya bekerja dalam satu arah, hanya untaian yang berada pada orientasi yang tepat yang dapat dibangun terus menerus. Untai lainnya disintesis sepotong demi sepotong. Segmen DNA yang dihasilkan, juga dikenal sebagai fragmen Okazaki, kemudian disatukan oleh ligase.Pengakhiran sintesis DNA dengan bantuan berbagai kofaktor dikenal sebagai terminasi.

Fungsi & tugas

Karena sebagian besar sel hanya memiliki umur terbatas, sel-sel baru harus terus dibentuk di dalam tubuh melalui pembelahan sel untuk menggantikan sel yang sekarat. Sel darah merah dalam tubuh manusia, misalnya, memiliki umur rata-rata 120 hari, sedangkan beberapa sel usus harus diganti dengan sel baru setelah satu atau dua hari. Ini membutuhkan pembelahan sel mitosis, di mana dua sel anak baru yang identik dibuat dari sel induk. Kedua sel membutuhkan kumpulan gen yang lengkap, yang berarti, tidak seperti komponen sel lainnya, sel tidak bisa begitu saja dibelah. Agar tidak ada informasi genetik yang hilang selama pembelahan, DNA harus digandakan ("direplikasi") sebelum pembelahan.

Pembelahan sel juga terjadi selama pematangan sel germinal jantan dan betina (sel telur dan sperma). Dalam pembelahan meiosis yang terjadi, DNA tidak menjadi dua kali lipat, karena diperlukan pengurangan setengah dari DNA. Ketika sel telur dan sperma menyatu, jumlah kromosom lengkap, keadaan kemasan DNA, tercapai lagi.

DNA sangat penting untuk berfungsinya tubuh manusia dan semua organisme lain karena merupakan dasar untuk sintesis protein. Kombinasi tiga basa berurutan merupakan singkatan dari satu asam amino, itulah sebabnya ia disebut sebagai kode triplet. Setiap triplet basa "diterjemahkan" menjadi asam amino melalui messenger RNA (mRNA); asam amino ini kemudian dihubungkan dengan protein dalam plasma sel. MRNA berbeda dari DNA hanya dalam satu atom di residu gula di tulang punggung dan di beberapa basa. MRNA terutama berfungsi sebagai pembawa informasi untuk pengangkutan informasi yang disimpan dalam DNA dari inti sel ke dalam plasma sel.

Penyakit & penyakit

Organisme yang tidak mampu mensintesis DNA tidak akan dapat hidup, karena sel-sel baru harus dibentuk oleh pembelahan sel selama perkembangan embrio. Kesalahan dalam sintesis DNA, yaitu, basa yang digabungkan secara tidak benar individu yang tidak mengikuti prinsip pasangan basa komplementer, relatif sering terjadi. Karena itu, sel manusia memiliki sistem perbaikan. Ini didasarkan pada enzim yang mengontrol untai ganda DNA dan memperbaiki basa yang disisipkan secara tidak benar menggunakan berbagai mekanisme.

Untuk tujuan ini, misalnya, area di sekitar pangkalan yang salah dapat dipotong dan dibangun kembali sesuai dengan prinsip sintesis yang dijelaskan. Namun, jika sistem perbaikan DNA sel rusak atau kelebihan beban, ketidakcocokan basa, yang disebut mutasi, dapat terakumulasi. Mutasi ini membuat genom tidak stabil dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan kesalahan baru dalam proses sintesis DNA. Akumulasi mutasi semacam itu dapat menyebabkan kanker. Mutasi memberi beberapa gen efek pemicu kanker (memperoleh fungsi), sementara gen lain kehilangan efek perlindungannya (hilangnya fungsi).

Namun, dalam beberapa sel, tingkat kesalahan yang meningkat bahkan diinginkan untuk membuatnya lebih mudah beradaptasi, misalnya pada sel-sel tertentu dari sistem kekebalan manusia.