Berapa Jumlah Nukleotida yang Membangun Benang DNA dalam Konteks Kerajinan Sulam dan DIY?
Hipotesis: DNA Polimerase dengan Arah Replikasi DNA dari 3′ ke 5′
Kita ketahui dari penjelasan tentang repliksi DNA bahwa arah replikasi polimerase DNA dari 5′-ke-3 ‘. DNA polimerase memperpanjang ekor 3′ molekul DNA yang baru dengan membuah ikatan fosfodiester dari gugus -OH pada ujung 3’ dengan fosfat pada dNTP (lihat gambar di bawah).
Arah kerja dari DNA polimerase ini hanya dari 5′ ke 3′ dan tidak ada DNA polimerase yang bekerja dari arah sebaliknya. Akibat atau konsekuensi dari hal tersebut adalah kompleksitas replikasi DNA di lagging strand dari DNA seperti tampak pada gambar.
Dari sudut pandang efisiensi tampaknya tidak terlalu baik. Seandainya ada DNA polimerase yang bisa menjalankan replikasi dari arah 3′ ke 5′ mungkin proses replikasi di lagging strand menjadi lebih sederhana. Perhatikan gambar di bawah ini:
Gambar di atas adalah situasi hipotesis dimana seandainya terdapat DNA polimerase dengan arah replikasi dari 3′ ke 5′. Dari gambar kita bisa melihat bahwa proses replikasi menjadi lebih sederhana. Pertanyaannya, apabila alam selalu memilih efisiensi, kenapa hanya ada DNA polimerase dengan arah 5′ ke 3′ saja?
Sintesis [ sunting | sunting sumber ]
Nukleotida dapat disintesis baik secara in vitro maupun in vivo.
Secara in vitro, gugus pelindung bisa dipakai dalam produksi nukleotida di laboratorium. Nukleosida yang dimurnikan kemudian dilindungi untuk membentuk fosforamidit, yang selanjutnya digunakan untuk membentuk analog yang tidak ditemukan di bumi atau digunakan untuk oligonukleotida sintesisasi.
Secara in vivo, nukleotida bisa disintesis de novo atau didaur ulang melalui jalur reaksi penyelamatan. Komponen yang digunakan dalam sintesis nukleotida de novo berasal dari prekursor biosintetik dari metabolisme karbohidrat dan asam amino, dan dari amonia dan karbon dioksida. Hati adalah organ penting yang melakukan sintesis de novo untuk semua nukleotida. Sintesis de novo untuk basa pirimidina dan purina melalui dua jalur yang berbeda. Pirimidina disintesis pertama dari aspartat dan karbamoil fosfat di dalam sitoplasma, membentuk struktur prekursor cincin umum asam orotik. Gugus ribosil yang difosforilasi kemudian digabungkan dengan struktur asam orotik tersebut, melalui ikatan kovalen. Purina disintesis pertama dari templat gula dimana sintesis ring dilakukan. Sintesis nukleotida pirimidina dan purina dijalankan oleh beberapa enzim di sitoplasma, bukan di dalam organel tertentu. Nukleotida mengalami penguraian dan bagian-bagian berguna bisa digunakan kembali dalam reaksi sintesis untuk membuat nukleotida baru.
Sintesis nukleotida pirimidina [ sunting | sunting sumber ]
Sintesis pirimidina CTP dan UTP dilakukan di sitoplasma dan dimulai dengan pembentukan karbamoil fosfat dari glutamina dan karbon dioksida, Selanjutnya, enzim aspartat karbamoil fosfat transferase mengkatalisis reaksi kondensasi antara aspartat dan karbamoil fosfat untuk membentuk asam karbamoil aspartik, yang kemudian disiklisasi menjadi 4,5-asam dihidrotik dengan bantuan enzim dihidroorotase. 4,5-asam dihidrotik dikonversi menjadi orotat oleh enzim dihidroorotate oksidase. Reaksi ini adalah:
Aturan Chargaff
Pembahasan selanjutnya masih berhubungan sama struktur DNA di atas. Kalau elo perhatikan lagi, basa nitrogen Adenin selalu berpasangan dengan Timin. Sementara, Sitosin akan berpasangan dengan Guanin. Menurut elo, kenapa bisa begitu?
Jadi, ada sejarahnya nih, guys. Pada tahun 1940, seorang ilmuwan biokimia, Erwin Chargaff, berhasil mendata persentase basa nitrogen yang berbeda dari satu spesies dengan spesies lainnya.
Meski begitu, pada setiap molekul DNA, komposisi Adenin akan selalu sama dengan jumlah Timin (A = T). Demikian juga dengan komposisi Sitosin yang selalu sama dengan Guanin (C = G). Fenomena inilah yang kemudian dinamakan sebagai aturan Chargaff atau Chargaff’s rule.
Nggak hanya berhenti sampai di penelitian Chargaff, James Watson dan Francis Crick yang setuju dengan penemuan tersebut kemudian mencoba mengkajinya lebih dalam. Keduanya berusaha untuk menemukan bukti lainnya tentang pasangan Adenin-Timin dan Sitosin-Guanin dalam DNA.
Watson dan Crick membuktikan pasangan basa nitrogen tersebut berdasarkan ukuran DNA yang ditemukan oleh Rosalind Franklin. Sebelumnya, Franklin mengungkapkan bahwa heliks ganda DNA mempunyai lebar sekitar 2 nm dengan panjang satu lekukan sebesar 3,4 nm.
Dari data itu, Watson dan Crick kemudian melakukan penelitian lanjutan dan mendapatkan beberapa kesimpulan, di antaranya sebagai berikut.
Mengenal Pengertian DNA
Kata DNA mungkin udah nggak asing lagi buat elo yang suka sama K-Pop, terutama bagi elo yang fans beratnya idol group BTS. Karena udah sering denger lagu dan istilahnya, elo pasti tahu dong, apa kepanjangan DNA?
Iya, DNA adalah deoxyribonucleic acid atau asam deoksiribosa yang mengandung informasi genetik. Di dalamnya, terdapat molekul kompleks yang terdiri dari berbagai komponen. Di mana, sebagian di antaranya diturunkan dari organisme induk ke keturunannya selama proses reproduksi.
Misalnya, DNA dalam tubuh nyokap elo membawa informasi genetik berupa kulit putih. Sementara, DNA dari bokap mempunyai informasi berupa bola mata berwarna cokelat. Nah, informasi inilah yang nantinya akan diturunkan ke elo sebagai anak mereka.
Bisa jadi, elo hanya meneruskan informasi genetik berupa kulit putih dari nyokap, atau mata berwarna cokelat dari bokap. Tapi, memungkinkan juga untuk elo memiliki kedua informasi genetik tersebut.
Dengan kata lain, DNA memberikan informasi bagaimana tubuh seorang individu dibentuk. DNA inilah yang menjadi alasan kenapa anak bisa mewarisi sifat orang tuanya.
Selain DNA, ada juga RNA yang berperan untuk mengubah informasi genetik dalam tubuh kita menjadi protein. Karena cuma beda satu huruf, elo jangan sampai tertukar, ya.
Salah satu hal yang perlu elo ingat adalah, DNA di dalam sel terletak pada nukleus atau inti sel dan mitokondria. Sementara, RNA terbentuk di nukleus, kemudian berpindah ke daerah khusus sitoplasma, bergantung pada jenis RNA yang terbentuk.
Lebih jelasnya, perbedaan keduanya bisa elo lihat dari ciri-ciri DNA dan RNA yang tertulis dalam tabel perbedaan DNA dan RNA berikut ini.
Meskipun istilahnya berbeda, DNA dan RNA juga ada persamaannya, lho. DNA dan RNA memiliki persamaan dalam hal komponennya, yaitu keduanya sama-sama tersusun dari pentosa atau ribosa, basa nitrogen, dan gugus fosfat.
Contoh Soal tentang DNA
Biar pemahaman elo tentang DNA semakin dalam, gue mau kasih beberapa contoh soal, nih. Coba kita bahas bareng-bareng, yuk!
Contoh Soal 1
Pernyataan yang berkaitan dengan DNA adalah ….
a. Merupakan materi genetika utama sebagai pembawa informasi organisme.
b. Merupakan proses penerjemahan kode genetik.
c. Menyusun protein bersama kromosom.
d. Membantu proses aliran darah ke tubuh.
e. Memiliki basa nitrogen yang sama dengan RNA yaitu urasil.
Pembahasan
Untuk menjawab soal di atas, elo harus ingat-ingat lagi apa fungsi DNA. Selain menyimpan informasi genetik, DNA juga berperan untuk membawa informasi tersebut dan meneruskannya ke generasi selanjutnya melalui transfer gen vertikal.
Karena adanya DNA, elo bisa mewariskan sifat genetik orang tua, termasuk struktur tubuh, enzim dan hormon.
Jadi, jawaban yang tepat untuk soal ini adalah a. Merupakan materi genetika utama sebagai pembawa informasi organisme.
Contoh Soal 2
Perhatikan pernyataan di bawah ini!
(i) Berbentuk rantai ganda atau double helix.
(ii) Memiliki dua golongan basa nitrogen, yaitu purin dan adenin.
(iii) Komponen utama dari materi genetika.
(iv) Terletak pada inti sel dan mitokondria.
(v) Menerapkan aturan Chargaff.
Pernyataan yang kurang sesuai tentang DNA ditunjukkan nomor ….
Pembahasan
Supaya lebih gampang, coba kita bahas pernyataannya satu per satu ya.
(i) Berbentuk rantai ganda atau double helix. → Benar, DNA memiliki struktur rantai panjang, ganda, dan berpilin atau disebut double helix.
(ii) Memiliki dua golongan basa nitrogen, yaitu purin dan Adenin. → Salah, basa nitrogen DNA dibagi ke dalam dua golongan, yaitu purin dan pirimidin. Sementara, Adenin adalah salah satu jenis basa nitrogen dalam golongan purin.
Tags: benang yang
