Pengertian Asam nukleat
Asam nukleat adalah rantai nukleotida yang menyimpan informasi genetik dalam sistem biologis. Ini menciptakan DNA dan RNA, yang menyimpan informasi yang dibutuhkan oleh sel untuk membuat protein. Informasi ini disimpan dalam tiga set nukleotida, yang dikenal sebagai kodon.
Cara Kerja Asam Nukleat
Namanya berasal dari fakta bahwa molekul-molekul ini adalah asam – yaitu, mereka pandai menyumbangkan proton dan menerima pasangan elektron dalam reaksi kimia – dan fakta bahwa mereka pertama kali ditemukan dalam inti sel kita.
Biasanya, asam nukleat adalah molekul besar yang terbuat dari string, atau “polimer,” unit yang disebut “nukleotida.” Semua kehidupan di Bumi menggunakan asam nukleat sebagai media mereka untuk merekam informasi herediter – yaitu asam nukleat seperti hard drive berisi cetak biru esensial atau “kode sumber” untuk membuat sel.
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan bertanya-tanya bagaimana makhluk hidup “tahu” bagaimana menghasilkan semua bahan kompleks yang mereka butuhkan untuk tumbuh dan bertahan hidup, dan bagaimana mereka mewariskan sifat-sifat mereka ke keturunan mereka.
Para ilmuwan akhirnya menemukan jawabannya dalam bentuk DNA – asam deoksiribonukleat – molekul yang terletak di inti sel, yang diturunkan dari sel induk ke sel “anak”.
Ketika DNA rusak atau diturunkan secara tidak benar, para ilmuwan menemukan bahwa sel tidak bekerja dengan baik. Kerusakan pada DNA akan menyebabkan sel dan organisme berkembang secara tidak benar, atau sangat rusak sehingga mereka mati begitu saja.
Eksperimen selanjutnya mengungkapkan bahwa jenis asam nukleat lain – RNA, atau asam ribonukleat – bertindak sebagai “pembawa pesan” yang dapat membawa salinan instruksi yang ditemukan dalam DNA. Asam ribonukleat juga digunakan untuk menurunkan instruksi dari generasi ke generasi oleh beberapa virus.
Fungsi Asam Nukleat
Penyimpanan Informasi
Sejauh ini fungsi terpenting asam nukleat untuk makhluk hidup adalah perannya sebagai pembawa informasi.
Karena asam nukleat dapat dibuat dengan empat “basa,” dan karena “aturan pasangan basa” memungkinkan informasi untuk “disalin” dengan menggunakan satu untai asam nukleat sebagai templat untuk membuat yang lain, molekul-molekul ini mampu mengandung dan menyalin informasi..
Untuk memahami proses ini, mungkin berguna dengan membandingkan kode DNA dengan kode biner yang digunakan oleh komputer. Kedua kode tersebut sangat berbeda dalam hal spesifiknya, tetapi prinsipnya sama. Sama seperti komputer Anda dapat membuat seluruh realitas virtual hanya dengan membaca string 1s dan 0s, sel dapat membuat seluruh organisme hidup dengan membaca string dari empat pasangan basa DNA.
Seperti yang Anda bayangkan, tanpa kode biner, Anda tidak memiliki komputer dan tidak ada program komputer. Dengan cara yang sama, organisme hidup membutuhkan salinan utuh “kode sumber” DNA mereka untuk berfungsi.
Paralel antara kode genetik dan kode biner bahkan telah menyebabkan beberapa ilmuwan mengusulkan pembuatan “komputer genetik,” yang mungkin dapat menyimpan informasi jauh lebih efisien daripada hard drive berbasis silikon. Namun karena kemampuan kita untuk merekam informasi tentang silikon telah maju, sedikit perhatian telah diberikan untuk penelitian ke “komputer genetik.”
Melindungi Informasi
Karena kode sumber DNA sama pentingnya dengan sel seperti halnya sistem operasi Anda untuk komputer Anda, DNA harus dilindungi dari potensi kerusakan. Untuk mengangkut instruksi DNA ke bagian lain sel, salinan informasinya dibuat menggunakan jenis asam nukleat lain – RNA.
Ini adalah salinan RNA dari informasi genetik yang dikirim dari nukleus dan di sekitar sel untuk digunakan sebagai instruksi oleh mesin seluler.
Sel juga menggunakan asam nukleat untuk keperluan lain. Ribosom – mesin seluler yang menghasilkan protein – dan beberapa enzim dibuat dari RNA.
DNA menggunakan RNA sebagai semacam mekanisme perlindungan, memisahkan DNA dari lingkungan sitoplasma yang semrawut. Di dalam nukleus, DNA dilindungi. Di luar nukleus, pergerakan organel, vesikel, dan komponen seluler lainnya dapat dengan mudah merusak untaian DNA yang panjang dan kompleks.
Fakta bahwa RNA dapat bertindak baik sebagai bahan turun temurun dan suatu enzim memperkuat alasan untuk gagasan bahwa kehidupan pertama mungkin adalah molekul RNA yang dapat melakukan replikasi sendiri dan dapat dikatalisasi sendiri.
Contoh Asam Nukleat
Asam nukleat yang paling umum di alam adalah DNA dan RNA. Molekul-molekul ini membentuk fondasi bagi sebagian besar kehidupan di Bumi, dan mereka menyimpan informasi yang diperlukan untuk membuat protein yang pada gilirannya melengkapi fungsi yang diperlukan sel untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Namun, DNA dan RNA bukan satu-satunya asam nukleat. Namun, asam nukleat buatan juga telah dibuat. Molekul-molekul ini berfungsi dengan cara yang sama seperti asam nukleat alami, tetapi mereka dapat melayani fungsi serupa. Bahkan, para ilmuwan menggunakan molekul-molekul ini untuk membangun dasar dari “bentuk kehidupan buatan”, yang dapat mempertahankan asam nukleat buatan dan mengekstrak informasi darinya untuk membangun protein baru dan bertahan hidup.
Secara umum, asam nukleat itu sendiri berbeda di setiap organisme berdasarkan urutan nukleotida dalam asam nukleat. Urutan ini “dibaca” oleh mesin seluler untuk menghubungkan asam amino dalam urutan yang benar, membangun molekul protein kompleks dengan fungsi spesifik.
Struktur Asam Nukleat
Karena asam nukleat dapat membentuk polimer besar yang dapat mengambil banyak bentuk, ada beberapa cara untuk membahas “struktur asam nukleat”. Ini dapat berarti sesuatu yang sederhana seperti urutan nukleotida dalam sepotong DNA, atau sesuatu yang serumit cara molekul DNA terlipat dan bagaimana interaksi dengan molekul lain. Asam nukleat terbentuk terutama dengan unsur karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, dan fosfor.
Monomer Asam Nukleat
Nukleotida adalah monomer individu dari asam nukleat. Molekul-molekul ini cukup kompleks, terdiri dari basa nitrogen ditambah “tulang punggung” gula-fosfat. Ada empat jenis basa nukleotida, adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan timin (T).
Ketika sel-sel kita bergabung bersama nukleotida untuk membentuk polimer yang disebut asam nukleat, itu mengikat mereka dengan mengganti molekul oksigen dari 3 ′ gula tulang punggung satu nukleotida dengan molekul oksigen dari 5 5 gula nukleotida lain.
Ini dimungkinkan karena sifat kimia nukleotida memungkinkan 5 ′ karbon berikatan dengan beberapa fosfat. Fosfat ini merupakan mitra ikatan yang menarik untuk molekul oksigen 3 ‘ dari oksigen nukleotida 3 ′ lainnya, sehingga molekul oksigen segera meloncat ke ikatan dengan fosfat, dan digantikan oleh oksigen dari gula 5.. Kedua monomer nukleotida kemudian sepenuhnya dihubungkan dengan ikatan kovalen melalui molekul oksigen tersebut, mengubahnya menjadi molekul tunggal.
Nukleotida adalah monomer asam nukleat, tetapi sama seperti asam nukleat dapat melayani tujuan selain membawa informasi, nukleotida juga bisa.
Molekul pembawa energi vital ATP dan GTP keduanya terbuat dari nukleotida – nukleotida “A” dan “G,” seperti yang mungkin sudah Anda duga.
Selain membawa energi, GTP juga memainkan peran penting dalam jalur pensinyalan sel G-protein. Istilah “G-protein” sebenarnya berasal dari “G” dalam “GTP” – G yang sama yang ditemukan dalam kode genetik.
G-protein adalah jenis protein khusus yang dapat menyebabkan kaskade pensinyalan dengan konsekuensi penting dan kompleks di dalam sel. Ketika GTP difosforilasi, protein G ini dapat dihidupkan atau dimatikan.