Dalam biologi, "heliks ganda" adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan struktur DNA. Heliks ganda DNA terdiri dari dua rantai spiral asam deoksiribonukleat. Bentuknya mirip dengan tangga spiral. DNA adalah a asam nukleat terdiri dari basa nitrogen (adenin, sitosin, guanin, dan timin), gula lima karbon (deoksiribosa), dan molekul fosfat. Basa nukleotida dari DNA mewakili langkah-langkah tangga, dan molekul-molekul deoksiribosa dan fosfat membentuk sisi-sisi tangga.
Pengambilan Kunci
- Heliks ganda adalah istilah biologis yang menggambarkan keseluruhan struktur DNA. Heliks gandanya terdiri dari dua rantai spiral DNA. Bentuk heliks ganda ini sering divisualisasikan sebagai tangga spiral.
- Pemuntiran DNA adalah hasil dari interaksi hidrofilik dan hidrofobik antara molekul yang terdiri dari DNA dan air dalam sel.
- Baik replikasi DNA dan sintesis protein dalam sel kita tergantung pada bentuk heliks ganda DNA.
- James Watson, Dr. Francis Crick, Dr. Rosalind Franklin, dan Dr. Maurice Wilkins semuanya memainkan peran penting dalam menjelaskan struktur DNA.
Mengapa DNA bengkok?
DNA digulung menjadi kromosom dan dikemas dalam inti dari kami sel. Aspek memutar DNA adalah hasil interaksi antara molekul yang membentuk DNA dan air. Basa nitrogen yang terdiri dari tangga tangga bengkok disatukan oleh ikatan hidrogen. Adenin terikat dengan timin (A-T) dan pasangan guanin dengan sitosin (G-C). Basa nitrogen ini bersifat hidrofobik, artinya tidak memiliki afinitas terhadap air. Karena sel sitoplasma dan sitosol mengandung cairan berbasis air, basa nitrogen ingin menghindari kontak dengan cairan sel. Molekul gula dan fosfat yang membentuk tulang punggung gula-fosfat dari molekul bersifat hidrofilik, yang berarti mereka mencintai air dan memiliki afinitas terhadap air.
DNA diatur sedemikian rupa sehingga fosfat dan tulang punggung gula berada di luar dan bersentuhan dengan cairan, sedangkan basa nitrogen berada di bagian dalam molekul. Untuk mencegah lebih lanjut basa nitrogen dari kontak dengan sel cairan, molekul memutar untuk mengurangi ruang antara basa nitrogen dan untaian fosfat dan gula. Fakta bahwa dua untai DNA yang membentuk heliks ganda bersifat anti-paralel membantu memutar molekul juga. Anti-paralel berarti bahwa untaian DNA berjalan dalam arah yang berlawanan, memastikan bahwa untaian cocok bersama-sama. Ini mengurangi potensi cairan merembes di antara pangkalan.
Replikasi DNA dan Sintesis Protein
Bentuk heliks ganda memungkinkan Replikasi DNA dan sintesis protein terjadi. Dalam proses ini, DNA bengkok terurai dan terbuka untuk memungkinkan salinan DNA dibuat. Dalam replikasi DNA, heliks ganda terurai dan masing-masing untai yang terpisah digunakan untuk mensintesis untai baru. Saat helai baru terbentuk, basa dipasangkan bersama hingga dua molekul DNA heliks ganda terbentuk dari molekul DNA heliks ganda. Replikasi DNA diperlukan untuk proses mitosis dan meiosis terjadi.
Dalam sintesis protein, molekul DNA adalah ditranskripsikan untuk menghasilkan RNA versi kode DNA yang dikenal sebagai messenger RNA (mRNA). Molekul RNA kurir kemudian diterjemahkan untuk menghasilkan protein. Agar transkripsi DNA terjadi, heliks ganda DNA harus melepaskan dan memungkinkan enzim yang disebut RNA polimerase untuk menyalin DNA. RNA juga merupakan asam nukleat tetapi mengandung urasil basa, bukan timin. Dalam transkripsi, pasangan guanin dengan sitosin dan pasangan adenin dengan urasil untuk membentuk transkrip RNA. Setelah transkripsi, DNA menutup dan memutar kembali ke keadaan semula.
Penemuan Struktur DNA
Penghargaan atas penemuan struktur heliks ganda DNA telah diberikan kepada James Watson dan Francis Crick, dianugerahi Hadiah Nobel untuk pekerjaan mereka. Menentukan struktur DNA sebagian didasarkan pada karya banyak ilmuwan lain, termasuk Rosalind Franklin. Franklin dan Maurice Wilkins menggunakan difraksi sinar-X untuk memastikan petunjuk tentang struktur DNA. Foto difraksi sinar-X dari DNA yang diambil oleh Franklin, bernama "foto 51," menunjukkan bahwa kristal DNA membentuk bentuk X pada film sinar-X. Molekul dengan bentuk heliks memiliki pola bentuk-X seperti ini. Menggunakan bukti dari studi difraksi sinar-X Franklin, Watson dan Crick merevisi model DNA triple-helix yang diusulkan sebelumnya menjadi model double-helix untuk DNA.
Bukti yang ditemukan oleh ahli biokimia Erwin Chargoff membantu Watson dan Crick menemukan pasangan basa dalam DNA. Chargoff menunjukkan bahwa konsentrasi adenin dalam DNA sama dengan konsentrasi timin, dan konsentrasi sitosin sama dengan guanin. Dengan informasi ini, Watson dan Crick dapat menentukan bahwa ikatan adenin dengan timin (A-T) dan sitosin dengan guanin (C-G) membentuk langkah-langkah bentuk DNA tangga yang bengkok. Tulang punggung gula-fosfat membentuk sisi-sisi tangga.
Sumber
- "Penemuan Struktur Molekul DNA — Helix Ganda." Nobelprize.org, www.nobelprize.org/education/medicine/dna_double_helix/readmore.html.