Mengapa DNA begitu penting? Secara ringkas, DNA mengandungi arahan yang diperlukan untuk hidup.
Kod dalam DNA kita memberikan petunjuk bagaimana membuat protein yang penting untuk pertumbuhan, perkembangan, dan kesihatan kita secara keseluruhan.
Mengenai DNA
DNA bermaksud asid deoksiribonukleik. Ini terdiri daripada unit blok biologi yang disebut nukleotida.
DNA adalah molekul yang sangat penting untuk bukan sahaja manusia, tetapi juga bagi kebanyakan organisma lain. DNA mengandungi bahan keturunan dan gen kita - inilah yang menjadikan kita unik.
Tetapi apa sebenarnya yang dilakukan oleh DNA? Teruskan membaca untuk mengetahui lebih lanjut mengenai struktur DNA, apa yang dilakukannya, dan mengapa ia sangat penting.
DNA dalam kesihatan, penyakit, dan penuaan
Genom anda yang luas
Set lengkap DNA anda dipanggil genom anda. Ia mengandungi 3 bilion asas, 20,000 gen, dan 23 pasang kromosom!
Anda mewarisi separuh daripada DNA anda dari ayah anda dan separuh dari ibu anda. DNA ini berasal dari sperma dan telur, masing-masing.
Gen sebenarnya merangkumi sedikit genom anda - hanya 1 peratus. 99 peratus yang lain membantu mengatur perkara seperti kapan, bagaimana, dan berapa kuantiti protein dihasilkan.
Para saintis masih belajar lebih banyak mengenai DNA "non-coding" ini.
Kerosakan dan mutasi DNA
Kod DNA terdedah kepada kerosakan. Sebenarnya, dianggarkan berpuluh-puluh ribu kejadian kerosakan DNA berlaku setiap hari di setiap sel kita. Kerosakan boleh berlaku disebabkan oleh kesalahan seperti replikasi DNA, radikal bebas, dan pendedahan kepada sinaran UV.
Tetapi jangan pernah takut! Sel anda mempunyai protein khusus yang dapat mengesan dan memperbaiki banyak kes kerosakan DNA. Sebenarnya, terdapat sekurang-kurangnya lima laluan pembaikan DNA utama.
Mutasi adalah perubahan dalam urutan DNA. Mereka kadang-kadang boleh menjadi buruk. Ini kerana perubahan dalam kod DNA boleh memberi kesan hilir pada cara protein dibuat.
Sekiranya protein tidak berfungsi dengan baik, penyakit boleh berlaku. Beberapa contoh penyakit yang berlaku kerana mutasi pada satu gen termasuk fibrosis kistik dan anemia sel sabit.
Mutasi juga boleh menyebabkan perkembangan barah. Sebagai contoh, jika gen yang mengekodkan protein yang terlibat dalam pertumbuhan sel bermutasi, sel-sel mungkin tumbuh dan terbelah di luar kawalan. Beberapa mutasi penyebab barah dapat diwarisi sementara yang lain dapat diperoleh melalui pendedahan kepada karsinogen seperti sinaran UV, bahan kimia, atau asap rokok.
Tetapi tidak semua mutasi itu buruk. Kami memperolehnya sepanjang masa. Ada yang tidak berbahaya sementara yang lain menyumbang kepada kepelbagaian kita sebagai spesies.
Perubahan yang berlaku di lebih dari 1 peratus populasi disebut polimorfisme. Contoh beberapa polimorfisme adalah warna rambut dan mata.
DNA dan penuaan
Dipercayai bahawa kerosakan DNA yang tidak dapat dibaiki dapat menumpuk seiring bertambahnya usia, membantu mendorong proses penuaan. Faktor apa yang boleh mempengaruhi ini?
Sesuatu yang mungkin memainkan peranan besar dalam kerosakan DNA yang berkaitan dengan penuaan adalah kerosakan akibat radikal bebas. Walau bagaimanapun, mekanisme kerosakan yang satu ini mungkin tidak mencukupi untuk menjelaskan proses penuaan. Beberapa faktor juga mungkin terlibat.
Satu teori mengapa kerosakan DNA terkumpul seiring bertambahnya usia berdasarkan evolusi. Diperkirakan bahawa kerosakan DNA diperbaiki dengan lebih setia ketika kita berusia reproduktif dan mempunyai anak. Setelah melewati tahun-tahun pembiakan puncak kami, proses pembaikan secara semula jadi merosot.
Bahagian lain DNA yang mungkin terlibat dalam penuaan adalah telomer. Telomeres adalah urutan DNA berulang yang terdapat di hujung kromosom anda. Mereka membantu melindungi DNA dari kerosakan, tetapi mereka juga memendekkan dengan setiap pusingan replikasi DNA.
Pemendekan telomere telah dikaitkan dengan proses penuaan. Juga didapati bahawa beberapa faktor gaya hidup seperti kegemukan, pendedahan kepada asap rokok, dan tekanan psikologi dapat menyumbang kepada pemendekan telomere.
Mungkin membuat pilihan gaya hidup sihat seperti menjaga berat badan yang sihat, menguruskan tekanan, dan tidak merokok boleh memperlambat pemendekan telomere? Soalan ini terus menarik minat para penyelidik.
Apa itu DNA dibuat?
Molekul DNA terdiri daripada nukleotida. Setiap nukleotida mengandungi tiga komponen yang berbeza - gula, kumpulan fosfat, dan asas nitrogen.
Gula dalam DNA dipanggil 2'-deoxyribose. Molekul gula ini bergantian dengan kumpulan fosfat, membentuk "tulang belakang" untai DNA.
Setiap gula dalam nukleotida mempunyai asas nitrogen yang melekat padanya. Terdapat empat jenis asas nitrogen yang terdapat dalam DNA. Ia merangkumi:
- adenin (A)
- sitosin (C)
- guanin (G)
- timin (T)
Seperti apa DNA?
Dua helai DNA membentuk struktur 3-D yang disebut double helix. Apabila digambarkan, ia kelihatan seperti tangga yang dipusingkan menjadi lingkaran di mana pasangan asasnya adalah anak tangga dan tulang belakang gula fosfat adalah kaki.
Selain itu, perlu diperhatikan bahawa DNA dalam inti sel eukariotik adalah linear, yang bermaksud bahawa hujung setiap helai bebas. Dalam sel prokariotik, DNA membentuk struktur bulat.
Apa yang dilakukan oleh DNA?
DNA membantu badan anda tumbuh
DNA mengandungi arahan yang diperlukan untuk organisma - anda, burung, atau tumbuhan misalnya - untuk tumbuh, berkembang, dan membiak. Arahan ini disimpan dalam urutan pasangan asas nukleotida.
Sel anda membaca kod ini tiga asas pada satu masa untuk menghasilkan protein yang penting untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup. Urutan DNA yang menyimpan maklumat untuk membuat protein disebut gen.
Setiap kumpulan tiga asas sesuai dengan asid amino tertentu, yang merupakan blok protein. Sebagai contoh, pasangan asas TGG menentukan triptofan asid amino manakala pasangan asas GGC menentukan glisin asid amino.
Beberapa kombinasi, seperti TAA, TAG, dan TGA, juga menunjukkan akhir urutan protein. Ini memberitahu sel untuk tidak menambahkan lagi asid amino ke protein.
Protein terdiri daripada pelbagai kombinasi asid amino. Apabila disatukan dalam urutan yang betul, setiap protein mempunyai struktur dan fungsi yang unik di dalam badan anda.
Bagaimana anda mendapatkan dari kod DNA ke protein?
Sejauh ini, kami telah mengetahui bahawa DNA mengandungi kod yang memberikan maklumat kepada sel mengenai cara membuat protein. Tetapi apa yang berlaku di antara? Ringkasnya, ini berlaku melalui proses dua langkah:
Pertama, kedua helai DNA berpisah. Kemudian, protein khas dalam nukleus membaca pasangan asas pada helai DNA untuk membuat molekul utusan perantaraan.
Proses ini disebut transkripsi dan molekul yang dibuat disebut messenger RNA (mRNA). mRNA adalah jenis asid nukleik yang lain dan ia betul-betul mengikut namanya. Ia bergerak di luar nukleus, berfungsi sebagai mesej kepada mesin selular yang membina protein.
Pada langkah kedua, komponen khusus sel membaca mesej mRNA tiga pasangan asas pada satu masa dan berfungsi untuk menyusun protein, asid amino oleh asid amino. Proses ini dipanggil terjemahan.
Di manakah DNA dijumpai?
Jawapan untuk soalan ini boleh bergantung pada jenis organisma yang anda bicarakan. Terdapat dua jenis sel - eukariotik dan prokariotik.
Bagi orang, ada DNA di setiap sel kita.
Sel eukariotik
Manusia dan banyak organisma lain mempunyai sel eukariotik. Ini bermaksud bahawa sel mereka mempunyai nukleus terikat membran dan beberapa struktur terikat membran lain yang disebut organel.
Dalam sel eukariotik, DNA berada di dalam nukleus. Sebilangan kecil DNA juga dijumpai dalam organel yang disebut mitokondria, yang merupakan pusat kekuatan sel.
Kerana terdapat sedikit ruang di dalam nukleus, DNA mesti dikemas dengan ketat. Terdapat beberapa peringkat pembungkusan yang berbeza, namun produk akhir adalah struktur yang kita namakan kromosom.
Sel prokariotik
Organisma seperti bakteria adalah sel prokariotik. Sel-sel ini tidak mempunyai nukleus atau organel. Dalam sel prokariotik, DNA dijumpai dengan ketat di tengah sel.
Apa yang berlaku apabila sel anda terbahagi?
Sel-sel badan anda membahagi sebagai bahagian pertumbuhan dan perkembangan yang normal. Apabila ini berlaku, setiap sel baru mesti mempunyai salinan DNA lengkap.
Untuk mencapai ini, DNA anda mesti menjalani proses yang disebut replikasi. Apabila ini berlaku, kedua helai DNA berpisah. Kemudian, protein selular khusus menggunakan setiap helai sebagai templat untuk membuat helai DNA baru.
Apabila replikasi selesai, terdapat dua molekul DNA untai dua. Satu set akan masuk ke setiap sel baru apabila pembahagian selesai.
Bawa pulang
DNA penting bagi pertumbuhan, pembiakan, dan kesihatan kita. Ia mengandungi arahan yang diperlukan agar sel anda menghasilkan protein yang mempengaruhi pelbagai proses dan fungsi dalam badan anda.
Kerana DNA sangat penting, kerosakan atau mutasi kadang-kadang dapat menyumbang kepada perkembangan penyakit. Walau bagaimanapun, juga penting untuk diingat bahawa mutasi dapat bermanfaat dan menyumbang kepada kepelbagaian kita juga.
