Sintesis DNA berlaku sebagai sebahagian daripada replikasi DNA. DNA adalah pembawa maklumat genetik dan mengawal semua proses kehidupan. Ia terletak di inti sel pada manusia seperti pada semua organisma hidup yang lain. DNA mempunyai bentuk untai ganda, mirip dengan tangga tali berliku, yang disebut heliks. Heliks berganda ini terdiri daripada dua DNA molekul. Setiap dua helai tunggal pelengkap terdiri daripada tulang belakang gula molekul (deoxyribose) dan fosfat residu, yang keempatnya nitrogen organik asas guanin, adenin, sitosin dan timin dilampirkan. Kedua-dua helai terikat antara satu sama lain melalui hidrogen ikatan antara yang berlawanan, yang disebut pelengkap, asas. Di sini, menurut prinsip pasangan asas pelengkap, hubungan hanya dapat dilakukan antara guanin dan sitosin di satu pihak, dan adenin dan timin di sisi lain.
Apa itu sintesis DNA?
Sintesis DNA berlaku sebagai sebahagian daripada replikasi DNA. DNA adalah pembawa maklumat genetik dan mengawal semua proses kehidupan. Agar DNA dapat ditiru, proses sintesis DNA diperlukan. Ia menerangkan mengenai pembinaan asid deoksiribonukleik (disingkat DNA atau juga DNA). Enzim penentu dalam proses ini adalah DNA polimerase. Hanya dengan cara ini pembelahan sel dapat dilakukan. Untuk replikasi, helai ganda DNA bergelung pertama kali dilepaskan enzim dikenali sebagai helicases dan topoisomerases, dan dua helai tunggal terpisah antara satu sama lain. Persiapan untuk replikasi sebenarnya disebut inisiasi. Kini sekeping RNA disintesis, yang diperlukan oleh polimerase DNA sebagai titik permulaan untuk aktiviti enzimatiknya. Semasa pemanjangan berikut (pemanjangan helai), setiap helai tunggal dapat digunakan oleh polimerase DNA sebagai templat untuk mensintesis DNA rakan pelengkap. Sejak salah satu asas hanya dapat membentuk ikatan dengan asas lain, adalah mungkin untuk menggunakan satu helai untuk membina semula helai lain yang sepadan. Tugasan asas pelengkap ini adalah tugas polimerase DNA. The gula-fosfat tulang belakang untai DNA baru kemudian dihubungkan oleh ligase. Ini menghasilkan dua helai DNA baru, masing-masing mengandungi satu helai dari heliks DNA lama. Heliks berganda yang baru disebut semikonservatif. Kedua helai heliks berganda mempunyai kekutuban yang menunjukkan orientasi molekul. Arah kedua molekul DNA dalam heliks bertentangan. Walau bagaimanapun, kerana polimerase DNA hanya berfungsi dalam satu arah, hanya helai yang berada dalam arah yang sesuai dapat dibangun secara berterusan. Helai yang lain disatukan demi satu. Segmen DNA yang dihasilkan, juga dikenali sebagai serpihan Okazaki, kemudian disatukan oleh ligase. Penamatan sintesis DNA dengan bantuan pelbagai kofaktor disebut penamatan.
Fungsi dan tugas
Oleh kerana kebanyakan sel mempunyai jangka hayat yang terhad, sel-sel baru mesti terus dibentuk di dalam badan melalui pembahagian sel untuk menggantikan sel-sel yang mati. Contohnya, merah darah sel-sel dalam tubuh manusia mempunyai jangka hayat rata-rata 120 hari, sedangkan beberapa sel usus perlu diganti dengan sel baru setelah hanya satu atau dua hari. Ini memerlukan pembahagian sel mitotik, di mana dua sel anak baru yang serupa diciptakan dari sel ibu. Kedua-dua sel memerlukan set gen yang lengkap, jadi tidak seperti komponen sel lain, ini tidak boleh dibahagikan. Untuk memastikan bahawa tidak ada maklumat genetik yang hilang semasa pembelahan, DNA mesti diduplikasi ("direplikasi") sebelum pembelahan. Pembahagian sel juga berlaku semasa pematangan sel kuman lelaki dan wanita (telur dan sperma sel). Walau bagaimanapun, dalam bahagian-bahagian meiotik yang berlaku, DNA tidak digandakan kerana pengurangan sebanyak separuh daripada DNA diinginkan. Apabila telur dan sperma fius, bilangan lengkap dari kromosom, keadaan pembungkusan DNA, kemudian dicapai lagi. DNA sangat penting untuk fungsi tubuh manusia dan semua organisma lain, kerana ia adalah asas untuk sintesis protein. Kombinasi tiga asas berturut-turut masing-masing mewakili asid amino, oleh itu istilah kod tiga. Setiap triplet asas "diterjemahkan" menjadi asid amino melalui messenger RNA (mRNA); ini asid amino kemudian dihubungkan dalam plasma sel untuk terbentuk proteinMRNA berbeza dari DNA hanya dalam satu atom di gula residu tulang belakang dan di beberapa pangkalan. Oleh itu, MRNA berfungsi terutamanya sebagai pembawa maklumat untuk mengangkut maklumat yang tersimpan dalam DNA dari nukleus ke sitoplasma.
Penyakit dan gangguan
Organisme yang tidak mampu melakukan sintesis DNA tidak akan dapat dilaksanakan, kerana sel-sel baru mesti selalu dibentuk oleh pembelahan sel walaupun semasa perkembangan embrio. Walau bagaimanapun, kesilapan dalam sintesis DNA, iaitu asas yang dimasukkan secara tidak betul dan tidak mengikut prinsip pasangan asas pelengkap, berlaku dengan kerap. Atas sebab ini, sel manusia mempunyai sistem pembaikan. Ini berdasarkan enzim yang mengawal helai ganda DNA dan membetulkan asas yang dimasukkan dengan betul oleh pelbagai mekanisme. Sebagai contoh, kawasan di sekitar pangkalan yang tidak betul dapat dipotong dan dibina semula mengikut prinsip sintesis yang dijelaskan. Walau bagaimanapun, jika sistem pembaikan DNA sel rosak atau berlebihan, ketidakcocokan asas, yang disebut mutasi, dapat terkumpul. Mutasi ini menstabilkan genom, meningkatkan kemungkinan kesilapan baru dalam proses sintesis DNA. Pengumpulan mutasi seperti itu boleh membawa kepada kanser. Dalam proses ini, beberapa gen memperoleh a kanser-kesan mempromosikan (penambahan fungsi) akibat mutasi, sedangkan gen lain kehilangan kesan pelindungnya (kehilangan fungsi). Walau bagaimanapun, di beberapa sel, peningkatan kadar ralat bahkan diinginkan untuk menjadikannya lebih mudah disesuaikan, seperti pada sel-sel tertentu manusia sistem imun.
