Cetak Biru DNA Dalam Sel

Aktivitas-aktivitas kompleks dari sel-sel tunggal dan juga dari organisme-organisme multi selular, dikendalikan dan diarahkan oleh serangkaian cetak biru (gen) yang tersimpan dalam kromosom. Pada dasarnya, cetak biru tersebut mengandung informasi mengenai sintesis protein-protein spesifik. Karena protein-protein merupakan komponen arsitektur dasar sel dan enzim-enzim yang mengarahkan metabolisme, sifat-sifat protein yang dihasilkan inilah yang akan menentukan karakteristik-karakteristik fungsional dan struktural sel atau organisme.

Biologi molekular modern berfokus pada:

Bagaimana informasi disusun (dikode) dalam kromosom.
Bagaimana informasi itu diproses.
Bagaimana cetak biru itu mereplikasi dirinya sendiri seliap kali sel membelah sehingga setiap sel akan memiliki salinan cetak biru tersebut
Bagaimana informasi itu dapat dimodifikasi untuk menyediakan materi pesan baru.

Regulasi dan kendali bagi masing-masing transaksi informasi itu merupakan salah satu aspek dari biologi molekular yakni bidang ilmu yang berusaha memahami kehidupan melalui pemahaman akan peran-peran yang dimainkan oleh makromolekul.

Konsep Pemrosesan Informasi Dalam Sel

Sekarang kita tahu bahwa sifat-sifat satu jenis makromolekul saja yaitu DNA, dapat menjelaskan keseluruhan skema pengkodean, pemrosesan, replikasi dan modifikasi (mutabilitas) informasi. DNA adalah cetak biru yang mengarahkan nasib sel selama masa hidupnya. DNA juga dalam pengertian tertentu merupakan zat yang abadi karena DNA-lah yang diteruskan dari satu generasi ke generasi berikutnya untuk mempertahankan kontinuitas genetik antara orang tua dan keturunannya. Pada sejumlah virus yang memegang peranan informasional pusat adalah RNA, molekul yang masih berkerabat dekat dengan DNA.

Seperti cetakan untuk membuat patung perunggu, DNA sebenarnya adalah molekul pembawa pesan dengan struktur yang komplementer dan bukannya membuat protein secara langsung. Perlunya menggunakan pembawa pesan terletak pada sifat panting DNA yang merupakan materi gen utama dan bahaya yang mengintai di sitoplasma di mana sintesis protein terjadi.

Walaupun DNA merupakan makromolekul yang relatif stabil dan tahan lama, DNA dapat didegradasi oleh enzim yang disebut DNAse atau mengalami perubahan akibat pengaruh lingkungan. Seperti juga seorang jenderal yang takkan memasuki arena perang yang sedang berlangsung dengan sengit. DNA (pada eukariota) pun terlindung di belakang membran nukleus Dari tempat yang terlindung itulah DNA dapat menghasilkan satu ataupun banyak salinan pesan molekul pembawa pesan yang akan memengaruhi produksi protein spesifik.

Produksi molekul pembawa pesan dari cetakan DNA disebut transkripsi. Molekul pembawa pesan merupakan sejenis RNA tertentu yang dikenal sebagai messenger RNA (mRNA). Nantinya mRNA akan bergabung dengan ribosom di sitoplasma dan beberapa molekul aksesoris lainnya untuk menyintesis protein. Tahapan itu disebut translasi.

Dengan demikian, informasi khusus atau kode untuk merakit asam-asam amino menjadi protein pertama-tama di transkripsi dari DNA ke “kaset perekam” RNA, baru kemudian di translasi menjadi protein. DNA sendiri mengalami replikasi setiap kali sebuah sel membelah, sehingga informasi dari satu generasi dapat diteruskan kc setiap anggota generasi berikutnya.

Ketepatan yang tinggi diperlukan dalam proses pengkodean informasi, transmisi informasi sampai sebuah protein selesai dirakit, dan replikasi cetak biru yang termaksud. Jika pesan mengalami gangguan pada tahapan apapun, barangkali akan terjadi produksi protein yang salah. Perubahan pada pesan dapat saja terjadi meskipun aparatus informasi memiliki sifat konservatif.

Perubahan fisik pada substruktur DNA disebut mutasi, menyebabkan perubahan pada sekuens yang dikodekan. Mutasi-mutasi tersebut yang merupakan peristiwa-perisiwa yang relatif jarang, menyediakan sekuens genetik baru yang akan melalui ujian sepanjang modifikasi evolusioner. Seperti permainan kartu. sekuens yang mengocok kartu-kartunya, sementara mutasi yang menambahkan kartu-kartu baru.

Referensi: