Central Dogma dalam biologi adalah konsep fundamental yang menjelaskan aliran informasi genetik dalam sel. Teori ini dirumuskan oleh Francis Crick pada tahun 1958. Central Dogma menggambarkan arah aliran informasi genetik dari DNA ke RNA, dan dari RNA ke protein. Secara singkat, Central Dogma menyatakan bahwa informasi genetik mengalir dari DNA (asam deoksiribonukleat) ke RNA (asam ribonukleat) lalu ke protein. Proses ini terjadi dalam tiga tahap utama:
- Replikasi DNA: Tahap pertama adalah replikasi, di mana DNA menggandakan dirinya sendiri untuk membentuk salinan identik. Proses ini terjadi saat sel berkembang dan mempersiapkan diri untuk pembelahan sel.
- Transkripsi: Tahap kedua, yang disebut transkripsi, terjadi ketika informasi genetik dari DNA disalin menjadi RNA. Enzim RNA polimerase membaca urutan basa nitrogen pada satu untai dari molekul DNA dan membuat molekul RNA yang komplementer, yang disebut mRNA (asam ribonukleat pesan).
- Translasi: Tahap terakhir adalah translasi, di mana urutan asam amino dalam molekul mRNA dibaca dan diinterpretasikan oleh ribosom untuk membuat rantai protein. Proses ini melibatkan transfer RNA (tRNA) yang membawa asam amino ke ribosom dan pembentukan ikatan peptida yang membentuk rantai protein.
Central Dogma menggambarkan aliran informasi genetik yang penting dalam sel dan merupakan dasar bagi pemahaman tentang bagaimana informasi genetik dikodekan, disalin, dan diekspresikan dalam bentuk protein yang mendefinisikan fungsi dan karakteristik sel. Meskipun pada beberapa kasus terdapat pengecualian dalam aliran informasi ini, konsep Central Dogma tetap menjadi landasan penting dalam biologi molekuler modern.
Mengenal DNA
DNA adalah materi genetik yang diwariskan dari induk ke keturunan untuk semua kehidupan di Bumi. Tiga huruf “DNA” kini terkait dengan penyelesaian kasus kriminal, tes paternal, identifikasi manusia, dan pengujian genetik. DNA dapat diambil dari rambut, darah, atau air liur. Kecuali pada kasus kembar identik, DNA setiap orang unik, dan kita dapat mendeteksi perbedaan antara manusia berdasarkan urutan DNA unik mereka.
Analisis DNA memiliki banyak aplikasi praktis di luar forensik dan pengujian paternal. Pengujian DNA digunakan untuk melacak garis keturunan dan mengidentifikasi patogen. Di bidang medis, DNA digunakan dalam diagnostik, pengembangan vaksin baru, dan terapi kanker. Kini memungkinkan untuk menentukan kecenderungan terhadap banyak penyakit dengan menganalisis gen.
Pada tahun 1950-an, Francis Crick dan James Watson bekerja sama untuk menentukan struktur DNA di Universitas Cambridge, Inggris. Ilmuwan lain seperti Linus Pauling dan Maurice Wilkins juga aktif mengeksplorasi bidang ini. Pauling telah menemukan struktur sekunder protein menggunakan kristalografi sinar-X. Di laboratorium Wilkins, peneliti Rosalind Franklin menggunakan metode difraksi sinar-X untuk memahami struktur DNA. Berdasarkan foto difraksi sinar-X Rosalind Franklin, dan karya ilmuwan lainnya, Watson dan Crick mengusulkan bahwa DNA terdiri dari dua untai nukleotida yang terpilin satu sama lain membentuk heliks kanan. Nukleotida disatukan dalam rantai oleh ikatan kovalen. Ilmuwan sudah mengetahui bahwa nukleotida mengandung tiga komponen penting yang sama: basa nitrogen, deoksiribosa (gula 5-karbon), dan gugus fosfat . Nukleotida diberi nama berdasarkan pada basa nitrogen: adenin (A), timin (T), sitosin (C), dan guanin (G).
Model Watson dan Crick mengusulkan bahwa dua untai nukleotida berinteraksi melalui pasangan basa antara nukleotida: A berpasangan dengan T dan G berpasangan dengan C. Adenin dan timin adalah pasangan basa komplementer, begitu juga sitosin dan guanin. Pasangan basa ini distabilkan oleh ikatan hidrogen (jenis ikatan lemah yang terbentuk antara atom sebagian positif dan sebagian negatif). Adenin dan timin membentuk dua ikatan hidrogen dan sitosin dan guanin membentuk tiga ikatan hidrogen. Dua untai dari heliks ganda DNA bersifat antiparalel; artinya, ujung fosfat dari satu untai mengarah ke satu arah, sementara ujung gula dari untai lainnya mengarah ke arah tersebut. Gula dan fosfat nukleotida membentuk struktur tulang belakang, sementara basa nitrogen tersusun di dalamnya.