DNA atau Deoxyribo Nucleic Acid merupakan suatu materi genetik yang berperan sebagai media pewarisan sifat orang tua kepada anaknya. DNA terdapat pada semua sel yang ada di tubuh kita, tepatnya terdapat dalam Organel Nukleus. Penemuan Alfred dan M. Chase pada tahun 1952 mendapatkan kesimpulan bahwa DNA lah yang membawa dan menyimpan informasi genetik sel. Untuk itu, kita pelajari lebih dalam tentang DNA (Deoxyribo Nukleic Acid).
Bagaimana sih sifat DNA itu? dan apa fungsi dari DNA?
a. Sifat dan fungsi DNA
Selain di dalam nukleus, DNA dapat ditemukan pada organel mitokondria, plastida, dan sitoplasma (dalam jumlah yang sedikit). DNA merupakan komponen yang ditemukan secara ekslusif di dalam kromosom dan mempunyai sifat dan fungsi, antara lain:
Bagaimana sih sifat DNA itu? dan apa fungsi dari DNA?
a. Sifat dan fungsi DNA
Selain di dalam nukleus, DNA dapat ditemukan pada organel mitokondria, plastida, dan sitoplasma (dalam jumlah yang sedikit). DNA merupakan komponen yang ditemukan secara ekslusif di dalam kromosom dan mempunyai sifat dan fungsi, antara lain:
- Merupakan material kromosom sebagai pembawa informasi genetik, melalui aktivitas pembelahan sel.
- Tebalnya 20 A (Amstrong) dan panjangnya beribu-ribu A (1 A = 10^-10 meter).
- Dapat melakukan replikasi, yaitu membentuk turunan atau menggandakan diri. DNA hasil replikasi ( DNA anak) memiliki urutan basa yang identik dengan yang dimiliki oleh heliks ganda parental ( DNA induk).
- Pada sel organisme prokariotik (bakteri), DNA berantai tunggal. Sedangkan, Pada sel eukariotik, DNA berupa heliks (rantai) ganda.
- Pada suhu mendekati titik didih atau pada pH yang ekstrim (kurang dari 3 atau lebih dari 10), DNA mengalami denaturasi (membuka). Jika lingkungan dikembalikan seperti semula, DNA dapat kembali membentuk heliks ganda, disebut renaturasi.
Terus Kalau Struktur Kimia DNA-nya Gimana?
b. Struktur Kimia DNA
DNA tersusun oleh nukleotida-nukleotida yang saling terpaut membentuk polinukleotida yang amat panjang. DNA merupakan molekul yang besar (makromolekul) dan terdiri dari dua rantai polinukleotida yang saling berikatan.
Setiap nukleotida tersusun atas 3 komponen, yakni sebuah basa nitrogen, sebuah gula pentosa yaitu deoksiribosa, dan satu gugus fosfat.
Basa nitrogennya meliputi basa purin (Guanin dan Adenin) dan basa pirimidin (Sitosin dan Timin).
Basa nitrogen purin dari heliks, yang satu berpasangan dengan basa pirimidin dari heliks yang lain membentuk struktur yang disebut double helix (heliks atau rantai ganda). Struktur tersebut disebut juga “rantai ganda Watson-Crick” karena ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick. Jika basa purinnya adalah adenin maka pirimidinnya timin (membentuk ikatan ganda dari A ke T), jika basa purinnya guanin maka pirimidinnya sitosin (membentuk ikatan rangkap tiga dari G ke S). Oleh karena itu, untaian rantai ganda bersifat komplementer (basa nitrogen pada rantai yang satu merupakan pasangan basa nitrogen pada rantai lainnya). Pada virus bakteriofag T2, tidak terdapat basa sitosin, melainkan basa pirimidin yang menyerupai sitosin.
Basa purin pada heliks satu dengan pirimidin heliks pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Pada heliksnya, basa nitrogen berikatan dengan gula pentosa deoksiribosa. Gula pentosa tersebut mengikat gugus fosfat. Basa nitrogen, gula deoksiribosa, dan gugus fosfat membentuk satu molekul nukleotida. Nah, gugus fosfat tersebut menghubungkan antara nukleotida satu dengan yang lain dalam satu rantai atau heliks yang sama. Apabila rantai ganda DNA dapat diibaratkan sebagai sebuah tangga maka ikatan basa purin dengan pirimidin sebagai anak tangganya, sedangkan gula deoksiribosa beserta fosfatnya sebagai ibu tangganya.
Menurut Chargaff (1940), jumlah adenin (A) = timin (T) dan jumlah guanin (G) = sitosin (C). Data sinar X Rosalind Franklin, heliks ganda DNA membentuk satu putaran penuh setiap 3,4 nm panjang heliks ganda. Jarak antara pasangan nukleotida satu dengan nukleotida berikutnya adalah 0,34 nm. Dengan demikian, jumlah pasangan nukleotida setiap satu putaran penuh adalah 10 nukleotida.
Bagan skematis rantai ganda DNA dapat disederhanakan dengan menggambar gugus fosfat dan deoksiribosa pada sebuah garis. Huruf-huruf yang ada menggambarkan macam basa nitrogennya.
Nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain berhubungan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester. Ikatan atau hubungan tersebut selalu sama. Artinya, gugus fosfat mengikat residu deoksiribosa pada atom karbon nomor 5 (5´= primer) dan atom karbon nomor 3 (3´ = 3 primer) pada residu deoksiribosa nukleotida berikutnya. Oleh karena itu, polinukleotida DNA merupakan molekul-molekul yang linear.
Basa nitrogennya meliputi basa purin (Guanin dan Adenin) dan basa pirimidin (Sitosin dan Timin).
Basa nitrogen purin dari heliks, yang satu berpasangan dengan basa pirimidin dari heliks yang lain membentuk struktur yang disebut double helix (heliks atau rantai ganda). Struktur tersebut disebut juga “rantai ganda Watson-Crick” karena ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick. Jika basa purinnya adalah adenin maka pirimidinnya timin (membentuk ikatan ganda dari A ke T), jika basa purinnya guanin maka pirimidinnya sitosin (membentuk ikatan rangkap tiga dari G ke S). Oleh karena itu, untaian rantai ganda bersifat komplementer (basa nitrogen pada rantai yang satu merupakan pasangan basa nitrogen pada rantai lainnya). Pada virus bakteriofag T2, tidak terdapat basa sitosin, melainkan basa pirimidin yang menyerupai sitosin.
Basa purin pada heliks satu dengan pirimidin heliks pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Pada heliksnya, basa nitrogen berikatan dengan gula pentosa deoksiribosa. Gula pentosa tersebut mengikat gugus fosfat. Basa nitrogen, gula deoksiribosa, dan gugus fosfat membentuk satu molekul nukleotida. Nah, gugus fosfat tersebut menghubungkan antara nukleotida satu dengan yang lain dalam satu rantai atau heliks yang sama. Apabila rantai ganda DNA dapat diibaratkan sebagai sebuah tangga maka ikatan basa purin dengan pirimidin sebagai anak tangganya, sedangkan gula deoksiribosa beserta fosfatnya sebagai ibu tangganya.
Menurut Chargaff (1940), jumlah adenin (A) = timin (T) dan jumlah guanin (G) = sitosin (C). Data sinar X Rosalind Franklin, heliks ganda DNA membentuk satu putaran penuh setiap 3,4 nm panjang heliks ganda. Jarak antara pasangan nukleotida satu dengan nukleotida berikutnya adalah 0,34 nm. Dengan demikian, jumlah pasangan nukleotida setiap satu putaran penuh adalah 10 nukleotida.
Bagan skematis rantai ganda DNA dapat disederhanakan dengan menggambar gugus fosfat dan deoksiribosa pada sebuah garis. Huruf-huruf yang ada menggambarkan macam basa nitrogennya.
Nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain berhubungan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester. Ikatan atau hubungan tersebut selalu sama. Artinya, gugus fosfat mengikat residu deoksiribosa pada atom karbon nomor 5 (5´= primer) dan atom karbon nomor 3 (3´ = 3 primer) pada residu deoksiribosa nukleotida berikutnya. Oleh karena itu, polinukleotida DNA merupakan molekul-molekul yang linear.
