Apa itu DNA?

Bagi anda yang kebetulan senang mendalami ilmu Kimia (biokimia), kali ini saya coba sajikan salah satu tulisan mengenai DNA. 

Selamat Membaca.....

Tentunya diantara anda pernah mendengar atau melihat suatu peristiwa kecelakaan yang menyebabkan korban yang meninggal sulit untuk diidentifikasi, sehingga memerlukan analisa kecocokan DNA yang bertujuan menggungkap identitas si korban dari segi susunan keturunan yang dicocokan dengan keluarga si korban tersebut.

Dalam ilmu Hereditas, yaitu ilmu tentang pewarisan sifat-sifat fisik, biokimia dan perilaku dari suatu makhluk hidup kepada keturunannya. Sifat-sifat menurun ini dikendalikan oleh substansi genetika yang disebut DNA (Deoxyribo Nucleic Acid = Asam Deoksribo Nukleat), yang terdapat di dalam gen. Gen terkandung di dalam kromosom, yang terletak di dalam inti sel.

Pengertian DNA

Apa sih pengertian DNA itu? Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA merupakan sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.

DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama

1. gugus fosfat
2. gula deoksiribosa
3. basa nitrogen, yang terdiri dari:
   • Adenina (A)
   • Guanina (G)
   • Sitosina (C)
   • Timina (T)

Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa. 

 Struktur DNA

        Penemu DNA dan RNA adalh seorang ahli kimia berkebangsaan jerman, Frederich Miescher (1869), yang menyelidiki susunan kimia dari nucleus, zat yang mengandung fosfor sangat tinggi dalam nucleus tersebut mula – mula disebut nukleat.
Dengan penelitian lebih lanjut diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas nukleotida – nukleotida sehingga merupakan polinukleotida. Satu nukleotida terdiri dari nukleosida dan fosfat (PO4 - ) . sedangkan nukleosida terdiri dari sebuah gula pentose dan sebuah basa nitrogen (purin / pirimidin). Jadi nukleosida adalah nukleotida yang tanpa fosfat, sedang nukleotida adalah nukleosida + fosfat + basa nitrogen.
 

Asam Deoksiribo Nukleat merupakan molekul kompleks yang dibentuk oleh tiga macam molekul, yaitu:
1. Gula pentose (deoksiribosa)
2. Fosfat (PO4-)
3. Basa nitrogen , yaitu:
     a. Purin : guanine (G) dan adenine (A)
     b. Pirimidin : Timin (T) dan sitosin (S)

                                                                      

Rumus Bangun Basa Nitrogen

Jadi satu molekul nukleotida yang terdiri dari ikatan gula basa dan fosfat yang menyusun DNA dapat berbentuk:
1. Adenin nukleosida = adenine deoksiribosa fosfat
2. Guanine nukleosida = guanine deoksiribosa fosfat
3. Sitosin nukleosida = sitosin deoksiribosa fosfat
4. Timin nukleosida = timin deoksiribosa fosfat

                                                   

Berdasarkan hasil penelitian Franklin dan M.H.F wilkins pada DNA dengan menggunakan sinar X , J.D Watson dan F.H.C Crick (1953) mengemukakan suatu model gen, yang terkenal dengan nama double helix(ukir rangkap / tangga berpilin). Mereka akhirnya mendapatkan hadiah nobel pada tahun 1962.

Struktur kimia gen (DNA) menurut Watson – crick yang berupa tangga berpilin /ulir rangkap tersususn atas:
1. Gula dan fosfat sebagai induk tangga
2. Basa nitrogen, dengan pasangan tetapnya sebagai anak tangga:
    G dengan S dihubungkan oleh ikatan lemah 3 atom H (Hidrogen).
    T dengan A dihubungkan oleh ikatan lemah 2 atom H (hydrogen). 

Replikasi DNA

Kemampuan DNA untuk membentuk DNA baru yang sama persis dengan DNA asal (replikasi) disebut kemampuan autokatalik.
Sedangkan kemampuan DNA membentuk molekul kimia lain dari salah satu atau sebagaian rantainya disebut kemampuan heterokatalitik.
Peristiwa reolikasi DNA pertama – tama diselidikipada tahun 1957 oleh taylor dan kawan – kawan dengan menggunakan nitrogen radioaktif N15 yang dilembagakandalam timidin.
Timidin ialah senyawa antara timin dan deoksiribosa, percobaan taylor dan kawan – kawan ini diperkuat oleh penelitian meselson dan stahl (1958) dengan memberikan N dlam bentuk N15O3 pada bakteri Escherichia coli, yang hasilnya ternyata sel – sel anakan yang terjadi mengandung bahan radioaktif itu pula. Cara replikasi DNA berdasarkan percobaan meselson dan sthal ini disebut dengan cara semikonservatif yang banyak diterima oleh sebagian besar ahli biologi. Tiga hipotesis tentang terjadinya replikasi DNA adalah sebagai berikut.

1. Teori konservatif : menyatakan bahwa ulir rangkap (double helix) yang lama tetap (tidak berubah), dan langsung terbentuk ulir rangkap baru.
2. Teori dispersive : menyatakan bahwa ulir rangkap terputus – putus. Lalu potongan – potongan tersebut memisah dan membentuk potongan – potongan baru yang akan bersambung dengan potongan – potongan lama; sehingga kembali menjadi 2 DNA yang sama persis.
3. Teori semi konservatif ; menyatakan bahwa dua pita dari ulir rangkap memisahkan diri dan tiap – tiap pita yang lama mendapatkan pasangan pita baru seperti pasangannya yang lama, sehingga terbentuklah dua DNa yang sama persis.

Gambar; Tiga macam cara replikasi DNA: (a) teori konservatif, (b) teori dispersive, dan (c) teori semi konservatif.
Replikasi DNA berlangsung pada sel – sel muda , saat interfase (mitosis) . proses replikasi DNA ini melibatkan beberapa enzim antara lain sebagai berikut:

1. Helikase untuk mempermudah membuka ulir rangkap DNA menjadi dua buah ulir    tunggal.
2. Polymerase, untuk menggabungkan deoksiribo nukleosida trifosfat.
3. Ligase, untuk menyambung bagian – bagian ulir tunggal DNA yang baru terbentuk.

skema replikasi DNA secara semikonservatif 

Semoga bermanfaat....