Menu

Definisi, Fungsi, Struktur, Sifat dan Replikasi DNA

0 Comment

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendengar istilah DNA. Nah, untuk lebih mengetahui dan memahaminya, berikut ini akan dijelaskan tentang definisi, fungsi, struktur, sifat dan replikasi DNA.

Definisi DNA

DNA, atau asam deoksiribonukleat, adalah bahan keturunan pada manusia dan hampir semua organisme lain. Hampir setiap sel dalam tubuh seseorang memiliki DNA yang sama. Sebagian besar DNA terletak di inti sel (di mana ia disebut DNA inti), tetapi sejumlah kecil DNA juga dapat ditemukan di mitokondria (di mana ia disebut DNA mitokondria atau mtDNA). Mitokondria adalah struktur di dalam sel yang mengubah energi dari makanan menjadi bentuk yang dapat digunakan sel.

Informasi dalam DNA disimpan sebagai kode yang terdiri dari empat basis kimia: adenin (A), guanin (G), sitosin (C), dan timin (T). DNA manusia terdiri dari sekitar 3 miliar pangkalan, dan lebih dari 99 persen pangkalan itu adalah sama pada semua orang. Urutan, atau urutan, dari pangkalan-pangkalan ini menentukan informasi yang tersedia untuk membangun dan memelihara suatu organisme, mirip dengan cara di mana huruf-huruf alfabet muncul dalam urutan tertentu untuk membentuk kata dan kalimat.

Basa DNA berpasangan satu sama lain, A dengan T dan C dengan G, untuk membentuk unit yang disebut pasangan basa. Setiap basa juga melekat pada molekul gula dan molekul fosfat. Bersama-sama, basa, gula, dan fosfat disebut nukleotida. Nukleotida disusun dalam dua untaian panjang yang membentuk spiral yang disebut heliks ganda. Struktur double helix agak seperti tangga, dengan pasangan basa membentuk anak tangga dan molekul gula dan fosfat membentuk sidepieces vertikal tangga.

Sifat DNA

Sifat penting dari DNA adalah dapat mereplikasi, atau membuat salinannya sendiri. Setiap untai DNA dalam heliks ganda dapat berfungsi sebagai pola untuk menduplikasi urutan basa. Ini sangat penting ketika sel membelah karena setiap sel baru perlu memiliki salinan tepat dari DNA yang ada dalam sel lama.

Penemu Struktur DNA

Yang menemukan struktur DNA untuk pertama kali adalah James Watson, Francis Crick dan Maurice Wilkins. James Watson adalah warga negara Amerika kelahiran tahun 1928 yang pada usia 18 tahun telah menerima gelar Ph.D pada bidang Zoologi dari Indiana University. Sementara Francis Crick adalah seorang warga Inggris kelahiran tahun 1916 yang sangat tertarik pada fisika, kimia dan matematika.

James Watson dan Francis Crick mulai kerja bersama untuk menentukan struktur DNA pada tahun 1949 di Cavendish Laboratory di Cambridge. Dan, Maurice Wilkins adalah seorang ilmuwan asal Selandia Baru yang menerima gelar Ph.D nya pada bidang Fisika.

Pada tahun 1950-1952, Wilkins bekerjasama dengan Raymond Gosling dan Rosalind Franklin dalam suatu percobaan menentukan struktur DNA menggunakan sinar-X. Berbekal hasil dari kolaborasinya bersama Franklin itulah Wilkins kemudian memulai kerjasamanya bersama Watson dan Crick dalam menentukan struktur DNA yang kini dikenal dengan nama Double-Helix atau Heliks Ganda.

DNA merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotida yang berulang-ulang. Setiap nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen. Gugus fosfat berfungsi menghubungkan antara molekul gula yang satu dan molekul gula yang lain. Gula pentosa pada nukleotida merupakan gula deoksiribosa karena salah satu atom C-nya kehilangan gugus OH. Molekul gula ini terikat pada basa nitrogen.

DNA

Basa nitrogen tersusun atas purin dan pirimidin. Purin tersusun atas guanin (G) dan adenin (A), sedangkan pirimidin tersusun atas timin (T) dan sitosin atau Cytosine (C). Basa-basa nitrogen ini mengadakan persenyawaan kimia dengan gula pentosa membentuk molekul deoksiribonukleosida (nukleosida). Deoksiribonukleosida akan bergabung dengan gugus fosfat untuk membentuk deoksiribonukleotida (nukleotida).

Monomer yang terdiri atas fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen disebut nukleotida. Jadi, molekul DNA dapat mengandung ribuan nukleotida (polinukleotida). Hubungan monomer antara basa nitrogen dan gula pentosa dinamakan nukleosida.

Rangkaian nukleosida tersebut terdiri atas empat macam, yang namanya bergantung pada jenis basa nitrogennya. Jika basanya adenin, nama nukleosidanya deoksiadenosin. Jika basanya guanin, namanya deoksiguanosin. Adapun jika basanya timin, namanya timidin, sedangkan jika basanya sitosin, namanya deoksisitidin.

Fungsi DNA

Fungsi DNA secara umum adalah untuk menyimpan dan menentukan karakteristik biologis pada setiap mahkluk hidup yang sesuai dengan pengaturan koneksi pada molekul yang sangat spesifik.

DNA (deoxyribonucleic acid) juga berfungsi untuk keperluan sintesis biologis untuk penciptaan protein seluler dan pembentukan molekul RNA.

Fungsi lainnya adalah sebagai berikut:

  • Sebagai pembawa informasi genetik DNA.
  • Memiliki peran dalam menduplikasi diri dan dalam pewarisan sifat.
  • Sebagai ekspresi informasi genetik.
  • Pengarah sintesis RNA pada sebuah proses kimia atau transkripsi.
  • Kode untuk pengaktifan protein dan penonaktifan gen.
  • Membuat protein.

Replikasi DNA

Replikasi atau proses menduplikasikan diri ini terjadi saat interfasi sebelum sel membelah dengan tujuan agar sel anakan hasil pembelahan mengandung DNA yang identik dengan DNA sel induk. Jika terdapat kesalahan pada proses ini, sifat pada sel-sel anakan akan mengalami perubahan. Berikut merupakan penjelasan singkat dari proses ini:

Replikasi DNA

  1. Dua rantai DNA dibuka oleh enzim helikase (no.9) dengan bantuan enzim topoisomerase (no.11).
  2. Rantai tunggal DNA dilekati oleh protein-protein pengikat untaian tunggal (no.10) dengan tujuan mencegah terbentuk kembalinya heliks ganda.
  3. Enzim RNA primase (no.6) menggabungkan nukelotida-nukleotida menjadi primer RNA, yaitu potongan pendek dari RNA.
  4. Molekul DNA polymerase (no.3 dan 8) melekat pada untaian tunggal DNA dan bergerak di sepanjang untaian itu kemudian membentuk untaian DNA baru.
  5. DNA ligase (no.4) menyambungkan fragmen-fragmen tersebut.