Apa itu DNA?

DNA merupakan materi yang membentuk kromosom-kromosom dan juga merupakan

informasi genetik yang tersimpan dalam tubuh makhluk hidup. Informasi genetik ini pada

dasarnya merupakan kumpulan instruksi/perintah yang mengatur sel untuk bisa melakukan

hal-hal tertentu. DNA singkatan dari deoxyribonucleic acid, atau dalam Bahasa Indonesia

disebut dengan Asam Deoksiribosa Nukleat atau ADN. Kata deoxyrybo mengacu pada

nama gula yang terkandung dalam DNA, yaitu deoxyrybose (deoksiribosa).

Susunan kimia DNA adalah polimer berupa rantai panjang dari nukleotida. Perlu Kamu

ingat bahwa satu nukleotida terdiri dari satu gugus fosfat, satu komponen gula pentosa (5-

karbon), dan satu basa nitrogen. Satu-satunya pembeda tiap nukleotida ialah basa nitrogen.

Hanya ada 4 kemungkinan basa yang terdapat pada tiap satu nukloetida DNA,

yaitu adenine (A), guanine (G),thymine (T), atau cytosine (C). Variasi urutan dari keempat

basa-basa tersebut membentuk suatu kode genetik pada sel. Mungkin hal ini dirasa aneh,

hanya dengan 4 huruf yang terdapat pada DNA, suatu informasi genetik yang berbeda-beda

dapat diwariskan pada keturunan makhluk hidup. Itu sebenarnya wajar saja, karena pada

kromosom terdapat berjuta-juta nukleotida, maka sangat banyak kombinasi yang berbeda

meskipun hanya berasal dari 4 huruf tersebut.

STRUKTUR DNA

DNA merupakan makromolekul yang berupa benang yang sangat panjang yang terbentuk

dari sejumlah besar deoksiribonukleotida, yang masing-masing tersusun dari satu basa

nitrogen, satu pentose dan satu gugus fosfat. Ada dua jenis pentosa yaitu deoksiribosa dan

ribosa. Ini merupakan hal yang membedakan antara DNA dan RNA. Dinamakan DNA bila

mengandung deoksiribosa dan dinamakan RNA bila mengandung ribosa. Basa nitrogen

pada molekul DNA akan membawa informasi genetic sedangkan gula dan gugus fosfat

mempunyai peran structural. Deoksi pada deoksiribosa menyatakan bahwa gula ini

kekurangan satu atom oksigen yang adapada ribosa sebagai senyawa induknya. (Ai

Djuminar, Biologi molekuler)

Basa nitrogen merupakan derivat purin dan pirimidin. Basa purin dan pirimidin merupakan

senyawa heterosiklik yaitu senyawa yang berbentuk siklik ( cincin ) yang mengandung

unsur karbon dan non-karbon ( hetero ). Sebagai atom hetero yang paling sering ditemukan

dalam biologi adalah unsur nitrogen. Basa purin dalam DNA adalah adenine ( A ) dan

guanin ( G ) dan basa pirimidinnya adalah timin ( T ) dan sitosin ( C ).

Isi informasi DNA ( kode genetik ) terletak dalam rangkaian yang didalamnya tersusun

monomer deoksiribonukleotida purin dan pirimidin. Polimer tersebut memiliki polaritas,

salah satu ujungnya mempunyai gugus terminal 5’- hidroksil atau fosfat, sedang ujung

lainnya memiiki moeitas 3’- fosfat atau hidroksil. (Ai Djuminar, Biologi molekuler)

DNA merupakan untaian ganda ( double heliks ) yang dipertahankan urutannya

oleh ikatan hydrogen diantara basa purin dan pirimidin masing-masing molekul linier.

Tulang punggung DNA yang bersifat tetap disepanjang molekul terdiri dari deoksiribosa

yang berikatan dengan gugus fosfat. Khususnya ujung 3’- hidroksil pada bagian gula

sebuah deoksiribonukleosida yang disambungkan pada ujung 5’- hidroksil gula yang

berdekatan melalui jembatan fosfodiester. (Ai Djuminar, Biologi molekuler)

Ciri-ciri DNA menurut Watson dan Crick :

a. Merupakan untaian heliks polinukleotida yang melingkar melalui satu sumbu. Kedua

rantai mempunyai arah yang berlawanan ( 5’ ke 3’ dan 3’ ke 5’ )

b. Basa purin dan pirimidin terdapat dibagian dalam heliks, sedangkan unit fosfat dan

deoksiribosa terdapat dibagian luar

c. Diameter heliks sebesar 20 A0, jarak antara basa yang bersbelahan adalah 3,4 A0 pada

poros helik dengan sudut rotasi sebesar 360. Putaran heliks berulang setelah 10 residu pada

setiap rantai yaitu pada interval 34 A0.

d. Kedua rantai saling berhubungan melalui ikatan hydrogen antara pasangan basanya

yaitu A dengan T dan G dengan C.

e. Urutan basa sepanjang rantai polinukleotida tidak dibatasidengan cara apapun. Urutan

basa yang tepat tersebutmengandung informasi genetik.

Atom-atom hydrogen pada basa purin dan pirimidin mempunyai posisi tertentu.

Adenin membentuk 2 ikatan hydrogen dengan timin, guanin membentuk 3 ikatan hydrogen

dengan sitosin, maka ikatan G-C lebih kuat 50%. Adenin yang merupakan basa purin

selalu berikatan dengan timin yang merupakan basa dari pirimidin dan Guanin yang

merupakan basa purin selalu berikatan dengan sitosin yakni basa pirimidin sehingga

susunan basa pada DNA tidak random atau acak tetapi bersesuaian yang disebut basa

komplementer. Ikatan hidrogen pada rantai DNA menjadikan kedua rantai polinukleotida

terikat satu sama lain dan saling komplementer, artinya jika pada basa salah satu rantai

diketahui maka basa pada rantai yang lain dapat ditentukan.(Ai Djuminar, Biologi

molekuler)

Secara kimia DNA mengandung karakteri/sifat sebagai berikut:

1. Memiliki gugus gula deoksiribosa.

2. Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).

3. Memiliki rantai heliks ganda anti paralel

4. Kandungan basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan

spesifik satu dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin (G±C),

dan adenidan adenin berpasangan dengan timin (A - T), sehingga jumlah

guanin selalu sama dengan jumlah sitosin. Demikian pula adenin dan timin.

Bentuk DNA

Pada tahun 1953, berdasar hasil penelitian dari Rosalind Franklin, James Watson and

Francis Crick,  DNA diketahui berbentuk double helix. Terdiri dari dua pita yang berpilin

menjadi satu.

Gambar 1. Contoh Double helix

Gambar di tengah menunjukkan model double helix, yang merupakan struktur DNA. Ingat

bahwa double helix terdiri dari dua rantai, satu berwarna biru, dan satunya kuning. Contoh

helix misalnya pada rajutan tali, seperti pada gambar sebelah kanan.

Penyusun Utama DNA

Sesuai dengan namanya, DNA, Deoxyribose Nucleic Acid. Penyusun utama DNA adalah

gula ribose yang kehilangan satu atom oksigen (deoksiribose).

Perhatikan gambar di atas, pada deoksiribose, satu atom oksigen pada salah satu atom C

ribose hilang.

Tiap pita/rantai double helix terbuat dari unit-unit berulang yang disebut nukleotida. Satu

nukleotida terdiri dari tiga gugus fungsi; satu gula ribose, triphosphate, dan satu basa

nitrogen.

Sebuah Molekul DNA Terdiri dari Dua Chains Pelengkap dari

Nukleotida

Sebuah DNA molekul terdiri dari dua rantai polinukleotida panjang terdiri dari

empat jenisnukleotida subunit. Masing-masing rantai dikenal sebagai rantai DNA, atau

sebuah untai DNA. Hidrogen ikatan antara dasar bagian dari nukleotida memegang dua

rantai bersama-sama ( Gambar 4-3 ). Seperti kita lihat dalam Bab 2 ( Panel 2-6 , hlm 120-

121), nukleotida terdiri dari lima-karbon gula yang melekat satu atau lebih gugus fosfat

dan basis yang mengandung nitrogen. Dalam kasus nukleotida DNA, gula deoksiribosa

melekat gugus fosfat tunggal (maka nama asam deoksiribonukleat ), dan dasar dapat

berupa (A) adenin, sitosin (C), guanin ( G ), atau timin (T). Nukleotida yang kovalen

dihubungkan bersama di rantai melalui gula dan fosfat, yang dengan demikian membentuk

"tulang punggung" bolak gula-fosfat-gula-fosfat (lihat Gambar 4-3 ). Karena hanya dasar

berbeda di masing-masing dari empat jenis subunit, masing-masing rantai polinukleotida

dalam DNA analog dengan sebuah kalung (tulang punggung) dirangkai dengan empat jenis

manik-manik (empat basa A, C, G, dan T). Simbol-simbol yang sama (A, C, G, dan T) juga

sering digunakan untuk menunjukkan perbedaan empat nukleotida-yaitu, dasar dengan

gula terpasang dan gugus fosfat. 

Gambar 4-3

DNA dan blok bangunan. DNA terbuat dari empat jenis nukleotida, yang dihubungkan

kovalen ke rantai polinukleotida (untai DNA) dengan tulang punggung gula-fosfat dari

mana dasar (A, C, G, dan T) memperpanjang. Sebuah molekul DNA terdiri dari dua (more.

..)

Cara di mana nukleotida subunit yang berjajar bersama-sama memberikan DNA untai

polaritas kimia. Jika kita berpikir dari masing-masing gula sebagai blok dengan tombol

menonjol (5 'fosfat) di satu sisi dan lubang (3' hidroksil ) di sisi lain (lihat Gambar 4-3 ),

masing-masing rantai selesai, dibentuk oleh tombol-tombol saling dengan lubang, akan

memiliki semua subunit yang berbaris dalam orientasi yang sama. Selain itu, kedua ujung

rantai akan mudah dibedakan, sebagai salah satu memiliki lubang (3 'hidroksil) dan tombol

yang lain (5' fosfat) di ujung nya. Ini polaritas dalam rantai DNA ditunjukkan dengan

mengacu pada salah satu ujung sebagai 'end dan lainnya sebagai 5' 3 akhir. 

Struktur tiga-dimensi dari DNA - yang double helix -muncul dari kimia dan fitur

struktural dari dua rantai polinukleotida. Karena dua rantai yang diselenggarakan bersama

oleh ikatan hidrogen antara dasar pada untaian yang berbeda, semua basis berada di dalam

double helix, dan gula -fosfat tulang punggung berada di luar (lihat Gambar 4-3 ). Dalam

setiap kasus, seorang bulkier dua-cincin dasar (a purin , lihat Panel 2-6 , hlm 120-121)

dipasangkan dengan basa tunggal-ring (a pirimidin ), A selalu berpasangan dengan T,

dan Gdengan C ( Gambar 4-4 ). Ini melengkapi dasar-pairing memungkinkan pasangan

basa yang akan dikemas dalam pengaturan penuh semangat paling menguntungkan di

bagian dalam helix ganda. Dalam pengaturan ini, setiap pasangan basa adalah lebar yang

sama, sehingga memegang gula-fosfat tulang punggung terpisah jarak yang sama di

sepanjang DNA molekul. Untuk memaksimalkan efisiensi pasangan basa kemasan, dua

tulang punggung gula-fosfat angin sekitar satu sama lain untuk membentuk sebuah helix

ganda, dengan satu putaran penuh setiap sepuluh pasang basa. 

Struktur DNA Menyediakan Mekanisme untuk Keturunan

Gen membawa informasi biologis yang harus disalin secara akurat untuk transmisi kepada

generasi berikutnya setiap kali sel membelah untuk membentuk dua sel anak. Dua

pertanyaan biologi pusat muncul dari persyaratan ini: bagaimana bisa informasi untuk

menentukan organisme dilakukan dalam bentuk kimia, dan bagaimana hal itu akurat

disalin? Penemuan struktur DNA helix ganda adalah tengara dalam abad ke-biologi karena

segera menyarankan jawaban untuk kedua pertanyaan, sehingga menyelesaikan pada

tingkat molekuler masalah keturunan. Kami membahas secara singkat jawaban atas

pertanyaan-pertanyaan dalam bagian , dan kami akan memeriksa mereka secara lebih rinci

dalam bab-bab berikutnya.

DNA mengkodekan informasi melalui urutan, atau urutan, dari nukleotida sepanjang

masing-masing untai. Setiap basis -A, C, T, atau G -dapat dianggap sebagai surat dalam

alfabet empat-huruf yang merinci pesan biologis dalam struktur kimia DNA. Seperti kita

lihat dalam Bab 1, organisme berbeda satu sama lain karena masing-masing molekul DNA

memiliki perbedaan nukleotida urutan dan, akibatnya, membawa pesan biologis yang

berbeda. Tapi bagaimana alfabet nukleotida digunakan untuk membuat pesan, dan apa

yang mereka mengeja?

Seperti dibahas di atas, diketahui jauh sebelum struktur DNA itu ditentukan bahwa gen

berisi instruksi untuk memproduksi protein. Pesan DNA karena itu harus entah bagaimana

mengkodekan protein ( Gambar 4-6 ). Hubungan ini segera membuat masalah lebih mudah

dimengerti, karena karakter kimia protein. Sebagaimana dibahas dalam Bab 3, sifat dari

protein , yang bertanggung jawab untuk fungsi biologisnya, ditentukan oleh tiga-dimensi

struktur, dan struktur yang ditentukan secara bergantian oleh urutan linear dari asam amino

yang terdiri. Urutan linear nukleotida dalam gen sehingga harus entah bagaimana mengeja

urutan linier asam amino dalam protein. Korespondensi yang tepat antara empat-huruf

nukleotida alfabet DNA dan dua puluh huruf asam amino alfabet protein-the genetik kode -

tidak jelas dari struktur DNA, dan butuh lebih dari satu dekade setelah penemuan double

helix sebelum itu bekerja. Dalam Bab 6 kita menjelaskan kode ini secara rinci dalam

rangka menguraikan proses, yang dikenal sebagai gen ekspresi , di mana sel

menerjemahkan urutan nukleotida dari gen ke dalam urutan asam amino dari protein.

FUNGSI DNA

1).Pembawa informasi genetikDNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa

informasi genetik makhluk hidup. DNAmembawa instruksi bagi pembentukan ciri dan sifat

makhluk hidup.

2) Berperan dalam duplikasi diri dan pewarisan sifatOleh karena DNA mengandung semua

informasi sifat makhluk hidup,ia juga harus memiliki informasibagi perbanyakan

diri(replikasi). Replikasi dna memberikan jalan bagi DNA untuk diwariskan darisatu sel ke

sel lainnya.

3) Ekspresi informasi genetikGen-gen membawa informasi untuk membentuk protein

tertentu. Proses ini terjadi melaluimekanisme sintesis protein. Proses pembentukan protein

ini terjadi melalui proses transkripsi DNAmenjadi RNA dan translasi RNA membentuk

rantai polipeptida.

Penggunaan DNA Dalam Teknologi

DNA dalam forensik

Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang terletak dalam darah, semen, kulit, liur atau rambut yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk mengidentifikasi kemungkinan tersangka, sebuah proses yang disebut fingerprinting genetika atau pemrofilan DNA (DNA profiling). Dalam pemrofilan DNA panjang relatif dari bagian DNA yang berulang seperti short tandem repeats dan minisatelit, dibandingkan. Pemrofilan DNA dikembangkan pada 1984 oleh genetikawan Inggris Alec Jeffreys dari Universitas Leicester, dan pertama kali digunakan untuk mendakwa Colin Pitchfork pada 1988 dalam kasus pembunuhan Enderby di Leicestershire, Inggris. Banyak yurisdiksi membutuhkan terdakwa dari kejahatan tertentu untuk menyediakan sebuah contoh DNA untuk dimasukkan ke dalam database komputer. Hal ini telah membantu investigator menyelesaikan kasus lama di mana pelanggar tidak diketahui dan hanya contoh DNA yang diperoleh dari tempat kejadian (terutama dalam kasus perkosaan antar orang tak dikenal).

Metode ini adalah salah satu teknik paling terpercaya untuk mengidentifikasi seorang pelaku kejahatan, tetapi tidak selalu sempurna, misalnya bila tidak ada DNA yang dapat diperoleh, atau bila tempat kejadian terkontaminasi oleh DNA dari banyak orang.

DNA dalam komputasi

DNA memainkan peran penting dalam ilmu komputer, baik sebagai masalah riset dan sebagai sebuah cara komputasi.

Riset dalam algoritma pencarian string, yang menemukan kejadian dari urutan huruf di dalam urutan huruf yang lebih besar, dimotivasi sebagian oleh riset DNA, dimana algoritma ini digunakan untuk mencari urutan tertentu dari nukleotida dalam sebuah urutan yang besar. Dalam aplikasi lainnya seperti editor text, bahkan algoritma sederhana untuk masalah ini biasanya mencukupi, tetapi urutan DNA menyebabkan algoritma-algoritma ini untuk menunjukkan sifat kasus-mendekati-terburuk dikarenakan jumlah kecil dari karakter yang berbeda.

Teori database juga telah dipengaruhi oleh riset DNA, yang memiliki masalah khusus untuk menaruh dan memanipulasi urutan DNA. Database yang dikhususkan untuk riset DNA disebut database genomik, dam harus menangani sejumlah tantangan teknis yang unik yang dihubungkan dengan operasi pembandingan kira-kira, pembandingan urutan, mencari pola yang berulang, dan pencarian homologi.

Sumber :wikipedia