Pengertian DNA Beserta Struktur dan Fungsinya

informasitips.com – Sejak 50 tahun terakhir, banyak penelitian dilakukan untuk mendapatkan pemahaman materi genetik, yaitu DNA. Pemahaman yang baik mengenai fungsi DNA di dalam sel telah mengantarkan manusia untuk melakukan berbagai usaha penelitian hingga dapat mendatangkan manfaat bagi kehidupan, terutama di bidang Bioteknologi.Contohnya, sidik jari DNA atau DNA fingerprinting dalam analisa forensik yang mempermudah pekerjaan polisi untuk menangkap kriminal.
Contoh lain yakni tanaman transgenik atau tanaman yang direkayasa DNA-nya sehingga dapat menghasilkan panen yang lebih tinggi ataupun memiliki sifat yang dikehendaki, seperti resisten terhadap herbisida ataupun dapat hidup di lahan yang kering.

Bahkan, saat ini tes DNA bisa dilakukan untuk mengetahui kemungkinan kondisi anak kita nanti. Dengan begitu, kemungkinan munculnya cacat atau penyakit genetik yang langka dapat diketahui. Meskipun banyak hal baru dan rumit mengenai DNA, tapi sebenarnya struktur kimia DNA sederhana dan tersusun rapi sehingga mudah untuk dipahami.

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 diingat 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.

Sekarang pertanyaannnya, bagaimana tiap bagian DNA dapat bergabung dan sesuai?

James Watson dan Francis Crick memenangkan Nobel di tahun 1962 mengenai model penyatuan sturktur DNA. Bersama dengan Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins, mereka menyatakan bahwa struktur DNA merupakan dua untaian nukleotida yang disebut dengan double helix, dimana untaian tersebut tersusun secara spiral dengan posisi gula dan gugus fosfat terletak di sisi luar dan basa-basa nitrogen saling berpasangan di sisi dalam (menyambung kedua untaian tersebut).

Struktur Molekul DNA Utas Ganda (Double Helix)

Perlu diingat bahwa basa-basa tersebut tidak berpasangan secara acak. Erwin Chargaff meneliti lebih jauh pada basa-basa yang terkandung dalam DNA. Dia menyatakan persentase adenine (A) di dalam DNA selalu sama dengan persentase thymine (T), dan persentase guanine (G) selalu sama dengan persentase cytosine (C).

Gambaran yang diutarakan Watson dan Crick menjelaskan hasil penelitian tersebut dengan memperkirakan bahwa basa A selalu berpasangan dengan basa T sedangkan basa G selalu berpasangan dengan basa C dalam rantai DNA. Oleh karena itu, A dan T serta G dan C, merupakan pasangan basa. Jika satu rantai DNA terkode ATGCCAGT, maka rantai pasangannya ialah TACGGTCA.

Struktur kimia DNA meliputi rantai nukleotida yang terdiri atas satu gula pentosa, satu gugus fosfat, dan satu basa nitrogen. Perhatikan bahwa gula dan gugus fosfat membentuk bagian punggung DNA (rantai warna biru), dan dua rantai nukleotida tersebut tergabung melalui ikatan hidrogen pada basa nitrogen

Replikasi/Penggandaan DNA

Urutan pasangan basa merupakan hal yang sangat menentukan dalam proses replikasi/penggandaan DNA. Penggandaan DNA merupakan proses dimana DNA ditiru untuk membentuk DNA baru yang sama kode genetiknya.

Selama penggandaan, rantai DNA terbuka (karena ikatan hidrogen yang lemah terputus), sehingga ikatan antar-basa dalam struktur molekul DNA terputus. Dari masing-masing utas DNA tersebut (selanjutnya disebut utas cetakan) kemudian nukleotida-nukleotida yang baru disintesis berdasarkan urutan basa yang ada di utas cetakan. Rantai nukleotida yang baru memliki urutan basa yang komplemen dengan urutan basa pada utas cetakannya.

Kemudian, sepasang utas DNA tersebut (utas DNA cetakan+utas DNA yang baru) saling terikat untuk membentuk utas DNA utuh yang baru dan memiliki kode genetik yang sama dengan utas ganda DNA sebelumnya. Jadi, proses penggandaan tersebut menghasilkan 2 molekul DNA yang sama, yakni satu utas ganda DNA lama dan baru. Oleh karena itu, proses ini dikenal sebagai semiconservative replication (penggandaan semikonservatif) karena satu rantai DNA menghasilkan satu rantai DNA baru yang sama.

Replikasi DNA terjadi ketika untaian DNA terbuka dan tiap satu rantai dibuat tiruannya sehingga memiliki kode genetik yang sama

Lalu bagaimana dengan RNA dan apa itu RNA? Apa bedanya DNA dengan RNA?

Nah, jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut bisa langsung dibaca di artikel Perbedaan DNA dan RNA. Selamat belajar!

Referensi: Ebook CK-12 Life Science Honors For Middle School oleh Jean Brainard, Mark Davis, Corliss Karasov, Doris Kraus, Michelle Rogers-Estable, dan Jane Willan.
sumber