Pengertian, Struktur, dan Replikasi DNA

Pengertian, Struktur, dan Replikasi DNA – DNA terdapat pada seluruh makhluk hidup dan berperan sebagai materi yang dapat menyimpan seluruh informasi di dalam makhluk hidup. Di bawah ini akan dijelaskan mengenai pengertian, struktur, dan replikasi DNA secara detail!

A.  DNA

DNA (Deoxyribonucleic acid) merupakan komponen yang paling penting dalam kehidupan karena sebagai pembawa informasi genetik dari satu generasi ke generasi lain. DNA berkaitan dengan semua aktivitas biologis dan merupakan pusat kajian di dalam sitologi, genetik, biologi molekuler, mikrobiologi, perkembangan biologis, biokimia, dan evolusi.

1. Struktur DNA

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.

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). Gambar 3.9 berikut menunjukkan struktur kimia basa nitrogen.

Monomer yang terdiri atas fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen disebut nukleotida. Jadi, molekul DNA dapat mengandung ribuan nukleotida (polinukleotida). Adapun 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.

Orang yang pertama mengemukakan gagasan tentang struktur tiga dimensional DNA adalah W.T. Atsbury. Ia menyimpulkan bahwa DNA itu sangat padat. Polinukleotida yang menyusunnya berupa timbunan nukleotida pipih yang teratur tegak lurus terhadap sumbu memanjang.

Wilkins melanjutkan kristalografi sinar X hasil Atsbury. Wilkins berhasil mempersiapkan serabut-serabut DNA dan dapat dibuat foto melalui difraksi sinar X oleh Rosalind Franklin.

Berdasarkan foto yang diambil Rosalind Franklin pada bulan April 1953, Watson dan Crick mengambil kesimpulan bahwa struktur model DNA terdiri atas dua rantai polinukleotida yang diikat oleh hidrogen di antara basa nitrogen. Ikatan hidrogen antara adenin dan timin dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen. Sementara itu, antara sitosin dan guanin dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen.

2. Replikasi DNA

DNA dapat berfungsi sebagai heterokatalis, artinya DNA dapat menyintesis molekul lain, membentuk RNA. DNA juga berfungsi sebagai autokatalitik, artinya DNA mampu membentuk dirinya sendiri.

Dengan fungsi otokatalitik, DNA dapat memperbanyak diri melalui suatu proses yang dinamakan replikasi (Gambar 3.12). Replikasi DNA akan menghasilkan DNA baru dari rantai DNA yang telah ada. Proses replikasi ini memerlukan deoksiribonukleosida fosfat dan beberapa enzim (Campbell, et al, 2006: 18).