DNA Lengkap Pengertian, Struktur, Sifat, Fungsi, Gambar dan Proses Terbentuknya

DNA merupakan makromolekul berupa benang sangat panjang yang terbentuk dari sejumlah besar deoksiribonukleotida, yang masing-masing tersusun dari satu basa nitrogen, satu gula deoksiribosa dan satu gugus fosfat. DNA merupakan suatu senyawa kimia yang penting bagi makhluk hidup.

Pada tahun 1953, Francis Crick dari Inggris dan James D. Watson dari Amerika menyatakan bahwa struktur DNA berdasarkan analisis fotodefraksi sinar X berbentuk double helix (rantai ganda) atau tangga tali berpilin. Menurut Francis Crick dari Inggris dan James D. Watson dari Amerika, susunan dari DNA yaitu :
  • Setiap DNA terdiri dari 2 rantai polinukleotida yang berpilin (double helix).
  • Setiap nukleotida berada pada bidang datar yang tegak lurus seolah-olah membentuk anak tangga (pasangan basa nitrogen), sedangkan ibu tangganya terbentuk dari gugus fosfat.
  • Diantara 2 rantai polinukleotida dihubungkan oleh ikatan hidrogen pada tiap-tiap pasangan basa nitrogennya.
  • Basa pirimidin selalu berikatan dengan basa purin, dengan pasangan yang selalu tetap.

DNA berfungsi untuk menyimpan seluruh informasi biologis setiap makhluk hidup. DNA biasa dikenal dengan Asam Deoksiribonukleat atau dalam bahasa Inggris yaitu Deoxyribonucleic Acid. Secara garis besar, DNA di dalam sel berperan sebagai materi genetika yang menyimpan cetak biru bagi seluruh aktivitas sel, menentukan sifat organisme berdasarkan faktor keturunan, serta mengendalikan aktivitas sel. DNA bisa ditemukan di dalam inti sel dan mitokondria.

Pada pembahasan kali ini kami akan membahas tentang DNA secara lengkap, mulai dari pengertian DNA, struktur DNA, sifat DNA, fungsi DNA, proses terbentuknya DNA dan mekanisme kerja DNA. Untuk selengkapnya, mari langsung saja kita simak pembahasan dibawah ini.

Pengertian DNA

Gambar DNA
Gambar DNA

DNA adalah suatu polimer nukleotida ganda yang saling berpilin (double helix) yang berperan penting dalam pewarisan sifat. DNA adalah singkatan dari Deoxyribonucleic Acid (Bahasa Inggris) atau Asam Deoksiribonukleat (Bahasa Indonesia). DNA sering disebut dengan satu set cetak biru, kode atau resep, karena berisi petunjuk atau cara yang diperlukan untuk membuat komponen lain dari sel, seperti molekul RNA dan protein. DNA berfungsi untuk menyimpan seluruh informasi biologis dari setiap makhluk hidup dan virus.

DNA yang berada di dalam inti sel, akan membentuk kromosom. DNA terletak di dalam kromosom. Setiap manusia yang normal mempunyai 23 pasang kromosom yang terdiri atas 22 pasang kromosom somatik yang disebut dengan autosom dan 1 pasang kromosom seks. Kromosom seks pada wanita berbeda dengan kromosom seks pada pria. Wanita mempunyai 2 salinan dari kromosom X atau XX, sedangkan pria mempunyai satu X dan satu kromosom Y. Setiap organisme mempunyai jumlah kromosom yang berbeda-beda, misalnya lalat hanya mempunyai 4 pasang kromosom dan simpanze mempunyai 24 pasang kromosom.

Sejarah Penemuan DNA

DNA pertama kali ditemukan oleh F. Miescher, pada tahun 1869 melalui sel eritrosit burung dan sel spermatozoa, yang kemudian disebut dengan nuklein. Penemuan lain mengenai DNA juga dilakukan oleh Fischer, pada tahun 1880, tentang adanya zat berupa dua purin (Adenin dan Guanin) dan dua pirimidin (Sitosin dan Timin).

Setelah penemuan tersebut, pada tahun 1910, Levine menemukan gula deoksiribosa, gula 5 karbon ribosa, dan asam fosfat dalam inti. Sebagian besar DNA berada di dalam nukleus (inti sel). Namun ada juga yang terdapat di dalam mitokondria. Pada tahun 1953, James Watson dan Frances Crick menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau biasa dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.

Baca Juga : Pengertian Inti Sel (Nukleus), Lengkap Bagian, Struktur, Fungsi, Macam dan Gambar

Struktur DNA

Gambar Struktur DNA
Gambar Struktur DNA

DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang saling berpilin dan membentuk struktur double helix. Satu rantai (utas) polinukleotida tersusun dari rangkaian nukleotida. Masing-masing nukleotida terdiri dari basa nitrogen, gugus fosfat dan gula deoksiribosa.
  1. Basa nitrogen, yang terkait pada atom karbon (C) nomor 1 dari gula pentosa. Basa nitrogen tersusun dari basa purin dan basa pirimidin. Basa purin yaitu berupa guanin (G) dan adenin (A), sedangkan basa pirimidin yaitu berupa timin (T) dan sitosin (C).
  2. Gugus fosfat, yang terkait pada atom karbon (C) nomor 5 dari gula pentosa. 
  3. Gula deoksiribosa, yaitu gula pentosa (atom 5 karbon) yang kekurangan satu molekul oksigen pada atom karbon (C) nomor 2. 

Ketiga komponen tersebut saling terikat dan membentuk tulang punggung yang sangat panjang pada rantai ganda (double helix). Struktur dari ketiga komponen tersebut bisa diumpamakan seperti tangga, dimana gugus fosfat adalah ibu tangganya dan susunan basa nitrogen adalah anak tangganya.

Pada rantai DNA terdapat 3 ikatan kimia, diantaranya yaitu :
  1. Ikatan hidrogen, adalah ikatan kimia antara dua basa nitrogen yang saling berpasangan. Ikatan hidrogen dibedakan menjadi dua macam, yaitu ikatan rangkap dua (Adenin berpasangan dengan Timin) dan ikatan rangkap tiga (Guanin berpasangan dengan Sitosin).
  2. Ikatan fosfodiester, adalah ikatan kimia antara gugus fosfat dari satu nukelotida dengan gula deoksiribosa dari nukleotida terdekatnya.
  3. Ikatan antara basa nitrogen dengan gula deoksiribosa atau satu nukleosida, diantaranya yaitu: dAMP atau Deoksiadenosin monofosfat (ikatan antara basa adenin dan gula deoksiribosa), dGMP atau Deoksiguanosin monofosfat (ikatan antara basa guanin dan gula deoksiribosa), dCMP atau Deoksitidin monofosfat (ikatan antara basa sitosin dan gula deoksiribosa), dan dTMP atau Deoksitimidin monofosfat (ikatan antara basa timin dan gula deoksiribosa).

Sifat DNA

  1. Jumlah DNA di dalam sel berdasarkan jumlah kromosom atau sifat ploidi. 
  2. Jumlah DNA pada setiap jenis sel adalah konstan. Misalnya, jumlah DNA pada anjing tidak sama dengan jumlah DNA pada kucing.
  3. Pada inti sel prokariotik, mitokondria dan plastid, DNA berbentuk sirkuler atau berantai tunggal
  4. Pada inti sel eukariotik, DNA berbentuk seperti benang yang tidak bercabang atau double heliks.
  5. Jumlah basa yang menyusun DNA, memiliki panjang dan urutan yang berbeda. 
  6. Mampu melakukan duplikasi atau replikasi.
  7. DNA merupakan material kromosom yang berfungsi untuk membawa informasi genetik melalui aktivitas pembelahan sel.
  8. Pada pH yang ekstrim atau suhu mendekati titik didih, DNA akan terbuka atau mengalami denaturasi. Sebaliknya, DNA akan mengalami renaturasi atau kembali membentuk double heliks jika lingkungan kembali seperti semula dengan PH dan suhu normal.

Fungsi DNA 

  1. Mempunyai peranan dalam pewarisan sifat. 
  2. Menyampaikan informasi genetik dari suatu generasi ke generasi berikutnya.
  3. Mensintesis molekul kimia lain. 
  4. Mengekspresikan informasi genetik. 
  5. Mengatur aktivitas sel dengan mensintesis enzim serta protein lainnya.
  6. Mampu menggandakan diri atau replikasi.
  7. Sebagai tempat sintesis semua kode jenis asam amino dalam sel.

Proses Terbentuknya DNA

DNA terbentuk melalui proses replikasi DNA yaitu melakukan penggandaan diri karena DNA mempunyai sifat autokatalisis. Replikasi DNA adalah tahap awal yang berperan penting dalam pembelahan sel (mitosis dan meiosis). Dari proses replikasi DNA akan dihasilkan rantai DNA baru. Setelah proses replikasi akan terbentuk dua buah DNA double helix.

Setiap dua molekul double helix DNA yang baru akan membentuk sebuah kromatid. Replikasi DNA membentuk dua kromatid yang berada di dalam kromosom yang siap membelah. Pada proses ini, kromosom akan digandakan, namun tetap terikat menjadi satu melalui sentromer. Dalam proses ini diperlukan beberapa perlengkapan, diantaranya yaitu :
  1. Rantai DNA lama, berfungsi sebagai cetakan.
  2. Enzim DNA helikase, berfungsi untuk menghidrolisis rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal polinukleotida.
  3. Polimerase, berfungsi untuk merangkai rantai-rantai mononukleotida membentuk DNA baru. 
  4. Enzim Ligase, berfungsi untuk menyambung nukleotida ulir tunggal DNA yang baru terbentuk dan 4 macam nukleotida. 

Replikasi DNA bisa terjadi jika rantai nukleotida baru di sintesis dari rantai nukleotida lama. Menurut para ahli, terdapat 3 kemungkinan model replikasi DNA, diantaranya yaitu :
Gambar 3 Model Replikasi DNA
Gambar 3 Model Replikasi DNA

Model Konservatif 
Pada model ini, dua utas DNA lama (induk) tidak mengalami pemisahan. Tetapi, keduanya bisa membentuk double helix yang baru, sehingga akan dihasilkan dua DNA double helix.

Model Semikonservatif 
Pada model ini, dua utas DNA lama akan mengalami pemisahan, kemudian masing-masing utas berfungsi sebagai cetakan untuk menyintesis utas DNA yang baru. Masing-masing utas DNA baru akan membawa utas DNA lama.

Model Dispersif
Pada model ini, utas DNA lama (induk) akan terputus-putus menjadi beberapa segmen. Kemudian, segmen-segmen utas DNA lama tersebut akan bergabung dengan segmen-segmen utas DNA baru, sehingaa akan dihasilkan dua DNA double helix.

Ketiga model tersebut, model yang tepat untuk proses replikasi DNA yaitu model semikonservatif. Model semikonservatif berlaku bagi organisme eukariotik maupun prokariotik. Perbedaan replikasi antara organisme eukariotik dengan organisme prokariotik yaitu berdasarkan kecepatan dan kompleksitas replikasi DNA, serta jenis dan jumlah enzim yang terlibat.

Mekanisme Kerja DNA

Dalam aktivitas setiap sel, mekanisme kerja DNA selalu diikuti oleh sintesis protein atau pembentukan protein. Sintesis protein membutuhkan DNA sebagai pembawa sifat genetik dan molekul RNA yang merupakan materi genetik di dalam kromosom. Informasi genetik pada DNA  double helix berupa kode-kode genetik atau sandi.

Kode-kode tersebut kemudian akan dibawa serta dicetak untuk membuat RNA. Dalam sintesis protein atau pembentukan RNA dibagi menjadi 2 tahap, yaitu Transkripsi dan Translasi.
Transkripsi 
Transkripsi adalah pencetakan RNA messenger oleh DNA. Tahap ini terjadi di dalam inti sel. Terdapat 3 tahap dalam transkripsi, yaitu sebagai berikut :
  • Tahap Inisiasi : RNA polymerase menempel pada promoter (urutan basa nitrogen tertentu pada DNA yang bisa menyampaikan sinyal inisiasi transkripsi). Rantai DNA yang digunakan dalam proses perekaman gen adalah rantai sense. Sedangkan rantai yang lain adalah rantai antisense atau noncoding (tidak dipakai dalam transkripsi).
  • Tahap Elongasi : Terjadinya aktivitas RNA polymerase yang berjalan atau bergerak sepanjang rantai DNA.  Pada tahap ini dihasilkan rantai RNA yang mengandung urutan basa nitrogen pertama sebagai hasil perekaman. Ketika hasil perekaman telah berjumlah 30 buah, maka suatu senyawa kimia akan mengikat ujung 5’ RNA yang berperan sebagai penutup untuk mencegah terjadinya degradasi RNA dan menyampaikan sinyal inisiasi pada tahap translasi. 
  • Tahap Terminasi : Pada tahap ini, proses transkripsi berhenti serta molekul DNA baru terpisah dari DNA template. Dari tahap terminasi akan dihasilkan messenger RNA (mRNA) yang merupakan produk transkripsi yang lengkap.

Translasi 
Translasi adalah pernerjamahan kode genetik oleh tRNA. Tahap ini terjadi di dalam sitoplasma serta melibatkan ribosom. Terdapat 3 tahap dalam translasi, yaitu sebagai berikut : 
  • Tahap Inisiasi : Tahap ini berlangsung dengan adanya pengenalan kodon AUG yang ada pada bagian akhir mRNA yang dinamakan dengan kodon Start. Kodon AUG adalah kode pembentukan metionin. Metionin akan dibawa oleh tRNA dan kemudian bergabung melalui pembentukan ikatan pada sub unit besar ribosom dan membentuk ribosom secara lengkap. Molekul tRNA pertama yang terikat pada ribosom akan berada pada sisi P (Polipeptida) dan akan membentuk rantai polipeptida. Molekul tRNA selanjutnya akan berikatan dengan kodon kedua dan berada pada ribosom sisi A (Asam Amino). 
  • Tahap Elongasi : Tahap ini berlangsung dengan masuknya tRNA pada sisi A (asam amino) yang akan menghasilkan rangkaian asam amino. Rangkaian tersebut dihubungkan oleh rantai peptide. Ribosom bergerak ke arah kanan dan membawa tRNA yang berfungsi untuk menerjemahkan asam amino berikutnya pada sisi A (asam amino) yang kosong. Asam amino yang kosong kemudian bergerak ke arah sisi P (polipeptida) dan memutuskan ikatan dengan tRNA. Oleh karena itu, rantai polipeptida akan terus terbentuk. 
  • Tahap Terminasi : Tahap ini akan berlangsung jika ribosom mencapai kodon UAG (stop) pada mRNA. Sintesis protein akan berakhir jika polipeptida telah terlepas dari ribosom. Setelah itu, setiap sub unit ribosom akan terpisah dan selanjutnya proses sintesis protein akan berlangsung kembali.

Sekian artikel mengenai DNA Lengkap Pengertian, Struktur, Sifat, Fungsi, Gambar dan Proses Terbentuknya. Semoga artikel ini bisa memberi manfaat bagi sobat baik untuk mengerjakan tugas sekolah maupun untuk sekedar menambah wawasan mengenai pengertian DNA, struktur DNA, sifat DNA, fungsi DNA, Proses Terbentuknya DNA, dan mekanisme kerja DNA. Terimakasih buat kunjungannya.

DNA Lengkap Pengertian, Struktur, Sifat, Fungsi, Gambar dan Proses Terbentuknya 
MARKIJAR : MARi KIta belaJAR

Berlangganan update artikel terbaru via email:

Belum ada Komentar untuk "DNA Lengkap Pengertian, Struktur, Sifat, Fungsi, Gambar dan Proses Terbentuknya"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel