DNA SEBAGAI MATERI GENETIKPendapat Mendel diakui kebenarannya berkat perkembangan penelitian mengenai kromosom. Hasil studi m enunjukkan bahwa ada kecocokan antara hasil pengamatan terhadap tingkah laku kromosom dalam meiosis dengan teori yang dikemukakan oleh Mendel. Keset raan antar teori Mendel dengan hasil penelitian kromosom membawa kepada pemikiran bahwa gen terletak pada kromosom , dan secara umum disimpulkan bahwa kromosom merupakan pembawa gen. Setelah diakuinya kromosom sebagai pembawa gen, maka pertanyaan berikutnya adalah senyawa apa yang merupakan materi penyusun gen. Sebelum manusia menggunakan kata "materi genetik", konsep dibalik istilah ini telah terbangun dengan baik. Materi genetik digunakan untuk menyimpan informasi genetik dari suatu organisme hidup. Era penemuan materi genetik telah dibuka oleh F. Miescher (1871). Dengan menggunakan mikroskop sederhana, dia telah menetapkan bahwa bahan aktif yang ada di dalam nukleus disebut sebagai nuklein. Peneliti ini belum bisa menetapkan apakah nuklein ini kromosom ataukah DNA. Serangkaian studi genetik yang dikombinasikan dengan studi kimia, yang dilaksanakan oleh banyak peneliti dari berbagai lembaga dengan waktu yang cukup lama, telah membawa kesimpulan bahwa material genetik disusun oleh asam nukleat, yaitu asam Deoksi ribonukleat (DNA) atau asam ribonukleat (RNA). DNA merupakan materi genetik prokariot, eukariot dan sebagian virus, sedang RNA merupakan materi dasar dari beberapa virus lainnya. Gregory Mendel (1822-1884) adalah orang pertama mengamati pewarisan sifat ini. Dari hasil percobaan tahun (1866). Mendel menarik kesimpulan bahwa sifat-sifat karakteristik dari kedua induk dapat diwariskan ke generasi berikutnya melalui segregasi. Selanjutnya, August Weisman pada tahun 1892, mengemukakan bahwa sifat yang diwariskan tersebut dilakukan oleh senyawa yang berasal dalam inti sel. Senyawa tersebut dalam penelitian lanjutan disebut kromosom. Tahun 1869 seorang ahli ilmu kimia berkebangsaan Jerman bernama Friedrich Miescher menyelidiki susunan kimia dari nucleus sel. Ia mengetahui bahwa nukleus sel tidak terdiri dari karbohidrat, protein maupun lemak, melainkan terdiri dari zat yang mempunyai pengandungan fosfor sangat tinggi. Oleh karena zat itu terdapat di dalam nukleus sel, maka zat itu disebutnya nuklein. Nama ini kemudian dirubah menjadi asam nukleat, karena asam ikut menyusunnya. Walter Sutton, tahun 1903, mengemukakan bahwa kromosom merupakan benda-benda sel yang mengandung unit-unit pewarisan. Unit tersebut oleh Wilhem Johannsen disebut gen (1909). Dan pada tahun 1926, Herman Muller membuktikan bahwa sinar-X memicu perubahan genetik lalat buah.Penemuan DNA (Deoxyribonucleic acid) sebagai materi genetik pada awalnya menimbulkan pro dan kontra. Pengetahuan tentang kromosom yang tersusun dari protein dan asam nukleat, mulanya lebih condong menganggap bahwa protein sebagai materi genetik. Hal ini berkaitan dengan peranan protein yang sangat dinamis dalam kehidupan sel. Anggapan protein sebagai materi genetik terus dianut hingga tahun 1950-an. Sementara asam nukleat karena dianggap terlalu kecil dan strukturnya terlalu sederhana, hanya sedikit sekali mendapat perhatian sebagai materi genetik. Percobaan Griffith dalam tahun 1928. la menemukan bahwa bakteri Diplococcus pneumoniae (biasa disebut Pneumococcus), bila dipelihara di laboratorium, maka berdasarkan bentuk koloninya dapat dibedakan dua bentuk, yaitu bentuk kasar (K) dan bentuk halus (H). Kedua bentuk bakteri ini biasanya tumbuh murni, artinya tidak bercampur. Griffith dapat menunjukkan bahwa apabila koloni bentuk H dibunuh karena direbus dan sisanya dicampur dengan bakteri bentuk K yang hidup, maka beberapa dari bakteri bentuk K ini ditransformasi (dirubah) ke bakteri bentuk H. Bakteri bentuk H ini kemudian tumbuh murni seperti halnya dengan sisa bakteri K yang tidak mengalami transformasi.Jadi secara singkat: H mati + K hidup H hidup + K hidupIni berarti bahwa suatu substansi yang terdapat di dalam bakteri H yang mati telah dipindahkan ke bakteri K dan merupakan sifat genetik dari bakteri K. Pada pertengahan tahun 1940-an arah penelitian tentang bahan genetis mulai beralih dari protein ke DNA, salah satu jenis asam nukleat mahluk hidup. Tahun 1944, Oswalt Avery, Colin Mac Leod dan Maclyn McCarty dengan menggunakan ekstrak DNA berhasil menunjukkan bahwa DNA merupakan senyawa yang bertanggung jawab dalam proses transformasi bakteri strain R (rough) yang kurang virulen dan kasar menjadi strain S (smooth) yang sangat virulen dan halus. Penelitian yang menunjukkan bahwa DNA merupakan bahan informasi genetik dan bukan protein, dilakukan oleh Alfred Hershey dan Martha Chase ada tahun 1952. Percobaan pembuktian DNA sebagai bahan informasi genetik dilakukan melalui pelabelan DNA dengan 32P dan protein dengan 35S asal virus bakteriofag T2. Hasil analisis bakteri yang terinfeksi dalam sel bakteri kemudian mengendalikan metabolisme sel bakteri guna kepentingan bakteriofag, biosintesis DNA, dan protein bakteriofag. Sebaliknya sedikit sekali yang mengandung 35S (protein bakteriofag induk).Pada tahun 1953, James D. Watson, ahli Biokimia Amerika Serikat dan Francis Crick, ahli biofisika Inggris, mampu mengidentifikasi rantai asam deoksiribonukleat di dalam kromosom inti sel, tempat rantai DNA bernaung. Struktur yang ditemukan adalah rantai ganda antiparalel, yang terbukti membawa ribuan gen yang menentukan sifat-sifat mahluk hidup. Sekarang tidak terbantahkan lagi bahwa DNA merupakan materi genetik1. Proses Pengakuan DNA sebagai materi Genetik Asam nukleat telah cukup lama ditemukan sebelum diketahui struktur serta fungsinya sebagai bahan dasar gen. Sekurang-kurangnya ada tiga penemuan yang membuktikan bahwa asam nukleat berperan penting dalam menentukan sifat organisme atau sebagai bahan dasar gen, yaitu sebagai berikut: (1) Ditemukannya DNA sebagai senyawa khas kromosom Hal ini ditemukan melalui studi pewarnaan mikroskopik oleh Robert Fuelgen. Fuelgen menunjukkan bahwa DNA yang dipanaskan dengan asam fuksin akan timbul warna merah tua yan g mengkilat. Sepuluh tahun kemudian, saat penemuan Fuelgen diterapkan pada sel hidup, ternyata tidak merusak sel atau jaringan. Kromosom muncul dengan warna yang jelas, sedangkan bagian sel yang lain tidak berwarna. Dari hasil ini kemudian disimpulkan bahwa kromos m mengandung DNA, dan DNA merupakan material khas kromosom yang tidak terdapat pada bagian lain. Saat ini, telah diketahui ternyata DNA juga terdapat pada sitoplasma, seperti pada mitokondria dan plastid. (2) Ditemukannya peran DNA dalam transformasi bakteri Oswald T. Avery dan peneliti lain dari Rockefeller Institut pada 1944 berhasil membuktikan bahwa bahan genetik yang terlibat dalam proses transformasi adalah DNA. Proses transformasi sebelumnya dikemukakan oleh F. Griffith (1928) dalam percobaanya menggunakan bakteri Streptococcus pneumonia galur R (tidak berkapsul) dan galur S (berkapsul). Griffith menunjukkan adanya proses transformasi melalui percampuran galur bakteri R yang hidup dengan galur S yang dimatikan, yaitu bahwa galur R hidup yang berubah sifat m enjadi berkapsul akibat adanya bahan-bahan dari galur S yang telah dimatikan masuk kedalam selnya. Percobaan tersebut diteruskan Avery dengan mengisolasi molekul kimia pecahan galur S, kemudian dipisahkan. Bahan yang berhasil dipisahkan adalah ternyata adalah DNA, RNA, protein, polisakarida, dan lipid. Molekul-molekul tersebut diuji dengan mencampurkan nya dengan bakteri R, ditambah dengan enzim pengurai DNase, Rnase, Protease. Ternyata bakteri yang tidak dicampur DNA terjadi mengalami transformasi, sedang yang diberi DNase tidak. Hal ini berarti bahwa DNA berperan dalam proses transformasi dan merubah sifat bakteri. (3) Ditemukannya DNA pada virus yang di wariskan pada generasi berikutnya secara fisik Hershey dan Chase (1952) menemukan bahwa DNA merupakan bahan genetik yang diwariskan, bukan mantelnya. Proses penelitian sebagai berikut: E. coli ditumbuhkan pada media yang diberi radioisotope S 35 sebagai penanda protein (mantel virus) dan P 32 sebagai penanda DNA bakteriofage T2 diinfeksikan pada E. coli , sehingga m enggunakan unsur-unsur pada sel inang untuk m enyusun kromosom dan m antel, termas uk juga radioisotop yang telah diabsorbsi bakteri Terd apat 2 m acam fage, yaitu yang mengandung S35 pada mantel dan yang me ngandung P32 pada kromosom fage menginfeksi bakteri ya ng ditumbuhkan pada media biasa tanpa radioisotop Dari bakteri yang diserang fage bertanda S 35 tidak diperoleh virus ber-radioisotop, sedang yang diserang fage bertanda P 32 diperoleh virus ber-radioisotop. Hal ini menandakan bahwa DNA-lah yang diwariskan pada generasi berikutnya .2. Peranan DNA sebagai materi genetikDNA sebagai materi genetik berperan dalam menentukan sifat organisme, yaitu mengendalikan proses pembentukan rantai protein dengan cara menyandikan protein. Salah satu protein terpenting dalam organi sme, yaitu sebagai katalisator reaksi biokim ia. Sem ua reaksi da lam pros es m etabolisme selular m emerlukan enzim sebagai katalisatornya. Tiap en zim memiliki fungsi khas, yaitu sebagai katalisator reaks i biokimia tertentu. Enzim-enzim ini pembentukannya berada dibawah kendali DNA. Proses ini dilaks anakan m elalui penentua n susunan nukleotida molekul RNA, yang kemudian diterjemahkan dalam susunan asam amino dari rantai polipeptida protein. Penyandian menggunakan kode genetika tertentu, untuk menandai informasi genetik yang dibawa oleh DNA. Kode tersebut dibuat untuk menandai inform asi genetik yang dibawa oleh DNA, dituliskan dalam untaian huruf yang disusun oleh 4 m acam basa nukleotida A ( Adenin), G ( Guanin), C ( Sitosin) dan T ( Timin). Setiap 3 huruf yang beruruta n menyandi satu m acam asam amino tertentu dan disebut dengan kodon. Pengunaan kode ini berkembang ketika ilmuwan dari lembaga penelitian National institutes of health ya itu Marshall Nirenberg dan J. Matthaei pada tahun 1961 menemukan untuk pertama kalinya kodon ini. Karena kodon dis usun dengan variasi 4 huruf dengan susunan 3 huruf berurutan maka dengan perhitungan matematika didapatkan 4x4x4 =64 macam ke mungkinan kombinasi huruf-huruf dari basa nukleotida yang menyusun kodon tersebut dan inilah yang disebut dengan standar kode genetika yang menjandi asam amino penyusun protein tertentu secara spesifik. Terdapat 20 m acam asam amino standar yang digunakan untuk menyusun protein di dalam tubuh kita. Tiap -tiap asam amino memiliki karakter spesifik baik struktur, berat molekul, titik isoelektri kemaupun muatannya. Karena jumlah variasi kodon ada 64 sedang asam amino yang disandi hanya 20 kalau ditam bah dengan stop kodon m enjadi 23 m aka satu jenis asam amino bisa disandi oleh lebih dari satu urutan kodon, ariasi ini umumnya terdapat pada nukleotida ketiga dari setiap kodonnya, kondisi ini justru malah menguntungkan, karena bila terjadi mutasi pada nukleotida ketiga bisa jadi tidak merubah jenis asam amino yang disandi dan hasil akhirnya protein tidak berubah dan tidak terjadi kelainan, kondisi seperti ini yang dikenal dengan istilah mutasi tersa arkan( silent mutation). Telah ditemukan suatu cara mudah untuk ment erjemahkan kode genetik kedalam suatu jenis asam amino tertentu, yaitu menggunakan piramida kode genetika). Asam amino disandikan dengan tiga macam sandi, dimana ketiga sandi tersebut dapat dilihat pada piramda. Cara menterjemahkan: Lihat kode pertama asam amino, kemudian temukan pada baris pertama piramida (akan terpilih salah satu dari 4 piramida). Kemudian lihat kode kedua pada baris kedua dari piramida yang terpilih. Setelah itu, lihat kode ketiga pada baris ketiga piramida . Jenis asam amino yang disandikan dapat dilihat pada bagian bawah piramida. 3. Manfaat DNA dan Gen dalam teknologiDi temukannya DNA sebagai materi genetik telah memberi kontribusi pada berbagai bidang keilmuan yang bermanfaat untuk masyarakat yaitu di bidang: (1) Rekayasa genetik Biologi modern dan biokim ia menggunakan teknologi rekombinan DNA secar intensif. Rekombinan DNA adalah sekuens DNA buatan manusia yang dibangun dari sekuens DNA Rekombinan DNA tersebut da pat ditransfor m kedalam organisme dalam bentuk plasmids menggunakan viral vektor. Organisme yang telah tertransform asi tersebut dapat digunakan untuk memperoleh produk tertentu, misalnya protein rekom binan, yang dapat digunakan untuk penelitian kedokteran.

(2) Forensik DNA digunakan untuk identifikasi pada sample darah, semen, kulit, air liur dan rambut sebagai sidik jari DNA atau lebih tepatnya profiling DNA. Pada profiling DNA untuk membedakan identitas antar individu digunakan metode minisatelite yang mendasarkan pada panjang dan jenis bagian DNA berulang. Teknik ini biasanya sangat diandalkan untuk mengidentifikasi pelaku kejahatan. Profiling DNA pertama kali dikembangkan tahun 1984 oleh ahli genetik Inggris Sir Alec Jeffreys dan pertama kali digunakan da lam ilmu forensik pada kasus pembunuhan Enderby pada tahun 1988. Profiling DNA juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi korban pada kasus kecelakaan massal. (3) BioinformatikaBioinformatika mencakup manipulasi, pencarian dan penggalian data sekuens DNA. Perkembangan teknik penyimpanan dan pencarian sekuens DNA telah memicu ke majuan penerapan ilmu komputer terutama string searching algorithms, machine learning dan database theory.(4) DNA dan komputasiDNA pertama kali digunakan dalam penghitungan masalah Hamiltonian path, sebuah masalah NP-complete. Komputasi DNA bermanfaat pada kom puter elektronik dalam penggunaan daya, ruang dan efisiensi karena kem ampuannya menghitung pada sebuah cara yang sangat paralel. Sejum lah masalah lain termasuk simulasi mesin abstrak, masalah boolean satisfiability telah dapat dianalisis menggunakan komputasi DNA. Karena kekompakannya, DNA juga memiliki peranan teoritis dalam cryptography. STRUKTUR DNA Bagian terbesar dari DNA terdapat di dalam kromosom. Sedikit DNA terdapat juga di dalam organel seperti mitokondria dari tumbuhan dan hewan, dan dalam kloroplast dari ganggang dan tumbuhan tingkat tinggi. Ada perbedaan nyata antara DNA yang terdapat di dalam kromosom dan di dalam mitokondria maupun kloroplast. DNA di dalam mitokondria dan kloroplast tidak ada hubungannya dengan protein histon dan bentuk molekulnya bulat seperti yang terdapat pada bakteri dan ganggang biru. Sel tumbuhan dan hewan mengandung kira-kira 1000 kali lebih banyak DNA daripada yang dimiliki sel bakteri.Asam nukleat tersusun atas nukleotida (mononukleotida), yang bila terurai terdiri dari gula, fosfat dan basa yang mengandung nitrogen. Basa nitrogen dan gula pentosa deoksiribosa melalui ikatan glikosida membentuk molekul nukleosida. Ikatan glikosida tersebut terjadi antara atom C-1 gula pentosa dengan atom N-1 pirimidin atau atom N-9 purin. Karena banyaknya nukleotida yang menyusun molekul DNA, maka molekul DNA merupakan suatu polinukleotida.Tiga komponen dasar molekul DNA yaitu:1. Gula. Molekul gula yang menyusun DNA adalah sebuah pentosa, yaitu deoksiribosa 2. Fosfat. Molekul fosfatnya berupa PO4.3. Basa. Basa nitrogen yang menyusun molekul DNA dibedakan atas: a. Kelompok pirimidin. Kelompok ini dibedakan atas basa: - sitosin (S)- timin (T) b. Kelompok purin. Kelompok ini dibedakan atas basa: - adenin (A) - guanin (G)

Struktur fisik dan kimia DNA dikemukakan James D. Watson dan Francis Crick. DNA mempunyai dua rantai polinukleotida anti-paralel dalam heliks ganda. Ciri-ciri utama model DNA heliks ganda yang diusulkan Watson dan Crick adalah sebagai berikut:1. Molekul DNA mengandung dua rantai polinukleotida yang terikat satu dengan yang lain dalam heliks ganda putar kanan.2. Diameter heliks ganda tersebut adalah 2 nm.3. Kedua rantai antiparalel (polaritas berlawanan), yaitu kedua rantai berorientasi dalam arah berlawanan satu rantai arah 5 ke 3 dan rantai lain dari 3 ke 5.4. Kerangka gula fosfat berada pada di sisi luar heliks ganda sementara basa terorientasi pada pusat sumbu.5. Basa-basa rantai yang berlawanan diikat bersama melalui ikatan hydrogen. Basa A elalu berpasangan dengan T (dua ikatan hydrogen) dan G dengan C (tiga ikatan hydrogen).6. Pasangan basa terpisah 0,34 nm (34 ) dalam heliks ganda. Putaran penuh (3600) heliks mengambil 3,4 nm (0,34 ), sehingga ada 10 pasang basa setiap putaran.7. Dua rantai yang mengikat pasangan basa pada cincin gulanya tidak berlawanan secara langsung. Karena tulang punggung dua gula fosfat dari heliks ganda tidak sama panjang dalam sumbu heliks sehingga menghasilkan lekukan antara tulang punggung. Lekukan memiliki ukuran yang sama, sehingga disebut lekukan besar (mayor groove) dan lekukan kecil (minor groove).

Kedua ujung rantai DNA linear dapat terikat secara kovalen satu sama lain membentuk struktur lingkaran. Struktur tersebut dapat berbentuk acak (berlilitan) dan sirkular terbuka. Pelilitan merupakan struktur DNA yang tertutup secara kovalen karena rantai polinukleotidanya tetap utuh. Struktur ini tidak mempunyai ujung 5 atau 3 bebas. Jika salah satu rantai polinukleotida putus, maka heliks ganda akan kembali ke bentuk normalnya sebagai sirkular terbuka. Beberapa contoh struktur DNA berlillitan adalah DNA virus ST-40, DNA plasmid bakteri.

Penelitian lanjutan oleh Wilkins dan kawan-kawan menemukan 3 macam struktur DNA dan dinamakan struktur A, B, dan Z. Model struktur DNA paling stabil adalah struktur B, seperti yang dikemukakan oleh Watson & Crick. Heliks ganda di alam (dalam larutan) umumnya memiliki putar ke kanan (DNA-B). bila DNA memiliki basa purin dan pirimidin berselang seling, terdapat kecenderungan bentuk B berubah menjadi bentuk Z yang membentuk heliks zigzag. Bentuk A putar kiri, di antaranya terjadi bila rantai DNA berubah menjadi tunggal untuk kemudian berpasangan dengan RNA.

Penelitian Chargaff (1955) melalui hidrolisis DNA membuktikan bahwa pada berbagai macam makhluk ternyata banyaknya adenin selalu kira-kira sama dengan banyaknya timin (A = T), demikian pula dengan sitosin dan guanin (S = G). Dengan perkataan lain, aturan Chargaff menyatakan bahwa perbandingan A/T dan S/G selalu mendekati satu.

REPLIKASI DNA Proses perkembangbiakan atau pertumbuhan organisme akan dimulai dengan reproduksi sel. Reproduksi sel akan diawali oleh sintetis perbanyakan komponen sel yang salah satu diantara nya adalah kromosom sebagai bahan genetik. Sintesis atau perbanyakan bahan genetik seperti DNA kromosom dilakukan melalui reaksi yang dinamakan replikasi. Replikasi hanya terjadi pada asam nukleat, DNA atau RNA sebagai penyusun genom . Syarat dan Model Replikasi DNAa. Situs awal sebagai syarat Syarat pertama yang harus ada agar DNA dapat bereplikasi adalah adanya situs awal yang dikenal dengan istilah ori (origin of replication). DNA yang tidak mengandung titik ori tidak akan dapat bereplikasi. Bila DNA tersebut berada di dalam sel maka DNA tersebut akan hilang pada saat reproduksi sel. Dalam replikasi, situs awal ini akan dikenali oleh enzim polimerase DNA yaitu oleh protein DnaA yang dihasilkan oleh gen dnaA. b. Utas ganda sebagai syarat Syarat kedua yang harus ada agar DNA dapat bereplikasi adalah asam nukleat yang digunakan harus berada dalam bentuk utas ganda. Adanya dua utas polinukleotida serta perpasangan paralel ant ar basa-basanya akan mendukung proses swaproduksi dalam replikasi yaitu setiap utas akan menjadi model dari utas pasangannya . c. Mengikuti pola konservatif Pola replikasi DNA dilaksanakan dengan pola semi konservatif . Pada pola ini, dalam pembentukan DNA baru tidak dilakukan sintesis kedua utas polinukleotida. Hanya satu yang disintesis sedangkan yang l ainnya berasal dari molekul DNA terdahulu. Dengan pola ini akan terpenuhi dua hal yaitu (1) fungsi pewarisan yaitu satu utasan DNA tetua secara fisik akan terbawa ke dalam DNA baru dan (2) fungsi pemeliharaan sifat yaitu struktur DNA baru akan sam a dengan struktur DNA generasi sebelumnya. d. Mempunyai arah pertumbuhan 5--3 Dalam sintesis DNA, dua nukleot ida digabungkan dengan merangkaikan karbon gula kelima (C5) yang mengandung fosfat dari satu nukleotida kepada karbon ketiga (C3) yang mengandung OH dari nukleotida lain, membentuk ikatan 5 -3 fosfodiester. Secara kimia yang dapat diterima dalam polimerisasi DNA adalah pertumbuhan 5-3 karena seandainyahrus terjadi koreksi akibat adanya ke salahan dalam menyusun basa maka pertumbuhan ini akan lebih efisien dalam penggunaan energi dibandingkan dengan pertumbuhan 3-5. e. Berjalan secara bertahap Dalam proses replikasi terdapat dua proses yaitu (1) pengudaran heliks ganda menjadi utasan tunggal dan membentuk percabangan replikasi dan (2) sintesis rantai baru dengan menggunakan utasan tunggal tersbut sebagi model yang sekaligus menja dikan utasan tunggal tersebut menjadi heliks ganda yang utuh. Kedua proses itu dilakukan dengan bantuan seperangkat enzim yang berbeda. Tahapan replikasi DNA : Struktur DNA yang doble helix diputuskan ikatannya oleh enzim DNA helicase membentuk DNA dengan untaian tunggal. Proses awal pemutusan atau titik awal replikasi ini disebut dengan ORI ( The Origin of Replication ). Dan akan membentuk percabangan untaian struktur DNA ( replication fork ). Struktur DNA tunggal yang terbentuk distabilkan oleh protein-protein pengikat DNA yag disebut Single Srand Biding protein ( SSB ). Helikase pada proses sintesis DNA yang baru akan berikatan dengan enzim primerase untuk memungkinkan akses pembentukan RNA primer. Enzim polimerase akan memulai replikasi DNA dan akan memperpanjang untaian DNA yang terbentuk, yaitu leadding strand ( DNA yang disintesis secara kontinu dan lagging strand (DNA yang disintesis dalam framen yang pendek ( 1-5kb) yang disebut fragmen Okazaki. leading strand dan lagging strand selama selama replikasi DNA. DNA polimerase memenjangkan untaian hanya dalam arah 5-3. Sedangkan lagging strand harus tumbuh kontinu dengan arah 3-5. Enzim ligase kemudian berperan dalam menyambungkan fragmen-fragmen tersebut.

Kesalahan-kesalahan dalam replikasi DNA menyebab mutasi. Salah satu ciri yang paling mengesankan dalam replikasi DNA adalah ketelitiannya. Dalam proses tersebut terdapat beberapa mekanisme pengoreksi yang bertugas membuang nukleotid yang salah posisi; akibatnya, urutan nukleotid dalam sebuah molekul DNA disalin dengan kesalahan kurang dari satu untuk setiap 109 nukleotid yang ditambahkan. Bagaimanapun, jarang sekali mesin replikasi melewatkan beberapa buah nukleotid, atau justru menambahkan nukleotid lebih dari semestinya, atau memasangkan sebuah T padahal semastinya adalah C, atau memasangkan sebuah A padalh seharunya G. Setiap perubahan seperti ini dalam urutan DNA adalah sebuah kesalahan genetik disebut mutasi, yang akan terus disalindan di transmisikan ke semua generasi sel berikutnya, karena urutan DNA yang salah secar lugu akan diangga sebagai urutan yang benar. Akibat yang ditimbulkan oleh kesalahan semacam ini bisa besar, karena perubahan sebuah nukleotid tunggal saja dapat menimbulkan pengaruh-pengaruh yang tidak sepele terhadap sel, tergantung dari di bagian mana mutasi telah terjadi.Para pakar genetika menyakini bahwa gen-gen menentukan struktur setiap protein. Dengan demikian, mutasi dalam sebuah gen yang disebabkan oleh berubahnya urutan DNA, myngkin menagkibatkan tidak aktifnya protein yang sangat penting dan ini menyebabkan sel yang bersangkutan mati. Sebuah mutasi mungkindapat terjadi di bagian tidak penting sehingga tidak menimbulkan pengaruh sama sekali, mutasi ini disebut dengan silent mutasi.Kesalahan pemasangan awal antara nukleotida yang baru masuk dan nukleotida yang sudah ada di untai cetakan 100.000 kali lebih umum terjadi suatu tingkat kesalahn sebesar 1 dalam 10.000 pasangan basa. Salah satu mekanisme perbaikan DNA, perbaikan salah pasang ( mismatch repair ), memperbaiki kesalahan-kesalahan yang terjadi ketika DNA disalin. Selama replikasi DNA, DNA polimerase sendirilah yang melakukan perbaikan salah pasang. Polimerase ini mengoreksi setiap nukleotida terhadap cetakannya begitu nukleotida ditambahkan pada untaian. Selain perbaikan kasalahan replikasi, pemeliharaan informasi genetik yang dikode dalam DNA juga menuntut perbaikan kerusakan pada DNA yang ada. Molekul-molekul DNA selalu terancam oleh agen fisis dan kimiawi yang bisa melukai. Zat-zat kimia reaktif, emisi radioaktif, sinar X, dan cahaya ultraviolet dapat mengubah nukleotida dengan cara yang dapat berpengaruh pada informasi genetik yang terkode, umumnya berpengaruh buruk.

Seperti halnya perbaikan salah pasang, kebanyakan mekanisme perbaikan DNA rusak memanfaatkan struktur pasangan basa yang dimiliki DNA. Biasanya, satu segman dari untai yang mengandung kerusakan dipotong habis dan dibuang( dieksisi, excised ) oleh suatu enzim pemotong DNA yaitu Nuklease. Dan celah yang terbentuk diisi dengan nukleotida-nukleotida yang pasangannya sesuai dengan nukleotida yang terdapat dalam untai yang tidak rusak. Enzim yang terlibat dalam pengisian celah ini adalah DNA polimerase dan DNA ligase. Perbaikan DNA tipe ini disebut perbaikan eksisi ( excision repair ).

DNA DAN KROMOSOM DNA merupakan merupakan bahan genetik pada sem ua organis a kecuali pada virus tertentu yang mengandung RNA sebagai bahan genetiknya. Seperti yang telah diuraikan diatas, DNA (Deoxyribonucleic Acid) merupakan bahan yang diwariskan dan merupakan unsur pokok yang disebut nuklein. DNA terdapat hampir di seluruh kromosom organisma tingkat tinggi. Bersamaan pembuktian bahwa DNA sebagai sumber bahan genetik, penelitian tentang struktur asam nukleat sangat intensif dilakukan. Pengetahuan ini diharapkan dapat menjelaskan struktur dan fungsi bahan genetik seperti replikasi, penyimpanan informasi serta ekspresi gen. Dalam satu sel manusia mengandung sekitar 2 m eter DNA yang di bungkus kedalam 46 kromosom. Sekitar tiga juta basa dari genom manusia tidak semuanya menyambung dan berada dalam satu strand DNA. Genom manusia dibagi menjadi 23 bagian dari DNA yang disebut kromosom. Kromosom merupakan strand dari DNA yang terdiri dari protein. Manusia memliki 22 pasang kromosom (yang disebut Autosom) dan 1 pasang gonosom (kromosom kelamin X dan Y). Sehingga total kromosom pada manusia sebanyak 46 kromosom. Penyusunan DNA di dalam organisma Eukariot berbeda dengan penyusunan di dalam organisma Prokariot . Di dalam organisma Eukariot DNA terdapat di dalam inti sel dan diluar inti sel sehingga DNA tersebut sering disebut DNA inti dan DNA sitoplasm a, pada sito plas ma terdapat dua organel yaitu mitokondria dan kloroplast. Di dalam inti eukariot terdapat sejumlah kromosom yang berukuran besar bila dibandingkan dengan kromosom bakteri. Berdasarkan tingkat ploidi pada eukariot gen dibagi menjadi haploid, diploid, triploid dan seterusnya. Gen-gen tersebut berada di dalam kromosom yang mengandung gen yang berbeda-beda. Dalam sel d ploid terdapat dua ploid, ploid yang satu merupakan salinan dari ploid yang lain. Maka, setiap kromosom akan memiliki pasangan kromosom homolog yang mengandung gen yang sama. Kromosom yang tampak saat pembelahan sel merupakan gulungan atau kondensasi serat halus yang disebut kromatin. Kromatin merupakan asosiasi satu molekul DNA yang berukuran sangat panjang dengan protein dan RNA. Massa protein yang terdapat pada kromosom kira-kira dua kali lebih banyak dari DNA. Terdapat dua enis protein pada kromosom yaitu protein Histon dan N on histon Protein. Histon merupakan protein yang kaya akan asam amino lisin dan arginin yang bers ifat basa dan bermuatan positif seperti Lisin dan Arginin. Histon aka n berasosiasi deng an DNA melalui interaksi antara protein yang bermuatan positif dengan fosfodiester D NA yang bermuatan ne gatif. Asosiasi antara satu histon dengan segmen DNA disebut Nukleosom . Asosiasi nukleosom ini merupakan tahap awal pengemasan DNA ke dalam bentuk yang kompak. Protein non histon merupakan jenis protein kedua yang terdapat di dalam kromosom yang terdiri dari protein struktur dan enzym, salah satunya adalah protein matriks yang mengikat pelipatan krom atin. Berbeda dengan histon, asosiasi DNA dengan protein non histon tidak selalu permanen dan dapat muncul pada saat-saat tertentu. Asosiasi pertama DNA dengan protein berlangsung dengan histon membentuk struktur nukleosom. Empat subunit histon selain H1 akan membentuk satu butiran protein oktamer dalam dua rangkap. DNA kemudian akan meliliti butiran oktamer tersebut, pada tiap lilitan terbentuk dua ilitan DN A dengan panjang 146 pasang basa . Antara satu nukleosom dengan yang lainnya dihubungkan oleh DNA penghubung yang memiliki panjang sekitar 34 Pb. Sehingga untuk setiap nukleosom berasosiasi 200 Pb. Pembentukan nukleosom ini akan m enyebabkan pe m endekan ukuran utas DNA m enjadi 7 kali dari helix ganda be bas, sehingga terlihat seperti rangkaian manik-manik yang diikat oleh serat halus. Rangkaian ini terbentuk karena adanya pemilinan yang terbentuk oleh ikatan ion yang terdapat diantara protein H1 dalam butiran nukleosom , sehingga nukleosom tersebut akan menempel membentuk silinder dengan H1 berada di teng h yang disebut sebagai selenoid.

DAFTAR PUSTAKA1. Lehninger, A.L., (1982), Dasar-Dasar Biokimia, Jilid 3, Terj: Maggy Thenawidjaya, Penerbit Erlangga, Jakarta. 2. Roberts, J.A.F, (1985), Pengantar Genetika Kedokteran, Terj. Hartono, EGC, Jakarta. 3. http://islamudin-ahmad.blogspot.com/2011/12/dna-sebagai-materi-genetika-1.html