dna dan rna reaksi kimia

Upload: aditya-rendra

Post on 08-Oct-2015

179 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

DNA

TRANSCRIPT

SEKUENSING DNAMetode untuk menentukan urutan-urutan basa nukleotida(A,C,G, dan T) dalam suatu gen dan asam nukleat.Analisis sekuen merupakan suatu teknik yang dianggap paling baik untuk melihat keanekaragaman hayati suatu kelompok organismePendukung utama :1. enzim restriksi2. elektroforesis gel3. kloning4. teknik kimia (Maxem-Gilbert),teknik dideoksinukleotida (Sanger), Teknik kimia (Allan Maxem dan Walter Gilbert)Prinsip : degradasi struktur kimia DNAKe(-) : DNA yang disintesa < 250 nukleotidaKe(+) : Menggunakan bahan kimia yg mudah diperoleh

LanjutanMenggunakan 4 reaksi kimia yang berbeda untuk memisahkan rantai DNA Metode ini memerlukan label radioaktif pada satu ujung dan pemurnian fragmen DNA yang akan disekuens. Sehingga sebuah seri dari fragmen yang dilabel dihasilkan dari ujung yang diradiolabel ke situs pemutusan pertama pada tiap molekul. Fragmen pada ke-empat reaksi diatur bersebelahan pada gel elektroforesis untuk pemisahan berdasarkan ukuran. Untuk memvisualisasi fragmen, gel diekspos kepada X-ray film untuk autoradiografi. menghasilkan sebuah seri band yang gelap yang masing-masing mewakili fragmen DNA yang diradiolabel. Metode Dideoxy (Sanger)Chain terminator method : ujung 3 OH tidak dapat membentuk polimer pada ujung ddNTPCampuran dari semua dNTPdATP, dGTP, dCTP, dTTPCampuran dari semua ddN TP dlm jumlah terbatas, ddATP, ddGTP, ddCTP, ddTTPSenyawa yg diperlukan :Primer : komplementer dg DNA yg akan disekuenTemplate : dapt berupa utas tunggal/gandaDNA Polimerase

2,3-Dideoksiribonukleosida trifosfat:2,3-Dideoksiribotimidin trifosfat(ddTTP) ii. 2,3-Dideoksiribositidin trifosfat(ddCTP) iii. 2,3-Dideoksiriboadenosin trifosfat(ddATP) iv. 2,3-Dideoksiriboguanosin trifosfat(ddGTP)Setelah fragmen DNA dipisah menjadi 4 reaksi paralel dan diperoleh rantai template dengan proses denaturasi, kemudian dipisah oleh elektroforesis gel poliakrilamid dan posisinya akan dideteksi oleh autoradiografi. Fragmen terpendek akan pindah ke jarak terjauh dan mengarah ke anoda.

Teknik sekuensing otomatisPenggunaan pewarna fluoresen untuk mendeteksi DNAPemisahan produk -dari reaksi yang 4 tadi- menggunakan gel tunggal atau tabung kapiler.Menggunakan fotosel untuk mendeteksi pewarna fluoresen tadi.Transfer langsung dari fotosel ke komputer, sehingga dapat dilakukan analisis, rekaman, dan presentasi hasil secara otomatis. MUTAGENESISDeletion mutagenesisSite-directed mutagenesisPCR mutagenesis

Salah satu keuntungan dapat diisolasi dan dikloningnya gen adalah kemudahan untuk memodifikasi gen (sekuen as.amino, menyisipkan gen buatan) ke dlm protein melalui teknologi DNA rekombinan.Mutagenesis digunakan untuk :Mempelajari hubungan antara struktur protein dan fungsi biologi Mengkarakterisasi sekuen promoterSekuen DNA spesifik diperlukan utk menjelaskan karakteristik sekuen promoter

Deletion mutagenesis (mutagenesis delesi) merupakan teknik yg sederhana dengan menghilangkan sekuen dari kedua ujung dari klon cDNA menggunakan enzim seperti exonuclease III (memotong rantai nukleotida dari arah 3 '-ke-5' ). Dengan waktu inkubasi tertentu enzim ini akan menghilangkan urutan DNA insert sehingga menghasilkan fragmen lebih pendek. Enzim lain, nuklease S1 (Nuklease kacang hijau) digunakan untuk menumpulkan ujung untai DNA. Setelah itu, plasmid rekombinan diligasi kembali dan digunakan untuk transformasi bakteri. Metode ini umumnya digunakan untuk memasukkan urutan cDNA yang besar, juga digunakan untuk menghapus coding sequence untuk menghapus gugus karboksil atau ujung amino dan menghasilkan potongan protein.

Site-directed mutagenesis

Merupakan teknik yang sangat memerlukan energi dimana perubahan situs tertentu pada sekuen DNA dihasilkan secara invitro, sebagai contoh untuk merubah sisa asam amino kedalam bentuk lain dengan merubah codon sequence dalam urutan gen. SDM juga digunakan untuk merekayasa protein untuk berbagai tujuan seperti :Peningkatan kestabilan, merubah kespesifikan dan mengurangi toksisitas.Oligonucleotide-based mutagenesis is the most commonly used method to introduce mutations in coding sequence = site-direct mutagenesis

PCR mutagenesis dapat digunakan untuk menghasilkan delesi atau mutasi titik.

REPLIKASI DNA DAN PEWARISAN SIFAT

Konservasi Informasi GenetikaUntuk mempertahankan hidupnya organisme berkembang-biak dengan cara kawin ataupun dengan cara tidak kawin. Kawin merupakan cara pembiakan utama pada organisme tingkat tinggi. Pada organisme tingkat rendah, cara tidak kawin merupakan strategi utamanya. Nampaknya, arah perubahan evolutif bergerak dari strategi tidak kawin menjadi strategi kawin [mengapa?]. Baik cara kawin atau tidak kawin, prinsipnya adalah menghasilkan turunan berikutnya yang sama atau sedikit sama. Jadi, setiap organisme yang berbiak harus memiliki sifat dan kemampuan meng-kopy dirinya sendiri menjadi copy lainnya yang serupa. Sel adalah unit dasar hidup. Semua organisme hidup tersusun dari unit sel tunggal atau sel banyak. Untuk mempertahankan hidupnya, sel memperbanyak dirinya dari satu generasi ke generasi lain dengan cara meng-copy dirinya dari satu menjadi dua, dari dua menjadi empat, dan seterusnya. Bukan saja soal jumlah sel yang berlipat-ganda, volume sel pun meningkat linier searah dengan peningkatan jumlah sel.Karena komposisi dan jumlah zat-zat penyusun sel tunggal dari satu generasi ke generasi selanjutnya relatif tetap, maka terjadi peningkatan biomasa secara linier sesuai dengan jumlah sel. Artinya bahwa seiring dengan peningkatan jumlah sel, berlangsung biosintesis senyawa-senyawa penyusun tubuh sel terutama karbohidrat, protein, asam-asam nukleat dan lemak. Mereka adalah bahan baku penyusun tubuh sel seperti dinding sel, membrane, cairan sel, dan organela; atau menjadi mesin-mesin fungsional bekerjanya aspek-aspek fisiologis sel seperti enzim, penghantaran dan alih-ragam signal (signal transduction), sistem kekebalan tubuh, atau cadangan energi kimia. Keempat golongan senyawa penyusun utama tubuh sel itu disintesis dari senyawa-senyawa antara seperti asam amino, nukleotida, gula dan asam lemak. Senyawa-senyawa antara ini disintesis dari unsur-unsur yang jauh lebih sederhana lagi seperti glukosa, amonia, dan garam-garam anorganik. Dalam hal ini, glukosa disintesis langsung oleh organisme berklorofil, melalui proses fotokimia dan biokimia fiksasi CO2 dan konversi energi radiasi matahari ke dalam ikatan-ikatan kimia karbon glukosa. Organisme yang tidak berklorofil bergantung penyediaan energi dan senyawa karbon dari organisme berklorofil. Pertanyaannya ialah, apa kiranya yang menyebabkan sel dan organisme mampu memperbanyak dirinya sendiri dan mewariskan semua informasi genetis yang terkandung kepada sel turunannya? Teori kromosom tentang pewarisan informasi menerangkan bahwa selama proses mitosis satu sel membela menjadi dua sel. Namun sebelum pembelahan sel berlangsung, jumlah kromosomnya berlipat-ganda. Pada sel manusia dari 46 menjadi 92 sebelum kemudian dipilah menjadi masing-masing 46 untuk sel-sel turunannya. Dalam pembelahan meiosis, satu sel diploid menggandakan bahan genetiknya sekali namun diikuti oleh pembelahan sel dua kali. Sehingga, satu sel diploid menghasilkan empat sel haploid. Setiap sel memiliki jumlah kromosom separuh dari jumlah kromosom sel induknya. Dengan membandingkan jumlah DNA pada sel-sel diploid dan sel-sel haploid diperoleh data bahwa jumlah DNA pada sel-sel diploid memiliki jumlah DNA dua kali-lipat. Seandainya satu sel diploid memiliki 9 pg (pico gram; 10-12 g) DNA maka sel haploid memiliki 4.5 pg DNA. Dalam hal ini, jumlah kelipatan DNA selaras dengan jumlah kelipatan kromosom. Dengan demikian, setiap sekali pembelahan sel mitosis jumlah DNA-nya pun bertambah dua dua kali. Visualisasi replikasi DNA berselaras dengan replikasi kromosom selama proses pembelahan sel mitosis didemonstrasikan oleh Herber Taylor (1958). Ia memberi makan tanaman keluarga lili dengan thimin radioaktif, setelah sel-selnya membelah. Tanaman-tanaman tersebut kemudian dipindahkan ke dalam media tanpa radioisotop. Preparat kromosom yang berasal baik sebelum, selama dan setelah perlakuan isotop disiapkan dipermukaan slide kaca, dan disingkap kepermukaan film fotograf.Hasilnya bahwa sebelum kromosom itu diperlakukan dengan isotop thimin, kromosomnya tidak menghasilkan "pengenal" dalam kromosom berupa warna "hitam hangus" di permukaan film. Kromosom yang langsung dipersiapkan dari perlakuan thimin menghasilkan "pengenal" pada kedua pasang kromosom dipermukaan film. Menariknya, kromosom yang dipersiapkan dari tanaman yang telah dipindahkan ke media tanpa thimin isotop yang sebelumnya diperlakukan dengan radioisotop, terdapat kromosom yang satu dari pasangannya tidak ditemui pengenal (kecuali di daerah pindah-silang). Eksperimen ini membuktikan bahwa Sintesis DNA berselaras dengan replikasi DNA dan bersifat linear terhadap struktur kromosom, dan terjadi sekali untuk setiap kali pembelahan sel. Sifat memperbanyak diri secara vegetatif demikian tidak hanya dimiliki oleh bahan genetik dalam kromosom. DNA sirkuler yang disebut plasmid atau DNA batangan pada virus berkemampuan memperbanyak diri dengan cara mengkopi molekul DNA tunggal menjadi sepasang ikatan DNA ganda. Proses mengkopi diri sendiri dari polimer DNA menjadi jiplakan-jiplakan DNA identik disebut replikasi DNA.Replikasi DNA Selang beberapa saat setelah publikasi Crick dan Watson mengenai struktur rantai ganda DNA, mereka kemudian mengemukakan implikasi struktur rantai ganda ini kepada mekanisme cetak-kopi informasi. Baik penelitian E. Chargaff dan Herbert Taylor membuktikan bahwa DNA bereplikasi semikoservatif. Artinya bahwa dalam sintesis DNA, dengan bahan awal DNA yang mampu memperbanyak diri, replicon, seperti plasmids dan kromosom, setiap rantai tunggal DNA berfungsi sebagai cetakan bagi sintesis rantai DNA baru pasangannya. Pertanyaannya ialah, bagaimana mekanisme biosintesis DNA sesungguhnya terjadi di dalam sel? Arthur Kornberg menjawab pertanyaan ini dengan mendekatinya melalui pendekatan ensimatik. Ia berpendapat: "replikasi rantai nukleotida pasti dikatalisis oleh suatu enzim". Atas dasar pandangan tersebut, ia berusaha mengisolasi enzim yang bertanggungjawab pada biosintesis DNA dan mempelajari mekanisme aksi ensimnya. Ia membuat ekstrak protein dari bakteri E. coli dan menambahkannya ke dalam suatu campuran reaksi dengan sejumlah komponen berikut: deoksinukleosida trifosfat dimana atom P dan C-nya menggunakan 32P atau 14C dan deoksinukleosidanya mengandung keempat basa nitrogen A, T, G, C; Mg++, serta DNA sebagai cetakan. Dengan campuran ini dalam tabung reaksi, diharapkan akan terbentuk polinukleotida dengan berat molekul yang lebih tinggi.Usahanya berhasil, dan bukti-bukti menunjukkan bahwa bahwa polimerisasi dimaksud menunjuk kepada biosintesis DNA. Ia mendemonstrasikan bahwa polimerisasi DNA hanya dapat berhasil jika keempat deoksinukleosida trifosfat dan cetakan ada dalam komponen reaksi. Selanjutnya, dengan adanya alat uji (bioassay) aktifitas enzim yang mensintesis DNA, memungkinkan diisolasinya enzim yang bertanggung-jawab pada reaksi tersebut. Kornberg menamai enzim tersebut DNA polimerase.Reaksi kimia yang dipercepat oleh DNA polimerase adalah mensintesis polinukleotida sambil melepaskan satu molekul pirofosfat (P-P) untuk setiap penambahan satu nukleosida trifosfat ke dalam rantai baru. Bukti yang paling kuat mendukung bahwa reaksi in vitro dipercepat oleh DNA polimerase bukan sekedar polimerisasi acak nukleotida, tetapi terlibat dalam replikasi DNA, adalah bahwa DNA cetakan yang ditambahkan ke dalam campuran reaksi tidak hanya diperlukan agar polimerisasi berlangsung, tetapi juga sebenarnya menentukan ciri dari polinukleotida yang di bentuk. Melalui analisis komposisi basa nukleotida yang terbentuk setelah reaksi enzimatis dari berbagai macam DNA cetakan, Arthur Kornberg berhasil menunjukan bahwa DNA yang disintesis mengikuti ciri komposisi basa cetakan DNA-nya. Penelitian lanjut membuktikan bahwa DNA cetakan mengarahkan tidak hanya komposisi keseluruhan basa yang terbentuk, tetapi frekuensi relatif dari basa-basa yang terbentuk.Berdasarkan studi sintesis DNA secara in vitro, dapat dikatakan bahwa DNA bertindak langsung sebagai cetakan dalam proses kopolimerisasi teratur replika-replika yang terbentuk tanpa membutuhkan sintesis senyawa antara bukan DNA. Dalam perkembangan studi biokimia, kemudian dapat dirancang bangunan yang lebih detil replikasi DNA, serta berbagai enzim yang terlibat. Mekanisme pembelahan selPertanyaan lanjut ialah, bagaimana sesungguhnya sel menggandakan DNA nya sendiri dan kemudian mendistribusikannya secara meraka kepada sel turunannya secara sama? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, sel berhadapan dengan persoalan koordinasi antar bagian dan proses, yaitu bahwa karena replikasi DNA hanya berlangsung sekali untuk setiap sekali pembelahan sel, replikasi DNA harus terpadu dengan pembelahan sel. Replikasi DNA harus mendahului pembelahan sel agar sebelum pembelahan sel berlangsung, telah tersedia bahan genetik untuk diagihkan kepada masing-masing sel turunan. Untuk menjawab pertanyaan tersebut, maka replikasi DNA merupakan bagian keseluruhan dari pembelahan sel, dan merupakan proses awal bagi sel berkomitmen meneruskan proses pembelahan sel. Sekali pembelahan sel diawali ia tidak bisa kembali lagi ketahap semula, dan harus menyelesaikan proses sintesis DNA sebelum pembelahan sel berlangsung. Pembelahan sel tidak boleh terjadi jika replikasi DNA belum selesai. Di dalam kenyataannya, selesainya proses replikasi merupakan pemicu bagi terjadinya pembelahan sel. Jika aturan ini dilanggar, maka transmisi informasi akan mengalami kegalauan. Pada prokarion, replikasi DNA berawal di suatu tempat yang amung yang disebut daerah pengawalan (origin). Sebaliknya pada eukarion, replikasi DNA dimulai di awal fase S, yaitu fase yang memiliki periode yang panjang dalam pembelahan sel, yang dalam periode tersebut sintesis DNA berlangsung, bahkan berlangsung di banyak titik-titik pengawalan di dalam genom.

SIFAT FISIK DAN KIMIA DNAProses pewarisan informasi genetik dari orang tua kepada keturunannya disebut Hereditas. Gen adalah bagian dari DNA kromosom yang mengkode satu buah molekul RNA spesifik, yang selanjutnya mengkode untuk polipeptida tertentu. Gen tersusun dari DNA (Deoxyribo Nucleic Acid). DNA bersama-sama dengan protein histon dan non histon membentuk benang-benang kromatin yang selanjutnya menyusun kromosom.DNA merupakan dasar secara kimiawi dari hereditas.DNA adalah polimer dari nukleotida-nukleotida. Nukleotida-nukleotida dalam DNA dihubungkan satu dengan yang lainnya oleh ikatan fosfodiester, yaitu ikatan yang terjadi antara Carbon katida dari satu nukleotida terdiri dari sebuah gula pentosa (deoksiribosa), satu buah fosfat dan satu basa nitrogen. Basa nitrogen tersebut berikatan dengan carbon pertama dari gula deoksiribosa, sedangkan fosfat berikatan dengan Carbon kelima dari gula yang sama.Basa nitrogen yang menyusun nukleotida dikelompokan menjadi 2 yaitu:1. Purine, yaitu basa nitrogen yang strukturnya berupa dua cincin. Termasuk diantaranya adalah : adenin dan guanin.2. Primidin, yaitu basa nitrogen yang strukturnya berupa satu cincin. Termasuk diantaranya adalah : citosin dan timin.Struktur basa pirimidine, purine, Ribonucleic acid dandeoxyribonucleic acid.Ribonucleic acid dandeoxyribonucleic acid.Untuk memaksimumkan pengemasan pasangan basa tersebut, kedua ulang punggung gula-fosfat tersebut berpilin membentuk double helix dengan satu putaran komplementer setiap 10 pasang basa. * Polaritas dari rantai DNA ditunjukkan dengan sebutan ujung 5 dan ujung 3. Arah pembacaan basa nukleotida dari ujung-5 menuju ujung-3.HUKUM CHARGAFFChargaff meneliti proporsi relatif dari purin dan purimidin dalam suatu DNA dari sejumlah organisma. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa dalam DNA dari organisma apapun jumlah A=T dan C=G. Dengan menggunakan difraksi sinar X diketahui bahwa DNA mempunyai susunan helix.WATSON DAN CRICKWatson dan Crick menemukan bahwa DNA berbentuk doubel helix. Setiap molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang tersusun secara anti paralel membentuk struktur duobel helix. Dua rantai polinukleotida tersebut tersusun dalam a coiled double helix. 1. Rantai gula dan fosfat membentuk rangka luar dari helix. 2. Basa nitrogen-basa nitrogen yang melekat pada gula menonjol ke dalam pusat helix.Bentuk skematik double-helix DNAJarak antara 2 strand adalah 1,1 nm yang diisi oleh basa nitrogenJarak antara 2 basa adalah 3,4 ASetiap putaran dalam helix terdapat 10 basa Setiap putaran dalam helix mempunyai jarak 34 A.Jarak antara dua strainKedua stran (rantai polinukleotida) anti paralel, artinya suatu rantai mempunyai arah yang berlawanan dengan rantai pasangannya. Misalnya suatu stran berakhir dengan gugus 5 fosfat sedang rantai pasangannya berakhir dengan gugus 3 OH (hidroksil). Kedua rantai polinukleotida komplementer artinya urutan nukleotida pada suatu rantai menentukan urutan nukleotida pada rantai pasangannya. Antara satu basa nitrogen dengan basa pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. (Dua ikatan hidrogen antara A dan T, tiga ikatan hidrogen antara C dan G).Basa nitrogen A hanya dapat berpasangan dengan T, sedangkan C dengan G.* Kemungkinan jumlah urutan basa adalah tidak terbatas, urutan yang berbeda menkode informasi yang berlainan.Ikatan hidrogen antara dua basaKromosom, gen,DNA, sinthesis protein dan regulasi

Bahan aktif yang ada di dalam nukleus disebut sebagai nuclein.Kromosom merupakan struktur seperti benang pada nukleus sel eukariot yang nampak pada saat sel mulai membelah. Kromosom bersifat diploid pada setiap selnya dan pada autosomal maupun seks-kromosom membawa gen-gen yang berpasangan, kecuali pada kromosom-Y.Gena adalah unit heriditas suatu organisme hidup yang dikode dalammaterial genetik organisme, dan di kenal sebagai molekul DNA atau RNA pada beberapa virus . Ekspresi gen dipengaruhi oleh lingkungan internal atau eksternal seperti perkembangan fisik atau perilaku dari organisme itu.Gena tersusun atas daerah urutan basa nukleotida baik yang mengkode suatu informasi genetik (coding-gene region as exon) dan juga daerah yang tidak mengkode informasi genetik (non-coding-gene region as intron), hal ini penting untuk pembentukan suatu protein yang fungsinya diperlukan di tingkat sel, jaringan, organ atau organisme secara keseluruhan.Lanjutan..Jarak antara nukleotida satu dengan berkutnya adalah 3.4 nm. Ujung 3 membawa gugus OH bebas pada posisi 3 dari cincin gula, dan ujung 5 membawa gugus fosfat bebas pada posisi 5 dari cincin gula. DNA dobel heliks dapat dikopi secara persis karena masing-masing untai mengandung sekuen nukleotida yang persis berkomplemen dengan sekuen untai pasangannya. Masing-masing untai dapat berperan sebagai cetakan untuk sintesis dari untai komplemen baru yang identik dengan pasangan awalnya.Sintesis ProteinProses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi.DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon.Ketika transkripsi berjalan, biasanya didahului signal dari luar berupa suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan,metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan.Kemudian RNA polymerase II akan mendatangi daerah regulator element dari gen yang akan ditranskripsi. RNA polymerase ini akan menempel (binding) di daerah promoter spesifik dari gene yang akan disintesis proteinnya, Daerah promoter merupakan daerah consesus sequences, pada urutan -10 dan -35 dari titik inisiasi (+1) yang mengandung urutan TATA-Box sebagai basal promoter. Setelah itu, polimerase akan membuka titik inisiasi (kodon ATG) dari gene tersebut dan mengkopi semua informasi secara utuh baik daerah exon maupun intron, dalam bentuk molekul immature mRNA (messenger RNA).Immature mRNA ini diolah pada proses splicing dengan menggunakan smallnuclear RNA (snRNA) complex yang akan memotong hanya daerah intron, dan semua exon akan disambungkan menjadi satu urutan gen utuh tanpa non-coding area dan disebut sebagai mature mRNA.Regulasi genGen adalah unit fisik dan fungsional dari hereditas yang mengandung informasi untuk sintesis proteinGen-gen membawa informasi yang harus dikopi secara akurat untuk ditransmisikan kepada generasi berikutnya. Protein adalah molekul makro yang berperan dalam hampir semua fungsi sel yaitu: sebagai bahan pembangun struktur sel dan membentuk enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia di dalam sel meregulasi ekspresi gen, memungkinkan sel untuk bergerak dan berkomunikasi antar sel.fungsi paling penting dari DNA adalah membawa gen yang mengandung informasi yang menentukan jenis protein yang harus disintesis, kapan, dalam tipe sel yang mana, dan seberapa banyak jumlah protein yang harus disintesis. Dengan semakin berkembangnya pengetahuan molekuler maka definisi dari gen adalah : Keseluruhan sekuen asam nukleat yang dapat ditranskrip menjadi RNA fungsional dan protein, pada waktu dan tempat yang tepat selama pertumbuhan dan perkembangan oraganisma.Komposisi gen adalah: daerah pengkode (exon and intron) yang mengkode RNA atau protein+sekuen-sekuen pengaturan (Regulatory sequences: termasuk. Promoter yang menginisiasi terjadinya transkripsi, enhancer/silencer yang menentukan tinggi rendahnya aktivitas transkripsi, polyadenylation site, splicing sites serta signal terminasi transkripsi).Produk gen :RNA yang kemudian ditranslasi menjadi proteinHanya RNA seperti rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA dan miRNASatu gen mempunyai potensi menghasilkan banyak produk karena adanya :promoter-promoter yang berbeda alternative splicingProses sintesis protein pada prokariotaDaerah regulasi gen, exon, intron, dan signal akhir proses Transkripsi dari gen prokariota dan eukaryota.Sekian dan terimakasih..Top of Form SIFAT FISIK DAN KIMIA DNAProses pewarisan informasi genetik dari orang tua kepada keturunannya disebut Hereditas. Gen adalah bagian dari DNA kromosom yang mengkode satu buah molekul RNA spesifik, yang selanjutnya mengkode untuk polipeptida tertentu. Gen tersusun dari DNA (Deoxyribo Nucleic Acid). DNA bersama-sama dengan protein histon dan non histon membentuk benang-benang kromatin yang selanjutnya menyusun kromosom.DNA merupakan dasar secara kimiawi dari hereditas.DNA adalah polimer dari nukleotida-nukleotida. Nukleotida-nukleotida dalam DNA dihubungkan satu dengan yang lainnya oleh ikatan fosfodiester, yaitu ikatan yang terjadi antara Carbon katida dari satu nukleotida terdiri dari sebuah gula pentosa (deoksiribosa), satu buah fosfat dan satu basa nitrogen. Basa nitrogen tersebut berikatan dengan carbon pertama dari gula deoksiribosa, sedangkan fosfat berikatan dengan Carbon kelima dari gula yang sama.Basa nitrogen yang menyusun nukleotida dikelompokan menjadi 2 yaitu:1. Purine, yaitu basa nitrogen yang strukturnya berupa dua cincin. Termasuk diantaranya adalah : adenin dan guanin.2. Primidin, yaitu basa nitrogen yang strukturnya berupa satu cincin. Termasuk diantaranya adalah : citosin dan timin.Struktur basa pirimidine, purine, Ribonucleic acid dandeoxyribonucleic acid.Ribonucleic acid dandeoxyribonucleic acid.Untuk memaksimumkan pengemasan pasangan basa tersebut, kedua ulang punggung gula-fosfat tersebut berpilin membentuk double helix dengan satu putaran komplementer setiap 10 pasang basa. * Polaritas dari rantai DNA ditunjukkan dengan sebutan ujung 5 dan ujung 3. Arah pembacaan basa nukleotida dari ujung-5 menuju ujung-3.HUKUM CHARGAFFChargaff meneliti proporsi relatif dari purin dan purimidin dalam suatu DNA dari sejumlah organisma. Hasil penelitiannya menunjukkan bahwa dalam DNA dari organisma apapun jumlah A=T dan C=G. Dengan menggunakan difraksi sinar X diketahui bahwa DNA mempunyai susunan helix.WATSON DAN CRICKWatson dan Crick menemukan bahwa DNA berbentuk doubel helix. Setiap molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang tersusun secara anti paralel membentuk struktur duobel helix. Dua rantai polinukleotida tersebut tersusun dalam a coiled double helix. 1. Rantai gula dan fosfat membentuk rangka luar dari helix. 2. Basa nitrogen-basa nitrogen yang melekat pada gula menonjol ke dalam pusat helix.Bentuk skematik double-helix DNAJarak antara 2 strand adalah 1,1 nm yang diisi oleh basa nitrogenJarak antara 2 basa adalah 3,4 ASetiap putaran dalam helix terdapat 10 basa Setiap putaran dalam helix mempunyai jarak 34 A.Jarak antara dua strainKedua stran (rantai polinukleotida) anti paralel, artinya suatu rantai mempunyai arah yang berlawanan dengan rantai pasangannya. Misalnya suatu stran berakhir dengan gugus 5 fosfat sedang rantai pasangannya berakhir dengan gugus 3 OH (hidroksil). Kedua rantai polinukleotida komplementer artinya urutan nukleotida pada suatu rantai menentukan urutan nukleotida pada rantai pasangannya. Antara satu basa nitrogen dengan basa pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. (Dua ikatan hidrogen antara A dan T, tiga ikatan hidrogen antara C dan G).Basa nitrogen A hanya dapat berpasangan dengan T, sedangkan C dengan G.* Kemungkinan jumlah urutan basa adalah tidak terbatas, urutan yang berbeda menkode informasi yang berlainan.Ikatan hidrogen antara dua basaKromosom, gen,DNA, sinthesis protein dan regulasi

Bahan aktif yang ada di dalam nukleus disebut sebagai nuclein.Kromosom merupakan struktur seperti benang pada nukleus sel eukariot yang nampak pada saat sel mulai membelah. Kromosom bersifat diploid pada setiap selnya dan pada autosomal maupun seks-kromosom membawa gen-gen yang berpasangan, kecuali pada kromosom-Y.Gena adalah unit heriditas suatu organisme hidup yang dikode dalammaterial genetik organisme, dan di kenal sebagai molekul DNA atau RNA pada beberapa virus . Ekspresi gen dipengaruhi oleh lingkungan internal atau eksternal seperti perkembangan fisik atau perilaku dari organisme itu.Gena tersusun atas daerah urutan basa nukleotida baik yang mengkode suatu informasi genetik (coding-gene region as exon) dan juga daerah yang tidak mengkode informasi genetik (non-coding-gene region as intron), hal ini penting untuk pembentukan suatu protein yang fungsinya diperlukan di tingkat sel, jaringan, organ atau organisme secara keseluruhan.Lanjutan..Jarak antara nukleotida satu dengan berkutnya adalah 3.4 nm. Ujung 3 membawa gugus OH bebas pada posisi 3 dari cincin gula, dan ujung 5 membawa gugus fosfat bebas pada posisi 5 dari cincin gula. DNA dobel heliks dapat dikopi secara persis karena masing-masing untai mengandung sekuen nukleotida yang persis berkomplemen dengan sekuen untai pasangannya. Masing-masing untai dapat berperan sebagai cetakan untuk sintesis dari untai komplemen baru yang identik dengan pasangan awalnya.Sintesis ProteinProses sintesis protein terbagi atas transkripsi dan translasi.DNA sebagai media untuk proses transkripsi suatu gen berada di kromosom dan terikat oleh protein histon.Ketika transkripsi berjalan, biasanya didahului signal dari luar berupa suatu protein atau molekul lain yang dibutuhkan untuk proses pertumbuhan, perkembangan,metabolisme, dan fungsi lain di tingkat sel maupun jaringan.Kemudian RNA polymerase II akan mendatangi daerah regulator element dari gen yang akan ditranskripsi. RNA polymerase ini akan menempel (binding) di daerah promoter spesifik dari gene yang akan disintesis proteinnya, Daerah promoter merupakan daerah consesus sequences, pada urutan -10 dan -35 dari titik inisiasi (+1) yang mengandung urutan TATA-Box sebagai basal promoter. Setelah itu, polimerase akan membuka titik inisiasi (kodon ATG) dari gene tersebut dan mengkopi semua informasi secara utuh baik daerah exon maupun intron, dalam bentuk molekul immature mRNA (messenger RNA).Immature mRNA ini diolah pada proses splicing dengan menggunakan smallnuclear RNA (snRNA) complex yang akan memotong hanya daerah intron, dan semua exon akan disambungkan menjadi satu urutan gen utuh tanpa non-coding area dan disebut sebagai mature mRNA.Regulasi genGen adalah unit fisik dan fungsional dari hereditas yang mengandung informasi untuk sintesis proteinGen-gen membawa informasi yang harus dikopi secara akurat untuk ditransmisikan kepada generasi berikutnya. Protein adalah molekul makro yang berperan dalam hampir semua fungsi sel yaitu: sebagai bahan pembangun struktur sel dan membentuk enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi-reaksi kimia di dalam sel meregulasi ekspresi gen, memungkinkan sel untuk bergerak dan berkomunikasi antar sel.fungsi paling penting dari DNA adalah membawa gen yang mengandung informasi yang menentukan jenis protein yang harus disintesis, kapan, dalam tipe sel yang mana, dan seberapa banyak jumlah protein yang harus disintesis. Dengan semakin berkembangnya pengetahuan molekuler maka definisi dari gen adalah : Keseluruhan sekuen asam nukleat yang dapat ditranskrip menjadi RNA fungsional dan protein, pada waktu dan tempat yang tepat selama pertumbuhan dan perkembangan oraganisma.Komposisi gen adalah: daerah pengkode (exon and intron) yang mengkode RNA atau protein+sekuen-sekuen pengaturan (Regulatory sequences: termasuk. Promoter yang menginisiasi terjadinya transkripsi, enhancer/silencer yang menentukan tinggi rendahnya aktivitas transkripsi, polyadenylation site, splicing sites serta signal terminasi transkripsi).Produk gen :RNA yang kemudian ditranslasi menjadi proteinHanya RNA seperti rRNA, tRNA, snRNA, snoRNA dan miRNASatu gen mempunyai potensi menghasilkan banyak produk karena adanya :promoter-promoter yang berbeda alternative splicingProses sintesis protein pada prokariotaDaerah regulasi gen, exon, intron, dan signal akhir proses Transkripsi dari gen prokariota dan eukaryota.Sekian dan terimakasih..

DNA dan RNA Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut dioksiribonukleat(DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut asam ribonukleat(RNA).

DNA dan RNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan fisika yang sama sebab antara unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama yaitu melalui jembatan fosfodiester antara posisi 3 suatu mononukleotida dan posisi 5 pada mononukleotida lainnya(Harpet, 1980).

Asam-asam nukleat seperti asam dioksiribosa nukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA) memberikan dasar kimia bagi pemindahan keterangan di dalam semua sel. Asam nukleat merupakan molekul makro yang memberi keterangan tiap asam nukleat mempunyai urutan nukleotida yang unik sama seperti urutan asam amino yang unik dari suatu protein tertentu karena asam nukleat merupakan rantai polimer yang tersusun dari satuan monomer yang disebut nukleotida(Dage, 1992).

Dua tipe utama asam nukleat adalah asam dioksiribonukleat(DNA) dan asam ribonukleat(RNA). DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul RNA, satu tipe RNA, yaitu messenger RNA(mRNA), meninggalkan inti sel dan mengarahkan tiosintesis dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode DNA-nya(fessenden, 1990).Meskipun banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan dengan DNA, antara lain yaitu(Poedjiati, 1994):

1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa.2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda, bentuk molekul RNA berupa rantai tunggal yang terlipat, sehingga menyerupai rantai ganda.3. RNA mengandung basa adenin, guanin dan sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA mengandung urasil.4. Jumlah guanin dalam molekul RNA tidak perlu sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama dengan urasil.Selain itu perbedaan RNA dengan DNA yang lain adalah dalam hal(Suryo, 1992):

1. Ukuran dan bentukPada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal. Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman, RNA merupakan pita double namun tidak terpilih sebagai spiral.

2. Susunan kimiaMolekul RNA juga merupakan polimer nukleotida, perbedaannya dengan DNA yaitu:a. Gula yang menyusunnya bukan dioksiribosa, melainkan ribosa.b. Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin seperti DNA, tetapi urasil.

3. LokasiDNA pada umumnya terdapat di kromosom, sedangkan RNA tergantung dari macamnya, yaitu:a. RNA d(RNA duta), terdapat dalam nukleus, RNA d dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus.b. RNA p(RNA pemindah) atau RNA t(RNA transfer), terdapat di sitoplasma.c. RNA r(RNA ribosom), terdapat didalam ribosom.

4. FungsinyaDNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu:a. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel.b. RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.c. RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.

Ada beberapa cara untuk menentukan DNA dan RNA, yaitu(Frutan and Sofia, 1968):

1. Jaringan hewan dan alkali hangatRNA akan terpecah menjadi komponen-komponen nukleotida yang larut dalam asam. DNA sulit dipecah atau dirusak oleh alkali.2. Metode SchniderJaringan dan asam trikloro asetat panas dan diperkirakan DNA dapat diuji oleh reaksi kalorimetri dengan difenilanin, yang mana akan bereaksi dengan purin dioksiribosa dan tidak bereaksi dengan purin ribosa.3. Metode FeligenFuchsin sulfurous acid akan berwarna merah dengan DNA, dan tidak dengan RNA. Reaksi ini diterapkan untuk mempelajari distribusi RNA dan DNA didalam bagian-bagian sel.4. Secara SpektroskopiPengaukuran absorbsi cahaya oleh RNA dan DNA pada 260nm dimana spektra cincin purin dan pirimidin asam nukleat menunjukkan maksimal.Tiga bentuk utama RNA yang terdapat didalam sel adalah mRNA(messenger RNA), rRNA(ribosa RNA), dan tRNA(transfer RNA). Tiap bentuk RNA ini mempunyai berat molekul dan komposisi yang berlainan, tetapi khas untuk tiap macam bentuk RNA.Semua RNA terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida. Pada sel bakteri, hampir semua RNA ada di dalam sitoplasma. Disel hati kira-kira 11% terdapat dalam nukleus(terutama mRNA), sekitar 15% dalam mitokondria, lebih dari 50% dalam ribosom, dan kira-kira 24% dalam strosol.

oke deh semoga penjelasan di atas bermanfaat gan...thanks before

Kegunaan sekuensing asam nukleatSekuens DNA menyandikan informasi yang diperlukan bagi makhluk hidup untuk melangsungkan hidup dan berkembang biak. Dengan demikian, penentuan sekuens DNA berguna di dalam ilmu pengetahuan 'murni' mengenai mengapa dan bagaimana makhluk hidup dapat hidup, selain berguna dalam penerapan praktis. Karena DNA merupakan ciri kunci makhluk hidup, pengetahuan akan sekuens DNA dapat berguna dalam penelitian biologi manapun. Sebagai contoh, dalam ilmu pengobatan sekuensing DNA dapat digunakan untuk mengidentifikasi, mendiagnosis, dan mengembangkan pengobatan penyakit genetik. Demikian pula halnya, penelitian pada agen penyebab penyakit (patogen) dapat membuka jalan bagi pengobatan penyakit menular. Bioteknologi, yang dapat pula memanfaatkan sekuensing DNA, merupakan bidang yang berkembang pesat dan berpotensi menghasilkan banyak barang dan jasa berguna.Karena RNA dibentuk dengan transkripsi dari DNA, informasi yang dikandung RNA juga terdapat di dalam DNA cetakannya sehingga sekuensing DNA cetakan tersebut sudah cukup untuk membaca informasi pada RNA. Namun demikian, sekuensing RNA dibutuhkan khususnya pada eukariota, karena molekul RNA eukariota tidak selalu sebanding dengan DNA cetakannya karena pemotongan intron setelah proses transkripsi.[sunting] MetodeDewasa ini, hampir semua usaha sekuensing DNA dilakukan dengan menggunakan metode terminasi rantai yang dikembangkan oleh Frederick Sanger dan rekan-rekannya [1]. Teknik tersebut melibatkan terminasi atau penghentian reaksi sintesis DNA in vitro yang spesifik untuk sekuens tertentu menggunakan substrat nukleotida yang telah dimodifikasi.[sunting] Metode Sanger

Gel sekuensing metode Sanger yang telah dilabel radioaktif.Pada metode terminasi rantai (metode Sanger), perpanjangan atau ekstensi rantai DNA dimulai pada situs spesifik pada DNA cetakan dengan menggunakan oligonukleotida pendek yang disebut primer yang komplementer terhadap DNA pada daerah situs tersebut. Primer tersebut diperpanjang menggunakan DNA polimerase, enzim yang mereplikasi DNA. Bersama dengan primer dan DNA polimerase, diikutsertakan pula empat jenis basa deoksinukleotida (satuan pembentuk DNA), juga nukleotida pemutus atau penghenti rantai (terminator rantai) dalam konsentrasi rendah (biasanya di-deoksinukleotida). Penggabungan nukleotida pemutus rantai tersebut secara terbatas kepada rantai DNA oleh polimerase DNA menghasilkan fragmen-fragmen DNA yang berhenti bertumbuh hanya pada posisi pada DNA tempat nukleotida tertentu tersebut tergabungkan. Fragmen-fragmen DNA tersebut lalu dipisahkan menurut ukurannya dengan elektroforesis gel poliakrilamida, atau sekarang semakin lazim dengan elektroforesis menggunakan tabung gelas berjari-jari kecil (pipa kapiler) yang diisi dengan polimer kental.Seiring dengan perkembangannya, kini terdapat beberapa macam metode sekuensing terminasi rantai yang berbeda satu sama lain terutama dalam hal pendeteksian fragmen DNA hasil reaksi sekuensing.[sunting] Metode Sanger asliPada metode yang asli, urutan nukleotida DNA tertentu dapat disimpulkan dengan membuat secara paralel empat reaksi perpanjangan rantai menggunakan salah satu dari empat jenis basa pemutus rantai pada masing-masing reaksi. Fragmen-fragmen DNA yang kemudian terbentuk dideteksi dengan menandai (labelling) primer yang digunakan dengan fosfor radioaktif sebelum reaksi sekuensing dilangsungkan. Keempat hasil reaksi tersebut kemudian dielektroforesis pada empat lajur yang saling bersebelahan pada gel poliakrilamida.Hasil pengembangan metode ini menggunakan empat macam primer yang ditandai dengan pewarna berpendar (fluorescent dye). Hal ini memiliki kelebihan karena tidak menggunakan bahan radioaktif; selain menambah keamanan dan kecepatan, keempat hasil reaksi dapat dicampur dan dielektroforesis pada satu lajur pada gel. Metode ini dikenal sebagai metode dye primer sequencing.[sunting] Sekuensing dye terminator

Contoh hasil bacaan suatu sekuensing metode dye terminator.Cara lain pelabelan primer adalah dengan melabel pemutus rantainya, lazim disebut metode sekuensing dye terminator. Keunggulan cara ini adalah bahwa seluruh proses sekuensing dapat dilakukan dalam satu reaksi, dibandingkan dengan empat reaksi terpisah yang diperlukan pada penggunaan primer berlabel. Pada cara tersebut, masing-masing dideoksinukleotida pemutus rantai ditandai dengan pewarna fluoresens, yang berpendar pada panjang gelombang yang berbeda-beda. Cara ini lebih mudah dan lebih cepat dibandingkan penggunaan primer berwarna, namun dapat menimbulkan ketidaksamaan tinggi kurva atau puncak (peak) yang disebabkan oleh ketidaksamaan penggabungan pemutus rantai berwarna berukuran besar pada pertumbuhan DNA (ketidaksamaan tersebut bergantung pada DNA cetakan). Masalah tersebut telah dapat dikurangi secara nyata dengan penggunaan macam-macam enzim dan pewarna baru yang meminimalkan perbedaan dalam penggabungan.Metode ini kini digunakan pada sebagian besar usaha reaksi sekuensing karena lebih sederhana dan lebih murah. Primer-primer yang digunakan tidak perlu dilabel secara terpisah (yang bisa jadi cukup mahal untuk primer yang dibuat untuk sekali pakai), walaupun hal tersebut tidak terlalu bermasalah dalam penggunaan universal primer.[sunting] Automatisasi dan penyiapan sampelMesin sekuensing DNA automatis modern mampu mengurutkan 384 sampel berlabel fluoresens sekaligus dalam sekali batch (elektroforesis) yang dapat dilakukan sampai 24 kali sehari. Hal tersebut hanya mencakup proses pemisahan dan proses pembacaan kurva; reaksi sekuensing, pembersihan, dan pelarutan ulang dalam larutan penyangga yang sesuai harus dilakukan secara terpisah.Untuk memperoleh hasil reaksi berlabel yang dapat dideteksi dari DNA cetakan, metode "sekuensing daur" (cycle sequencing) paling lazim dilakukan. Dalam metode ini dilakukan berturut-turut penempelan primer (primer annealing), ekstensi oleh polimerase DNA, dan denaturasi (peleburan atau melting) untai-untai DNA cetakan secara berulang-ulang (2540 putaran). Kelebihan utama sekuensing daur adalah lebih efisiennya penggunaan pereaksi sekuensing yang mahal (BigDye) dan mampunya mengurutkan templat dengan struktur sekunder tertentu seperti hairpin loop atau daerah kaya-GC. Setiap tahap pada sekuensing daur ditempuh dengan mengubah temperatur reaksi menggunakan mesin pendaur panas (thermal cycler) PCR. Cara tersebut didasarkan pada fakta bahwa dua untai DNA yang komplementer akan saling menempel (berhibridisasi) pada temperatur rendah dan berpisah (terdenaturasi) pada temperatur tinggi. Hal penting lain yang memungkinkan cara tersebut adalah penggunaan enzim DNA polimerase dari organisme termofilik (organisme yang hidup di lingkungan bertemperatur tinggi), yang tidak mudah terurai pada temperatur tinggi yang digunakan pada cara tersebut (>95C).[sunting] Metode Maxam-GilbertPada waktu yang kira-kira hampir bersamaan dengan dikenalkannya metode sekuensing Sanger, Maxam dan Gilbert mengembangkan metode sekuensing DNA yang didasarkan pada modifikasi kimiawi DNA yang dilanjutkan dengan pemotongan DNA [2]. Metode ini mulanya cukup populer karena dapat langsung menggunakan DNA hasil pemurnian, sedangkan metode Sanger pada waktu itu memerlukan kloning untuk membentuk DNA untai tunggal. Seiring dengan dikembangkannya metode terminasi rantai, metode sekuensing Maxam-Gilbert menjadi tidak populer karena kerumitan teknisnya, digunakannya bahan kimia berbahaya, dan kesulitan dalam scale-up.[sunting] PyrosequencingArtikel utama untuk bagian ini adalah: pyrosequencingPyrosequencing adalah teknik pemetaan DNA yang berdasarkan deteksi terhadap pirofosfat (PPi) yang dilepaskan selama sintesis DNA.[1] Teknik ini memanfaatkan reaksi enzimatik yang dikatalisis oleh ATP sulfurilase dan luciferase untuk pirofosfat inorganik yang dilepaskan selama penambahan nukleotida.[1][sunting] Sekuensing DNA skala besarMetode sekuensing DNA yang kini ada hanya dapat merunut sepotong pendek DNA sekaligus. Contohnya, mesin sekuensing modern yang menggunakan metode Sanger hanya dapat mencakup paling banyak sekitar 1000 pasang basa setiap sekuensing [3]. Keterbatasan ini disebabkan oleh probabilitas terminasi rantai yang menurun secara geometris seiring dengan bertambahnya panjang rantai, selain keterbatasan fisik ukuran dan resolusi gel.Sekuens DNA dengan ukuran jauh lebih besar kerap kali dibutuhkan. Sebagai contoh, genom bakteri sederhana dapat mengandung jutaan pasang basa, sedangkan genom manusia terdiri atas lebih dari 3 milyar pasang basa. Berbagai strategi telah dikembangkan untuk sekuensing DNA skala besar, termasuk strategi primer walking dan shotgun sequencing. Kedua strategi tersebut melibatkan pembacaan banyak bagian DNA dengan metode Sanger dan selanjutnya menyusun hasil pembacaan tersebut menjadi sekuens yang runut. Masing-masing strategi memiliki kelemahan sendiri dalam hal kecepatan dan ketepatan; sebagai contoh, metode shotgun sequencing merupakan metode yang paling praktis untuk sekuensing genom ukuran besar, namun proses penyusunannya rumit dan rentan kesalahan.Data sekuens bermutu tinggi lebih mudah didapatkan bila DNA bersangkutan dimurnikan dari pencemar yang mungkin terdapat pada sampel dan diamplifikasi. Hal ini dapat dilakukan dengan metode reaksi berantai polimerase bila primer yang dibutuhkan untuk mencakup seluruh daerah yang diinginkan cukup praktis dibuat. Cara lainnya adalah dengan kloning DNA sampel menggunakan vektor bakteri, yaitu memanfaatkan bakteri untuk "menumbuhkan" salinan DNA yang diinginkan sebanyak beberapa ribu pasang basa sekaligus. Biasanya proyek-proyek sekuensing DNA skala besar memiliki persediaan pustaka hasil kloning semacam itu.

Antara DNA dan RNA

DNA adalah singkatan dari asam deoksiribonukleat dan RNA untuk asam ribonukleat. Mereka ditemukan di semua organisme hidup, dan merupakan alasan bagi keberadaan kehidupan. Molekul-molekul dalam semua organisme hidup dapat berkembang karena mereka berikatan dengan asam nukleat. Asam nukleat mengandung nukleotida, yang membantu untuk mengenali molekul DNA dan RNA. Sebuah nukleotida adalah senyawa kimia yang mengandung tiga bagian utama. Memiliki gula dan senyawa lainnya. DNA dan RNA keduanya mengandung asam nukleat.Nukleotida adalah molekul dan tidak asam, dan mereka ketika bergabung bersama-sama, mereka membuat struktur yang dikenal sebagai DNA atau RNA. Itulah hubungan dengan kedua komponen utama kehidupan.Nukleotida juga penting untuk metabolisme dalam tubuh. Mereka juga merupakan sumber utama energi kimia. Mereka menyebabkan beberapa reaksi pada tingkat enzim. Sebuah nukleotida pada dasarnya memiliki Basa nukleotida, lima kimia berbasis karbon gula dan tiga gugus fosfat. Ini memiliki komposisi yang sangat rumit. Mendapatkan disintesis nukleotida ini dalam rangka untuk membentuk struktur. Tanpa nukleotida, struktur DNA dan RNA tidak dapat dibuat. Jika ini tidak dapat dibuat, maka tidak akan ada kehidupan. Jadi penciptaan struktur rumit ini saling bergantung satu sama lain.Nukleotida DNA memiliki gula dan deoxyribo terdiri dari adenin, guanin, sitosin dan timin. Sementara RNA nukleotida memiliki ribo gula dan terdiri dari adenin, guanin, sitosin dan urasil. Sini urasil menggantikan timin, yang hadir dalam DNA nukleotida.Perbedaan Antara struktural DNA dan RNA Bentuk penuh DNA adalah asam deoksiribonukleat, dan dianggap sebagai blok bangunan dari segala bentuk kehidupan. Semua organisme hidup memiliki DNA dan RNA. DNA dan RNA yang berbeda satu sama lain dalam ukuran, bentuk, struktur, fungsi dan lokasi. DNA dan RNA bersama-sama membentuk struktur spiral ganda.DNA memiliki struktur heliks ganda, yang panjang dan berisi rantai panjang nukleotida. DNA ketika mengulurkan bisa sepanjang enam meter. Padahal, RNA merupakan rantai nukleotida lebih pendek dan juga merupakan struktur heliks. The nukleotida yang menyusun DNA Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosina. Mereka diwakili dengan huruf seperti A, G, T dan C yang merupakan huruf pertama dari nama-nama nucleobases. Sekuens DNA tipikal digambarkan dalam bentuk ATTGCTGAAGGTGCGG.DNA diukur berdasarkan jumlah pasangan basa itu. Dalam satu tubuh manusia, jika struktur DNA semua ditulis dengan menggunakan huruf-huruf dalam format tersebut, maka akan mengisi 4 ribu buku, masing-masing 500 halaman. Hal ini karena struktur DNA dari masing-masing begitu lama.RNA sangat mirip dengan DNA. Mereka memiliki basis nitrogen, atau nucleobases, gula dan fosfat. RNA struktur beruntai tunggal. Memiliki sebagai Basa nukleotida urasil, sedangkan DNA telah timin. Jadi urutan abjad pada RNA sama sekali berbeda dari DNA karena lebih berkaitan dengan informasi sintesis protein. Juga, RNA tidak sepanjang DNA, dan tidak memiliki banyak fungsi.

Fakta Tentang DNA dan RNA Asam nukleat molekul informasi, yang memiliki kode atau seperangkat petunjuk untuk memperbanyak diri. Juga, molekul-molekul ini memiliki informasi tentang penggunaan sintesis protein dan enzim. Semua kegiatan metabolik dalam tubuh bergantung pada sintesis protein. Berikut adalah beberapa fakta tentang DNA dan RNA.Awalnya, ahli biologi Amerika dan ahli biologi Inggris bersama-sama mengusulkan bahwa DNA bisa memiliki struktur heliks. Ini adalah sebuah penemuan yang tahap ditetapkan untuk beberapa penemuan tentang DNA dan RNA.Semua organisme hidup di dunia memiliki dasar ini disebut asam nukleat DNA dan RNA. Mereka bersama-sama mengandung protein yang berisi kode tentang cara untuk membuat asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh.Struktur dalam DNA diwakili dengan beberapa huruf, dan masing-masing surat-surat ini diwakili dengan nama asam. Sebagai contoh, T singkatan untuk thiamin, A untuk adenin dan seterusnya.DNA adalah molekul yang sangat kuat dan dapat bertahan lama. Satu tunggal DNA dapat lebih dari 6 kaki panjang jika ditarik keluar. Sel-sel ini, jika diletakkan bersama-sama, bisa tinggal dengan cara yang sama selama ribuan tahun.Bahkan virus dan bakteri memiliki DNA dan RNAJika DNA dan RNA tubuh manusia dibekukan, maka mereka dapat menjadi abadi.DNA dan RNA membentuk struktur spiral ganda bersama-sama. Namun, sangat sulit untuk melihat mereka karena mereka ditutupi dengan kromosom. DNA terletak dalam sesuatu yang disebut sel somatik.RNA sangat tergantung pada DNA untuk mendapatkan petunjukSumber makanan RNA RNA merupakan bagian penting dari sebuah sel karena mengubah pesan dikodekan dalam DNA ke dalam sekuens asam amino yang dapat digunakan. Mengatur jumlah RNA dalam tubuh akan menjadi cara yang efektif peraturan jumlah asam amino yang berbeda, dan karenanya, protein.Sumber makanan utama RNA adalah ikan dan kacang. Makanan yang kaya konten RNA adalah ikan, seafood, jamur, kacang-kacangan, daging sapi, sayur sup dan kaldu. Sarden adalah sumber terkaya mengandung RNA dan asam nukleat 1,5 persen, sebagai lawan dari daging merah yang berisi hanya 0,05 persen dari asam nukleat. Tapi sarden segar memiliki 17 kali lebih banyak konten RNA dari kaleng sarden. RNA juga ditemukan dalam ragi, asparagus, daging, kembang kol, roti manis, kalkun, ginjal, ayam hutan, ikan, kerang, kerang, ikan asin, dan ikan trout.Suplemen gizi seperti chlorella dan spirulina juga mengandung RNA.Makanan kaya pada RNA meningkatkan sistem kekebalan tubuh, memperbaiki kerusakan sel, menetralisir racun, dan meningkatkan elastisitas kulit. Terapi RNA, atau dengan mengkonsumsi makanan yang kaya pada RNA, dapat membantu orang-orang yang sistem kekebalan tubuh telah diganggu oleh penyakit berat atau usia atau terapi radiasi atau kemoterapi.RNA yang seharusnya hadir dalam jumlah yang tinggi dalam air susu manusia, dan karenanya, mungkin penting dalam perkembangan bayi, terutama yang berkaitan dengan perkembangan usus bayi.Sebelumnya diasumsikan oleh para ilmuwan bahwa RNA tidak esensial bahwa orang harus bawa lewat makanan kaya RNA. Itu diasumsikan bahwa tubuh memiliki kemampuan untuk mensintesis jumlah yang dibutuhkan RNA jika diperlukan. Namun, kini telah keluar dari sel-sel tertentu dalam tubuh seperti limfosit, eritrosit dan sel-sel sumsum tulang tidak mampu mensintesis RNA. Oleh karena itu, penting untuk melengkapi makanan kaya RNA dalam makanan sehari-hari.Bagaimana RNA Berbeda dari DNA?DNA dan RNA adalah protein yang membentuk tubuh manusia. Mereka ditemukan di semua organisme hidup. Mereka adalah yang paling penting serangkaian kode yang memiliki informasi rahasia yang sangat kelangsungan hidup di planet ini. Namun, ada beberapa faktor yang membedakan DNA dari RNA.DNA adalah sejenis asam nukleat yang bertanggung jawab untuk pengembangan dan fungsi dari semua organisme hidup. Ini memiliki instruksi untuk fungsi sel. RNA juga merupakan asam nukleat yang membantu untuk menerjemahkan informasi yang diberikan oleh DNA untuk produk-produk protein dalam tubuh.DNA toko dan transfer informasi genetik, sedangkan RNA dan transfer memahami pesan dari DNA ke ribosom.DNA dan RNA juga berbeda dalam struktur. DNA adalah molekul untai ganda, sedangkan RNA adalah sebuah molekul untai tunggal. DNA memiliki rantai panjang nukleotida, dan RNA memiliki rantai pendek nukleotida.DNA terletak dalam inti sel dan RNA dalam nukleus dan juga sitoplasma.DNA dipasangkan sebagai AT atau Adenin dan tiamin. RNA dipasangkan sebagai GC atau Guanina dan Sitosina.DNA ditemukan dalam sel tidak sangat reaktif, dan mereka juga kuat dan stabil. Enzim sangat sulit untuk kerusakan DNA. RNA sangat reaktif dan tidak stabil dengan alam. Mereka rentan terhadap serangan enzim karena sifat reaktif mereka.RNA dapat digunakan kembali waktu dan kembali ketika mereka dirobohkan. Di sisi lain, DNA tidak dapat direstrukturisasi. Mereka rentan terhadap kerusakan akibat sinar ultraviolet matahari.Apa RNA?RNA adalah singkatan dari asam ribonukleat. Ini adalah molekul yang terdiri dari nukleotida dan ditemukan di dalam struktur sel. Setiap nukleotida dalam RNA terdiri dari basa nitrogen, gula dan fosfat ribosom. RNA sangat mirip dengan DNA, tetapi berbeda dalam hal struktur dan fungsi.RNA adalah asam nukleat beruntai tunggal. Hal ini terbentuk melalui sintesis DNA yang dikenal sebagai tempat enzim RNA polimerase yang digunakan oleh sel. RNA sangat penting untuk sintesis protein, dan berbagai jenis RNA yang bertanggung jawab untuk fungsi yang berbeda dalam sel. Sebagai contoh, mRNA bertanggung jawab untuk mengangkut informasi dari DNA ribosom. Ribosom, pada gilirannya, memahami pesan ini dan kemudian membawanya ke dalam protein.RNA juga digunakan untuk mengubah dan mengubah RNA lainnya. Ini biasanya terjadi setelah transkripsi dimana intron dari RNA yang disambung. Namun, RNA juga dapat mengubah dengan mengubah nukleotida.Sama seperti DNA, RNA bahkan bertanggung jawab atas yang mengandung informasi genetik. Bahkan, para ilmuwan telah menemukan bahwa ada virus yang memiliki genom yang terdiri dari RNA.Tahun 1939, para ilmuwan telah memiliki firasat bahwa RNA yang penting untuk sintesis protein. Namun, sintesis RNA ditemukan beberapa tahun kemudian oleh Severo Ochoa yang memenangkan Hadiah Nobel untuk Kedokteran pada tahun 1959. Demikian pula, banyak ilmuwan telah memenangkan Hadiah Nobel untuk menemukan unsur-unsur yang berbeda RNA. Hari ini, para ilmuwan dan mikrobiologi tahu banyak tentang RNA. Bahkan, salah satu penemuan terbaru adalah bahwa RNA yang mengatur gen. Hal ini telah menyebabkan para ilmuwan berusaha untuk menciptakan obat-obatan dari RNA yang dapat digunakan untuk mengontrol dan menenangkan gen tertentu.Dimana letak RNA?RNA, atau asam ribonukleat, adalah salah satu dari dua dasar asam nukleat yang ditemukan dalam organisme hidup. Yang lain dan lebih umum asam nukleat DNA. RNA disintesis oleh transkripsi dari salah satu untaian DNA heliks ganda. Ada banyak berbagai jenis RNA, dan masing-masing jenis ini biasanya terletak di kawasan yang spesifik dari sel.RNA terutama ditemukan dalam organel sel yang dikenal ribosom, yang hadir dalam sitoplasma. molekul mRNA disintesis di dalam inti sel ketika DNA ditranskripsi menjadi mRNA oleh enzim RNA polimerase dikenal. Molekul mRNA ini kemudian diangkut dari inti sel ke sitoplasma setelah mengalami modifikasi. tRNA juga ditemukan dalam ribosom di mana membantu dalam sintesis protein.Modifikasi yang terjadi pada RNA biasanya terjadi melalui splicing. MRNA yang belum diubah terdegradasi. Selama proses splicing, intron akan dihapus dari mRNA, dan hanya ekson tetap. Intron adalah daerah-daerah non-coding DNA yang diberikan kepada mRNA prekursor. Ekson berisi kode untuk sintesis protein spesifik. RNA ini kemudian diangkut ke ribosom di mana ia membantu dalam sintesis protein.RNA juga ditemukan dalam mitokondria, yang memiliki seperangkat mereka sendiri DNA dan RNA. RNA merupakan bahan genetik utama dari RNA virus.RNA ditemukan pada retikulum endoplasma kasar di mana terletak ribosom. Nuklir Kecil RNA ditemukan dalam inti sel-sel eukariotik seperti namanya. RNA nukleolus kecil ditemukan di wilayah nukleolus.

DNA danRNAPosted 17 Januari 2011 by woachiedhadinoer in materi. Tinggalkan sebuah KomentarDNA dan RNAPersenyawaan antara protein dan asam nukleat disebut nukleo protein. Nukleo protein merupakan penyusun kromosom. Dari kedua senyawa tersebut, hanya asam nukleat yang dapat membawa informasi genetik dari induk kepada keturunannya. Jadi, sebenarnya asam nukleat merupakan materi genetik atau faktor hereditas, meskipun kromosom yang umum disebut sebagai faktor hereditas. Asam nukleat sebagai materi DNA terdiri atas DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleid acid). Untuk mengetahui tentang DNA dan RNA, mari cermati uraian berikut ini.1. DNA (Deoxyribonucleic Acid)Dari berbagai penelitian mengungkapkan bahwa DNA adalah pembawa sebagian besar atau seluruh sifat-sifat genetik di dalam kromosom. DNA terdapat di dalam nukleus dan bersama senyawa protein membentuk nukleo protein. Selain di dalam nukleus, molekul DNA juga terdapat dalam mitokondria, plastid, dan sentriol.Susunan kimia DNA adalah sebuah makromolekul yang kompleks. Molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida yang amat panjang. Satu rantai polinukleotida terdiri atas rangkaian nukleotida. Sebuah nukleotida tersusun atas:a) Gugus gula deoksiribosa (gula dengan lima atom karbon atau pentosa)b) Gugus asam fosfat (fosfat terikat pada C kelima dari gula)c) Gugus basa nitrogen (gugus ini terikat pada C pertama dari gula)Basa nitrogen dapat digolongkan menjadi dua, yaitu basa purin dan basa pirimidin. Basa purin terdiri atas adenin (A) dan Guanin (G), sedangkan basa pirimidin terdiri atas sitosin (S) dan timin (T).

Gula dengan basa membentuk ikatan antara C pada gula dengan N pada basa purin dan N-H pada basa pirimidin. Senyawa yang terbentuk disebut nukleosida atau deoksiribonukleosida.Nukleosida dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu:1) Persenyawaan antara gula dengan basa adenin (deoksi adenosin).2) Persenyawaan antara gula dengan basa guanin (deoksi guanosin).3) Persenyawaan antara gula dengan basa timin (deoksitimidin).4) Persenyawaan antara gula dengan basa sitosin (deoksisitidin).Selanjutnya, fosfat membentuk ester dengan nukleosida melalui pembentukan ikatan C5 pada gula. Ester fosfat -5- nukleosida ini disebut nukleotida. Ada 4 macam nukleotida, yaitu adenosin deoksiribonukleotida, guanosin deoksiribonukleotida, sitidin deoksiribonukleotida, dan timidin deoksiribonukleotida. Nukleotida-nukleotida tersebut dapat bergabung membentuk suatu rangkaian yang disebut polinukleotida. Benang polinukleotida yang saling berpilin (heliks ganda) membentuk DNA. Untuk lebih mengetahui struktur nukleotida dan polinukleotida, mari cermati Gambar 3.4. Berdasarkan hasil analisis refraksi sinar X oleh kristal DNA, James Watson (Amerika) dan Francis Crick (Inggris) pada 1953 menyimpulkan bahwa struktur molekul DNA berbentuk heliks ganda.Molekul DNA mempunyai sifat-sifat, antara lain:1) DNA berbagai organisme mempunyai kandungan adenin (A) yang sama dengan Timin (T). Perbedaan antara DNA dari spesies yang berlainan terletak antara kandungan A + T atau G + C.2) Setiap molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida. Basa-basa dari kedua rantai tersebut berpasangan dengan aturan adenin berpasangan dengan Timin dan Guanin berpasangan dengan sitosin. Antara kedua basa yang berpasangan terbentuk ikatan hidrogen. Adanya ikatan inin memberikan kelenturan pada DNA. 3) DNA merupakan struktur yang aktif melakukan fungsi biologi.2. RNAPada sel-sel organisme prokariot dan eukariot, selain DNA terdapat pula asam nukleat lain yang penting, yaitu RNA atau asam ribonukleat. RNA merupakan seutas benang tunggal yang tersusun molekul gula ribosa, gugus fosfat, dan asam nitrogen. Basa nitrogen RNA terdiri atas golongan purin (adenin dan guanin) dan golongan pirimidin (sitosin dan urasil). RNA dibentuk oleh DNA di dalam nukleus, melalui proses transkripsi DNA. Hasil transkripsi digunakan RNA untuk sintesis protein dalam sitoplasma sel.Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:a) RNA duta (RNA-d) atau m RNARNA duta adalah RNA yang menjadi model cetakan dalam proses penyusunan asam amino pada rantai polipeptida atau sintesis protein. Disebut RNA duta, karena molekul ini merupakan penghubung DNA dengan protein dan membawa pesan berupa informasi genetik dari DNA untuk membentuk protein. Informasi genetik berupa urutan basa N pada RNA duta yang memesan suatu asam amino yang disebut kodon. Penyusunan rantai polipeptida tergantung dari urutan kodon pada RNA duta.Urutan kodon pada RNA-d yang dicetak DNA tergantung pada macam protein yang akan disintesis.b) RNA transfer (RNA-t)RNA-t mempunyai fungsi menerjemahkan kodon yang terdapat pada RNA-d menjadi satu jenis asam amino. Kemampuan menerjemahkan ini, disebabkan oleh adanya anti kodon yang merupakan komplemen dari kodon RNA-d. RNA-t juga berfungsi mengangkut asam amino ke permukaan ribosom pada saat translasi. Translasi adalah penerjemahan urutan nukleotida RNA-d menjadi urutan asam amino polipeptida.c) RNA ribosom (RNA-r)RNA-r merupakan RNA terbanyak, sekitar 83% dari RNA yang dikandung oleh suatu sel. RNA-r berperan dalam sintesis rantai protein sebagai tempat pertemuan RNA-d dan RNA-t. RNA dan DNA memiliki perbedaan. Cermati perbedaannya pada Tabel 3.1 di bawah

Macam-MacamRNA Macam-macam RNARNA dapat dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu RNA genetik dan RNA non-genetik.1. RNA genetikRNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai pembawa keterangan genetik. RNA genetik hanya ditemukan pada makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus. Dalam hal ini fungsi RNA menjadi sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur aktivitas sel.1. RNA non-genetikRNA non-genetik tidak berperan sebagai pembawa keterangan genetik sehingga RNA jenis ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup yang juga memiliki DNA. Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi mRNA, tRNA, dan rRNA.1) mRNA (messenger RNA) atau ARNd (ARN duta)mRNA merupakan RNA yang urutan basanya komplementer (berpasangan) dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNA jenis ini merupakan polinukleotida berbentuk pita tunggal linier dan disintesis oleh DNA di dalam nukleus. Panjang pendeknya mRNA berhubungan dengan panjang pendeknya rantai polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul mRNA yang bersangkutan. mRNA bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Adapun fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma. mRNA ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai, maka akan dihancurkan dalam plasma.

A2) tRNA (transfer RNA) atau ARNt (ARN transfer)RNA jenis ini dibentuk di dalam nukleus, tetapi menempatkan diri di dalam sitoplasma. tRNA merupakan RNA terpendek dan bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Fungsi lain tRNA adalah mengikat asam-asam amino di dalam sitoplasma yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Bagian tRNA yang berhubungan dengan kodon dinamakan antikodon.Gb. Struktur tRNA3) rRNA (ribosomal RNA) atau ARNr (ARN ribosomal)RNA ini disebut ribosomal RNA karena terdapat di ribosom meskipun dibuat di dalam nukleus. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi dari RNA ribosom adalah sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang mRNA. Di dalam ribosom, molekul rRNA ini mencapai 30-46%.Dengan adanya penjelasan materi di atas, terdapat perbedaan antara DNA dan RNA.Tabel . Perbedaan DNA dan RNADNA (Deoxyribo Nukleat Acid) RNA (Ribo Nukleat Acid)

- LetakDalam inti sel, mitokondria, kloroplas, senriol.Dalam inti sel, sitoplasma dan ribosom.

- BentukPolinukleotida ganda yang terpilin panjangPolinukleotida tunggal dan pendekl

- GulaDeoxyribosaRibosa

- BasanyaGolongan purin : adenine dan guanineGolongan pirimidin : cytosine dan timinGolongan purin : adenine dan guanineGolongan pirimidin : cytosine dan urasil

- Fungsi- mengontrol sifat yang menurun- sintesis protein- sintesis RNA- sintesis protein

- KadarnyaTidak dipengaruhi sintesis protein.Letak basa nitrogen dari kedua pita ADN saling berhadapan dengan pasangan yang tetap yaitu Adenin selalu berpasangan dengan Timin, Cytosin dengan Guanin. Kedua pita itu diikatkan oleh ikatan hidrogen.Dipengaruhi sintesis protein.Macam ARN :ARN dutaARN ribosomARN transfer

Gb. Jenis-jenis RNA yang dibentuk dari hasil transkripsi DNA merupakan bahan dasar sintesis protein

Asam deoksiribonukleatStrukturmolekulDNA. Atomkarbonberwarna hitam,oksigenmerah,nitrogenbiru, fosforhijau, danhidrogenputih. Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal denganDNA(bahasaInggris:Deoxyribo nucleic acid), adalah sejenisasam nukleatyang tergolongbiomolekulutama penyusunberat keringsetiaporganisme.Di dalamsel,DNA umumnya terletak di dalaminti sel. Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagaimateri genetik;artinya, DNAmenyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum bagi setiap organisme. Diantara perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenisvirus(dan virus tidak termasukorganisme) sepertiHIV(Human Immunodeficiency Virus).Struktur DNADNA merupakanpolimeryang terdiri dari tiga komponen utama, yaitu gugus fosfat, guladeoksiribosa, dan basa nitrogen. Sebuah unitmonomerDNA yang terdiri dari ketiga komponentersebut dinamakannukleotida,sehingga DNA tergolong sebagaipolinukleotida. Rantai DNAmemiliki lebar 2224,sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 . Walaupun unit monomerini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai.Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida.Struktur untai komplementer DNA menunjukkan pasangan basa (adenin dengan timindan guanin dengan sitosin) yang membentuk DNA beruntai ganda. Rangka utama untai DNAterdiri dari gugusfosfatdangulayang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gulapentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melaluiikatanfosfodiesterantara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gulalainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalahribosa.DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk strukturheliks ganda.Pada strukturheliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotidauntai lainnya. Hal ini disebut sebagaiantiparalel. Masing-masing untai terdiri dari rangka utama,sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya padaheliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basayang terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalahadenin(dilambangkan A),sitosin(C, daricytosine),guanin(G), dantimin(T). Adenin berikatan hidrogen dengan timin, sedangkan guanin berikatan dengan sitosin.Fungsi biologisPada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yangdigandakan.Replikasimerupakan proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukanketika sel akanmembelah diri.Pada setiap sel, kecualisel gamet,pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama. Padadasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantaiyang satu merupakan "konjugat" dari rantai pasangannya.Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai,maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk.Ada beberapa teori yang mencoba menjelaskan bagaimanaproses replikasi DNA ini terjadi. Salah satu teori yang palingpopuler menyatakan bahwa pada masing-masing DNA baruyang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggalmerupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya,sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang barudisintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNAsebelumnya tersebut bertindak sebagai "cetakan" untukmembuat rantai pasangannya.Proses replikasi memerlukan protein atauenzimpembantu; salah satu yang terpenting dikenal dengan namaDNA polimerase,yang merupakan enzim pembantupembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatupolimer.Proses replikasi diawali dengan pembukaan untaian gandaDNA pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Prosespembukaan rantai DNA ini dibantu oleh beberapa jenis proteinyang dapat mengenali titik-titik tersebut, dan juga protein yangmampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaianganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbukasecara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai denganpergeseran DNA polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNAditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal iniberlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesisrantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukanmonomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinyakesalahan sintesis amatlah kecil.Biosintesis proteinAsam ribonukleatAsam ribonukleat(bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) senyawa yang merupakanbahan genetikdan memainkan peran utama dalamekspresi genetik.Dalamdogma pokok (central dogma)genetika molekular,RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNAdan ekspresifenotipikyang diwujudkan dalam bentuk protein.Struktur RNAStruktur dasar RNA mirip denganDNA.RNA merupakanpolimeryang tersusun dari sejumlahnukleotida.Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa, dansatu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugusfosfat dari satu nukleotida dengan gugus gula ribosa dari nukleotida yang lain. Perbedaan RNAdengan DNA terletak pada satu gugushidroksiltambahan pada cincingularibosa(sehingga dinamakan ribosa). Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecualibasatiminpada DNA diganti denganurasilpada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenin, guanin, sitosin, atau urasiluntuk suatu nukleotida. Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin gandasebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.Tipe-tipe RNARNA hadir di alam dalam berbagai macam/tipe. Sebagai bahan genetik, RNA berwujudsepasang pita (Inggrisdouble-stranded RNA,dsRNA ).Genetika molekularklasik mengajarkan adanya tiga tipe RNA yang terlibat dalam proses sintesis protein:1.RNA-kurir (bahasa Inggris:messenger-RNA,mRNA),2.RNA-ribosom (bahasa Inggris:ribosomal-RNA,rRNA),3.RNA-transfer (bahasa Inggris:transfer-RNA,tRNA).Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21 diketahui bahwa RNA hadir dalam berbagaimacam bentuk dan terlibat dalam proses pascatranslasi. Dalam pengaturan ekspresi genetikorang sekarang mengenal RNA-mikro(miRNA)yang terlibat dalam "peredaman gen" ataugenesilencingdansmall-interfering RNA(siRNA)yang terlibat dalam proses pertahanan terhadapseranganvirus.Fungsi RNAPeran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antaraDNAdanprotein dalam prosesekspresi genetikkarena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini,RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam prosestranskripsi.Kodeurutan basa ini tersusun dalam bentuk 'triplet', tiga urutan basa N, yang dikenal dengan namakodon.Setiap kodon berelasi dengan satuasam amino(atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihatekspresi genetikuntuk keterangan lebih lanjut. Penelitianmutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori'dunia RNA',yangmenyatakan bahwa pada awal prosesevolusi,RNA merupakan bahan genetik universal sebelumorganisme hidup memakai DNA.Interferensi RNASuatu gejala yang baru ditemukan pada penghujung abad ke-20 adalah adanyamekanisme peredaman (silencing) dalam ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa RNA tidakditerjemahkan (translasi) menjadi protein oleh tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempatditranslasi, mRNA dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai "interferensiRNA". Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga substansi(enzimdan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan padanematodaCaenorhabditis eleganstetapi selanjutnya ditemukanpada hampir semua kelompok organisme hidup.KromosomGambar 1:Kromosom. (1) Kromatid. Salah satu dari dua bagian identik kromosom yangterbentuk setelahfase Spada pembelahan sel. (2) Sentromer. Tempat persambungan keduakromatid, dan tempat melekatnya mikrotubulus. (3) Lengan pendek (4) Lengan panjang.Kromosommerupakan strukturmakromolekulbesar yang memuatDNAyang membawa informasi genetikdalamsel.DNA terbalut dalam satu atau lebih kromosom. Sebuah kromosom (dalambahasa Yunanichroma= warna dansoma= badan) adalah seberkasDNA yang sangat panjang dan berkelanjutan, yang terdapat banyakgenunsur regulatordan sekuens nukleotidalainnya.Dalam kromosomeukariota,DNA yang tidak terkondensasi berada dalam struktur order-quasidalamnukleus,dimana ia membungkushiston(proteinstruktural, Gambar 1), dan di mana material komposit ini disebutchromatin.Selamamitosis(pembelahan sel), kromosom terkondensasi dan disebut kromosommetafase.Hal ini menyebabkan masing-masing kromosomdapat diamati melaluimikroskopoptik.Setiap kromosom memiliki dua lengan, yang pendek disebutlengan p(daribahasa Perancispetityang berarti kecil) dan lengan yang panjanglengan q(q mengikuti p dalam alfabet).Prokariotatidak memiliki histon atau nukleus. Dalam keadaan santainya, DNA dapat diaksesuntuktranskripsi,regulasi, danreplikasi. Kromosom pertama kali diamati olehKarl Wilhelm von Ngelipada1842dan ciri-cirinya dijelaskan dengan detil olehWalther Flemmingpada1882.Pada1910,Thomas Hunt Morgan membuktikan bahwa kromosom merupakan pembawagen.TranskripsiPenyalinan kode genetik dariDNAmenjadiRNAdalam prosesekspresi genetik.Proses ini terutama dikendalikan olehenzimRNA polimeraseReplikasi DNAReplikasi DNA bersifatsemikonservatif, yaitu kedua untai tunggalDNA bertindak sebagai cetakan untuk pembuatan untai-untaiDNA baru; seluruh untai tunggal cetakan dipertahankan dan untaiyang baru dibuat dari nukleotida-nukleotida.Replikasi DNAadalah proses penggandaan molekulDNAuntaiganda. Padasel,replikasi DNA terjadi sebelumpembelahan sel. Prokariotaterus-menerus melakukan replikasi DNA. Padaeukariota,waktu terjadinya replikasi DNA sangatlah diatur, yaitupada fase Sdaur sel,sebelummitosisataumeiosisI. Penggandaan tersebut memanfaatkanenzimDNA polimeraseyang membantupembentukan ikatan antaranukleotida-nukleotidapenyusunpolimer DNA. Proses replikasi DNA dapat pula dilakukanin vitrodalam proses yang disebutreaksi berantai polimerase (PCR).Garpu replikasiGarpu replikasi atau cabang replikasi (replication fork) ialah struktur yang terbentuk ketika DNAbereplikasi. Garpu replikasi ini dibentuk akibat enzimhelikaseyang memutusikatan-ikatanhidrogenyang menyatukan kedua untaian DNA, membuat terbukanya untaian ganda tersebutmenjadi dua cabang yang masing-masing terdiri dari sebuah untaian tunggal DNA. Masing-masing cabang tersebut menjadi "cetakan" untuk pembentukan dua untaian DNA baruberdasarkan urutan nukleotida komplementernya. DNA polimerase membentuk untaian DNAbaru dengan memperpanjang oligonukleotida(RNA )yang dibentuk oleh enzimprimasedandisebutprimer.DNA polimerase membentuk untaian DNA baru dengan menambahkan nukleotidadalam halini, deoksiribonukleotidake ujung 3'-hidroksil bebas nukleotida rantai DNA yang sedang

tumbuh. Dengan kata lain, rantai DNA baru (DNA "anak") disintesis dari arah 5'3', sedangkanDNA polimerase bergerak pada DNA "induk" dengan arah 3'5'. Namun demikian, salah satuuntaian DNA induk pada garpu replikasi berorientasi 3'5', sementara untaian lainnyaberorientasi 5'3', dan helikase bergerak membuka untaian rangkap DNA dengan arah 5'3'.Oleh karena itu, replikasi harus berlangsung pada kedua arah berlawanan tersebut.Replikasi DNA. Mula-mula, heliks ganda DNA (merah) dibuka menjadi dua untai tunggal olehenzim helikase (9) dengan bantuan topoisomerase (11) yang mengurangi tegangan untai DNA.Untaian DNA tunggal dilekati oleh protein-protein pengikat untaian tunggal (10) untukmencegahnya membentuk heliks ganda kembali. Primase (6) membentuk oligonukleotida RNAyang disebutprimer(5) dan molekul DNA polimerase (3 & 8) melekat pada seuntai tunggalDNA dan bergerak sepanjang untai tersebut memperpanjang primer, membentuk untaian tunggalDNA baru yang disebutleading strand(2) danlagging strand(1). DNA polimerase yangmembentuklagging strandharus mensintesis segmen-segmen polinukleotida diskontinu (disebutfragmen Okazaki (7)). Enzim DNA ligase (4) kemudian menyambungkan potongan-potonganlagging strandtersebut.Pembentukanleading strandPada replikasi DNA,untaian pengawal(leading strand) ialah untaian DNA yang disintesisdengan arah 5'3' secara berkesinambungan. Pada untaian ini, DNA polimerase mampumembentuk DNA menggunakan ujung 3'-OH bebas dari sebuah primer RNA dan sintesis DNAberlangsung secara berkesinambungan, searah dengan arah pergerakan garpu replikasi.Pembentukanlagging strandLagging strandialah untaian DNA yang terletak pada sisi yang berseberangan denganleadingstrandpada garpu replikasi. Untaian ini disintesis dalam segmen-segmen yang disebutfragmenOkazaki. Pada untaian ini, primase membentuk primer RNA. DNA polimerase dengan demikiandapat menggunakan gugus OH 3' bebas pada primer RNA tersebut untuk mensintesis DNAdengan arah 5'3'. Fragmen primer RNA tersebut lalu disingkirkan (misalnya dengan RNase Hdan DNA Polimerase I) dan deoksiribonukleotida baru ditambahkan untuk mengisi celah yangtadinya ditempati oleh RNA. DNA ligase lalu menyambungkan fragmen-fragmen Okazakitersebut sehingga sintesislagging strandmenjadi lengkap.