Sejarah Penemuan

Pada tahun 1953, berdasar hasil penelitian dari Rosalind Franklin, James

Watson and Francis Crick,  DNA diketahui berbentuk double helix. Terdiri dari

dua pita yang berpilin menjadi satu.

Gambar 1. Contoh Double helix

Gambar di tengah menunjukkan model double helix, yang merupakan struktur

DNA. Double helix terdiri dari dua rantai, satu berwarna biru, dan satunya kuning.

Contoh helix misalnya pada rajutan tali, seperti pada gambar sebelah kanan.

Gambar 6. Ikatan Hidrogen Antara Basa-Basa Nitrogen

Interaksi ikatan hidrogen antara masing-masing basa nitrogen

menyebabkan bentuk dari dua rantai DNA menjadi sedemikian rupa, bentuk ini

disebut double helix. Interaksi spesifik ini terjadi antara basa A dengan T, dan C

dengan G. Sehingga jika double helix dibayang kan sebagai sebuah tangga spiral,

maka ikatan basa-basa ini sebagai anak tangga-nya. Lebar dari ‘anak tangga’

adalah sama, karena pasangan basa selalu terdiri dari satu primidin dan satu purin.

DNA merupakan materi yang membentuk kromosom-kromosom dan juga

merupakan informasi genetik yang tersimpan dalam tubuh makhluk hidup.

Informasi genetik ini pada dasarnya merupakan kumpulan instruksi/perintah yang

mengatur sel untuk bisa melakukan hal-hal tertentu. DNA singkatan dari

deoxyribonucleic acid, atau dalam Bahasa Indonesia disebut dengan Asam

Deoksiribosa Nukleat atau ADN. Kata deoxyrybo mengacu pada nama gula yang

terkandung dalam DNA, yaitu deoxyrybose (deoksiribosa).

Molekul-molekul DNA di tubuh kita tersusun dalam paket-paket yang

disebut kromosom. Setiap manusia memiliki 23 pasang kromosom. Satu dari 23

pasang kromosom itu, yang disebut kromosom seks, berbeda pada pria dan

wanita. Wanita memiliki dua kromosom X, laki-laki memiliki kromosom X dan

Y. Setiap organisme memiliki jumlah kromosom yang berbeda. Misalnya,

simpanze memiliki 24 pasang, pisang 11 pasang, dan lalat hanya 4 pasang.

Selanjutnya, kromosom tersusun dalam segmen-segmen pendek DNA yang

disebut gen. Bila DNA adalah buku resep, maka setiap gen adalah resepnya.

Resep ini memberitahu sel-sel bagaimana menjalankan fungsi dan

mengekspresikan sifat tertentu. Manusia memiliki sekitar 25.000 gen. Gen inilah

yang menentukan warna rambut, jenis rambut, warna kulit, warna mata, dll.

Misalnya, seseorang memiliki rambut hitam keriting karena gen-gen yang diwarisi

dari orangtuanya menginstruksikan sel-sel folikel rambut untuk membentuk

rambut hitam dan keriting.

Gambar 7. Struktur DNA Double Helix lengkap

Struktur DNA

DNA, Deoxyribose Nucleic Acid. Penyusun utama DNA adalah gula

ribose yang kehilangan satu atom oksigen (deoksiribose).

Gambar 2. Perbedaan Ribose dan Deoksiribose

Perhatikan gambar di atas, pada deoksiribose, satu atom oksigen pada salah satu

atom C ribose hilang.

Tiap pita/rantai double helix terbuat dari unit-unit berulang yang disebut

nukleotida. Satu nukleotida terdiri dari tiga gugus fungsi; satu gula ribose,

triphosphate, dan satu basa nitrogen. Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari

ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong

sebagai polinukleotida. Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang

satu unit nukleotida 3,3 Å. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA

dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Rangka utama

untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada

DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula

terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga

pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. DNA terdiri atas

dua untai benang polinukleotida yang saling berpilin membentuk struktur heliks

ganda. Seutas polinukleotida pada molekul DNA tersusun atas rangkaian

nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas:

1. Gugusan gula deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom

oksigen)

2. Gugusan asam fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 dari gula)

3. Gugusan basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula

Posisi triphosphate dan basa nitrogen yang terikat pada ribosa. Gugus triphosphat

terikat pada atom C no 5′ dari ribosa (Lihat gambar di atas). Gugus triphosphate

ini hanya dimiliki oleh nukleotida bebas. Sedangkan nukleotida yang terikat pada

rantai DNA kehilangan dua dari gugus phosphate ini, sehingga hanya satu

phosphate yang masih tertinggal.

Basa nitrogen penyusun DNA terdiri dari basa purin, yaitu adenin (A) dan

guanin (G), serta basa pirimidin yaitu sitosin atau cytosine (C) dan timin (T).

Ikatan antara gula pentosa dan basa nitrogen disebut nukleosida. Ada 4 macam

basa nukleosida yaitu :

1. Ikatan A-gula disebut adenina atau adenosin deoksiribonukleosida

(deoksiadenosin)

2. Ikatan G-gula disebut guanina atau guanosin deoksiribonukleosida

(deoksiguanosin)

3. Ikatan C-gula disebut sitosina atau sitidin deoksiribonukleosida

(deoksisitidin)

4. Ikatan T-gula disebut timina atau timidin deoksiribonukleosida

(deoksiribotimidin)

.

Ketika basa-basa nitrogen tersebut terikat dalam nukleotida, maka penamaan-

pun berubah. Nukleotida terdiri dari gugus triphosphate dan satu basa nitrogen

yang terikat pada satu molekul ribose. Basa-basa nitrogen ini apabila terikat pada

ribose membentuk nukleotida maka penamaannya-pun berubah. Adenin menjadi

2′deoxyadenosine triphosphate, cytosin menjadi 2′deoxycytidine triphosphate,

guainne menjadi 2′deoxyguanosine triphosphate, dan Thymine menjadi

2′deoxythymidine triphosphate. Disingkat menjadi A, C, G, dan T. Perhatikan

bahwa ada dua pasang basa yang mirip. A dan G sama-sama mempunyai dua

cincin karbon-nitrogen, disebut golongan purine. Sedangkan C dan T hanya

mempunyai satu cincin karbon-nitrogen, masuk golongan pirimidin. Basa-basa

nitrogen pada utas yang satu memiliki pasangan yang tetap dengan basa-basa

nitrogen pada utas yang lain. Adenin berpasangan dengan timin dan guanin

berpasangan dengan sitosin. Pasangan basa nitrogen A dan T dihubungkan oleh

dua atom hidrogen (A=T). Adapun pasangan basa nitrogen C dan G dihubungkan

oleh tiga atom hidrogen (C≡G). Dengan demikian, kedua polinukleotida pada satu

DNA saling komplemen.

Gambar 4. Struktur DNA Sederhana

Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa ‘backbone’ DNA akan mempunyai ujung

5′ (dengan phosphate bebas yang terikat), dan ujung 3′ (dengan gugus OH bebas).

Pada gambar tersebut, tiap-tiap nukleotida dibuat berbeda warna agar lebih jelas.