Pengertian, Struktur, Fungsi dan Replikasi DNA

Selamat datang di softilmu, blog ilmu pengetahuan yang berbagi dengan penuh keikhlasan. Kali ini kami akan berbagi ilmu tentang DNA. Mungkin artikel nya agak sedikit panjang namun kami telah berusaha membuatnya mudah untuk dipahami. Beberapa poin utama dalam artikel kali ini adalah Pengertian DNA, Struktur DNA, Fungsi DNA, Sifat DNA, Proses Terbentuknya DNA, dan Mekanisme Kerja DNA. Semoga ilmunya dapat bermanfaat.

A. PENGERTIAN DNA
Sebelum memulai lebih jauh, kita harus tahu terlebih dahulu definisi dari DNA. Banyak para ahli yang mengutarakan pendapatnya. Akan tetapi, intinya tetap sama yaitu DNA ((Deoxyribonucleic acid) merupakan tempat penyimpanan informasi genetic dari semua makhluk hidup. DNA tersusun atas rangkaian nukleotida yang berupa gula deoksiribosa, gugus fosfat dan basa nitrogen. Basa nitrogen DNA terdiri dari golongan purin, yaitu adenine dan guanine, serta golongan pirimidin yaitu timin dan sitosin.

DNA berkaitan dengan semua aktifitas biologis dan merupakan pusat kajian di dalam sitologi, genetic, biologi molekuler, mikrobiologi, perkembangan biologis, biokimia dan evolusi.
Jadi, DNA adalah wadah dari semua informasi genetic dari makhluk hidup. Informasi tersebut dapat berupa sifat, cirri khas, warna kulit, warna rambut, mata dsb. DNA tidak hanya ada pada manusia, akan tetapi pada hewan dan tumbuhan juga terdapat DNA.

B. STRUKTUR DNA
Sebelumnya kita telah mengetahui definisi dari DNA. Sekarang kita akan membahas Struktur atau bentuk dari DNA. Bagaimana sih bentuk atau struktur dari DNA? Bulatkah, lonjongkah atau segitiga sama kaki?

Jadi menurut ilmuwan ternama James Watson dan Francis Crick (1953) yang menemukan struktur dari DNA bukanlah bulat, lonjong atau segitiga sama kaki. Tetapi DNA itu makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang  ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA heliks ganda (double helix) dan berpilin ke kanan. 
Struktur DNA
STRUKTUR DNA
Gambar diatas menjelaskan bagaimana struktur dari DNA.  Setiap nukleotida yang menyusun DNA terdiri atas :

1. Gula 5 karbon (2 deoksiribosa)
Basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin yaitu adenine (A) dan guanine (G) serta golongan pirimidin yaitu cytosine (C) dan thymine (T).

2. Gugus fosfat
Baik purin atau pirimidin yang berikatan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan precursor elementer untuk sintesis DNA.
Susunan Basa Nitrogen DNA
SUSUNAN BASA NITROGEN DNA
Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata. Persentase keempat basa nitrogen berbeda dari satu spesies dengan spesies lainnya. Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenine (A) selalu sama dengan jumlah Timin (T). Begitu pula dengan Guanin (G) dan Sitosin (C).  Adenine (A) selalu berpasangan dengan Timin (T) dan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanine (G) melalui ikatan hydrogen. Adenine dan timin membentuk dua ikatan hydrogen  (A=T) sedangkan sitosin dan guanine membentuk 3 ikatan hydrogen (C ≡ T).

Jika kita perhatikan gambar diatas, dapat disimpulkan bahwa Adenin (A) akan selalu berpasangan dengan Timin (T). Sedangkan Sitosin (C) selalu berpasangan dengan Guanine (G). Basa-basa nitrogen ini diikat oleh basa komplementer yang membentuk ikatan hydrogen dan mengikat kedua unsur DNA heliks ganda secara bersamaan.

C. FUNGSI DNA
Seperti yang telah kita ketahui sebelumnya salah satu fungsi DNA yaitu sebagai wadah atau tempat penyimpanan informasi genetic dari makhluk hidup. Ternyata, selain fungsi tersebut, ada 3 fungsi lainnya yang terdapat pada DNA. Diantaranya yaitu:

1. Sebagai pembawa informasi genetic
DNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa informasi genetic makhluk hidup seperti ciri dan sifat makhluk hidup. Contohnya yaitu, kita membawa sifat dan cirri khas dari orang tua kita. Ciri dan Sifat itu dapat berupa warna mata, warna kulit bentuk wajah dsb. Lalu bagaimana jika kita tidak memiliki cirri dan sifat dari orang tua kita? Lalu bagaimana kalau kedua orang tua teman-teman berkulit putih sedangkan teman-teman berkulit coklat? Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, DNA tidak hanya membawa sifat dan cirri dari orang tua kita. DNA juga dapat menurunkan sifat dari generasi sebelum orang tua kita. Contohnya dari kakek, paman, bibi bahkan kakek buyut kita. Asalkan memiliki hubungan darah ada kemungkinan sifat itu diturunkan ke generasi selanjutnya.

2. Berperan dalam duplikasi diri dan pewarisan sifat
Duplikasi diri atau Replikasi DNA nenpunyai peran penting bagi DNA untuk mewariskan sifat dari satu sel ke sel lainnya.

3. Ekspresi informasi genetic
Gen-gen membawa informasi untuk membentuk protein tertentu. Proses ini terjadi melalui mekanisme sintesis protein. Proses pembentukan protein ini terjadi melalui proses transkripsi DNA menjadi RNA dan translasi RNA membentuk rantai polipeptida.
Artikel Penunjang : Pengertian,Struktur dan Fungsi RNA 
 D. SIFAT DNA
Selain memiliki fungsi, DNA juga memiliki beberapa sifat diantaranya yaitu:
  • Jumlah DNA konstan dalam setiap jenis sel dan spesies. Konstan dalam artian tetap dan tidak berubah jumlahnya. Contohnya Jumlah DNA pada kucing berbeda dengan jumlah DNA pada Anjing. Begitupun dengan jumlah DNA pada manusia dan primate berbeda jumlahnya.
  • Kandungan DNA dalam sel bergantung pada sifat ploidi (genom) sel atau jumlah kromosom di dalam sel.
  • Bentuk DNA pada sel eukariotik adalah seperti benang dan tidak bercabang, sedangkan
  • DNA pada sel Prokariotik, mitokondria dan plastida berbentuk sirkuler.


E. PROSES TERBENTUKNYA DNA
Proses terbentuknya DNA itu diawali dengan Replikasi DNA. Proses ini memerlukan bahan baku deoksiribonukleatida, enzim dan nukleotida. Proses replikasi DNA akan menghasilkan rantai DNA baru yang sama.
Replikasi diawali dengan terbukanya pilinan dan pemisahan rantai oleh enzim helikase sehingga terbentuk dua pita tunggal. Kedua pita tersebut berfungsi sebagai cetakan DNA baru dengan bantuan enzim polymerase.
Artikel Penunjang : Pengertian, Sifat, Fungsi dan Macam Macam Enzim
DNA polymerase dapat mensintesis DNA baru dengan arah 5→ 3. Oleh karena itu, dalam pembentukan DNA baru akan terdapat pembentukan pita yang kontinu dan diskontinu. Pita DNA kontinu terbentuk dari arah  5→ 3tanpa terputus. Pita DNA diskontinu akan terbentuk dari arah 3→ 5terputus-putus. Pembentukannya diawali pembentukan RNA primer oleh primase dan diteruskan oleh DNA polymerase membentuk fragmen DNA disebut fragmen Okazaki.
RNA primer akan digantikan DNA bersamaan dengan penyambungan fragmen Okazaki oleh enzim ligase. Akibatnya terbentuk pita DNA baru yang utuh.

Terdapat 3 hipotesis mengenai proses replikasi DNA, diantaranya yaitu:
1. Konservatif
Menurut model replikasi konservatif, semua pita DNA double helix berfungsi sebagai cetakan. Proses tersebut menghasilkan sebuah pita DNA double helix baru.
2. Semikonservatif
Model ini menjelaskan, setelah pita terurai menjadi pita tunggal, setiap pita berfungsi sebagai cetakan. Setiap pita tunggal membentuk pita pasangannya sehingga terbentuk 2 pita double helix.
3. Pita spiral (double helix) terputus-putus
Kemudian potongan DNA tersebut membentuk dua pita baru. Potongan DNA lama akan bersambungan dengan DNA baru pada kedua pita double helix baru tersebut.
Macam Macam Replikasi DNA
REPLIKASI DNA
F. MEKANISME KERJA DNA
Pada Mekanisme Kerja DNA dalam aktivitas sel diikuti oleh sintesis protein. Sintesis protein atau pembentukan protein memerlukan adanya molekul RNA yang merupakan materi genetic di dalam kromosom dan DNA sebagai pembawa sifat keturunan. Informasi genetic pada double helix DNA berupa kode-kode sandi atau genetic. Kode-kode tersebut akan dibawa dan dan dicetak untuk membentuk RNA.
Tahapan-tahapan dari pembentukan RNA atau Sintesis Protein terbagi 2 yaitu Transkripsi dan Translasi yang akan dibahas sebagai berikut:

1. Transkripsi
Transkripsi merupakan pencetakan RNA messenger oleh DNA. Transkripsi terjadi dalam 3 tahap yaitu inisiasi, elongasi dan terminasi.  
Transkripsi DNA
TRANSKRIPSI
  • Pada tahap inisiasi, RNA polymerase menempel pada promoter yaitu urutan basa nitrogen khusus pada DNA yang dapat memberikan sinyal inisiasi transkripsi. Rantai DNA yang digunakan pada proses perekaman gen hanya satu buah, dinamakan rantai sense. Sedangkan rantai lainnya merupakan rantai noncoding atau antisense (tidak digunakan dalam transkripsi).
  • Tahap elongasi ditunjukkan oleh aktivitas RNA polymerase yang bergerak sepanjang rantai DNA sehingga dihasilkan rantai RNA yang di dalamnya  mengandung urutan basa nitrogen pertama sebagai hasil perekaman. Setelah hasil perekaman berjumlah 30 buah, suatu senyawa kimia akan berikatan dengan ujung  5 RNA yang berfungsi sebagai penutup untuk memberikan sinyal inisiasi tahap translasi, dan mencegah terjadinya degradasi RNA.
  • Pada tahap terminasi, proses perekaman (transkripsi) berhenti dan molekul DNA yang baru terpisah dari DNA template. Segera setelah molekul RNA terpisah, sebanyak 100-200 molekul asam adenilat berikatan pada ujung 3RNA. Penambahan senyawa kimia tersebut menghasilkan urutan nukleotida adenine dalam jumlah yang banyak pada ujung 3RNA. Akhirnya dihasilkan produk transkripsi yang lengkap dinamakan messenger RNA (mRNA).

 2. Translasi
Translasi adalah Pernerjamahan kode oleh tRNA berupa kode yang dikehendaki. Translasi terjadi di sitoplasma dan melibatkan ribosom. Sama dengan Transkripsi, proses terjadinya Translasi terbagi 3 yaitu Inisiasi, elongasi dan terminasi.
Translasi DNA
TRANSLASI
  • Tahap inisiasi ditandai dengan pengenalan kodon AUG yang terdapat pada bagian akhir mRNA yang disebut juga kodon Start. Kodon AUG merupakan kode pembentukan metionin. Kemudian, tRNA yang membawa metionin akan bergabung melalui pembentukan ikatan pada subunit besar ribosom dan terbentuklah ribosom yang lengkap. Molekul tRNA pertama yang terikat pada ribosom akan menempati tempat khusus, yaitu sisi P (Polipeptida) yang akan terbentuk rantai polipeptida. tRNA berikutnya akan berikatan dengan kodon kedua dan menempati ribosom pada sisi A (asam amino).
  • Tahap elongasi ditandai dengan masuknya tRNA pada sisi A (asam amino) sehingga dihasilkan rangkaian asam amino yang dihubungkan oleh rantai peptide. Ribosom akan bergerak ke kanan membawa tRNA yang akan menerjemahkan asam amino berikutnya pada sisi A yang kosong. Asam amino yang kosong bergerak ke sisi P (polipeptida) dan terjadi pemutusan ikatan dengan tRNA . dengan demikian, rantai polipeptida akan terus terbentuk.

Translasi akan memasuki tahap terminasi apabila ribosom mencapai kodon “stop” (UAG) pada mRNA. Polipeptida akan dilepaskan dari ribosom dan sintesis protein berakhir. Kemudian setiap sub unit ribosom akan terpisah dan akan siap kembali untuk sintesis protein berikutnya.

Nah, menarik bukan pembahasan DNA ini? Satu lagi fakta unik dari DNA, menurut pendapat para ahli apabila DNA dari semua sel tubuh manusia direntangkan dari ujung ke ujung, panjangnya sama dengan jarak Bumi ke Bulan bolak balik- lebih dari 700.000km.Adapun Isu yang sedang berkembang mengenai DNA sampai sekarang ini yaitu cloning terhadap manusia. Setelah keberhasilan cloning terhadap domba dolly, para ilmuwan mencoba untuk mengkloning manusia. Akan tetapi, hal ini menyebabkan pro kontra dari segi agama, etika, social dan HAM.Isu tersebut sempat hilang dari peredaran sampai ditemukan foto seorang anak perempuan yang beredar di internet yang kabarnya di cloning. Nah, bagaimana pendapat pembaca setia softilmu? Mungkinkah diadakan cloning pada manusia? Silahkan bercuap-bercuap di kotak komentar di bawah J

Post a Comment