√ Dna : Pengertian, Fungsi, Sifat, Replikasi

A. PENGERTIAN DNA

DNA atau Deoxyribonucleic Acid atau asam deoksiribo nukleat (ADN) merupakan kawasan penyimpanan isu genetik yang membawa isu yang sanggup diturunkan. Di dalam sel, DNA merupakan salh satu dari dua jenis asam nukleat yang penting bagi tubuh. DNA dianalogikan sebagai suatu polimer heliks ganda yang terdiri dari nukleotida, setiap nukleotida terdiri dari 3 komponen yaitu satu basa nitrogen, satu gula pentose atau deoksiribosa dan satu gugus fosfat. Setiap orang mempunyai DNA yang unik. DNA sanggup ditemukan di dalam inti sel dan di dalam mitokondria. Di dalam inti sel, DNA membentuk satu kesatuan untaian yang disebut kromosom. DNA terdapat di dalam kromosom. Setiap sel insan yang normal mempunyai 46 kromosom yang terdiri dari 22 pasang kromosom somatik dan 1 pasang kromosom sec. Sel insan diperkirakan mempunyai 50.000 hingga 100.000 gen yang dua kali lebih banyak daripada basil pada umumnya.

PENGERTIAN, FUNGSI, SIFAT DAN REPLIKASI DNA

Pada prokariot, DNA tidak terpisah dari komponen sel lain. Pada eukariot, DNA berikatan dengan protein, membentuk kompleks yang disebut kromatin.

Kurang dari 0,1% total DNA dalam sel terdapat dalam mitokondria. Informasi genetic dalam mitokondria dikode oleh kurang dari 20.000 pasang basa DNA. Informasi genetic dalam kromosom haploid insan dikode oleh kira-kira 3 x 10⁹ (3 milyar) pasang basa yang mengode 40.000 gen. DNA dan sistem sintesa protein dalam mitokondria lebih kurang sama dengan sistem bakteri, dimana tidak terdapat membran yang menutupi organel.

DNA sanggup bereplikasi dan memperbanyak jumlahnya dikala akan terjadi pembelahan sel sehingga tiap sel gres akan mempunyai DNA sama mirip sel yang lama.

B. SIFAT DNA

Berikut sifat yang menggambarkan DNA:

• Dalam badan makhluk hidup, jumlah basa yang menyusun DNA, urutan, serta panjang tidak sama
• Jumlah A sama dengan T dan jumlah G sama dengan C tidak lebih dan kurang satu sama lain
• Molekul hidup dan stabil
• Basa nitrogen terdiri dari basa Purin (A dan G) serta basa Pirimidin (S dan T)
• Nukleotida dibuat dari ikatan antara gula, fosfat, dan basa nitrogen. Nukleotida berperan dalam sejumlah besar proses biokimiawi.
• Nukleosida dibuat oleh ikatan yg terdiri dari gula dan basa nitrogen.

C. FUNGSI DNA

Berikut beberapa fungsi DNA : 

• DNA sanggup mewariskan (genetic) pada semua sel, DNA secara sempurna bereplikasi selama setiap generasi sel. Saat sel membelah, salinan yang identik dengan DNA parental dibagikan ke setiap sel anak. DNA menyediakan aba-aba untuk semua generasi masa depan sel tunggal dan keseluruhan organisme multiseluler
• DNA mengendalikan kegiatan sel, memilih sintesis enzim dan protein lain. protein mengatalasi dan mengatur reaksi metabolic, menyediakan materi mentah untuk struktur sel, memungkinkan pergerakan sel, berinteraksi dengan lingkungan dan sel lain. dan mengendalikan pertumbuhan dan pembelahan sel.
• Gen yakni unit isu di dalam DNA, setiap gen memilih rangkaian asam amino  suatu protein tertentu. Membawa gen yang mengandung isu yang memilih jenis protein yang harus disintesis, kapan dalam tipe sel yang mana dan seberapa banyak jumlah protein yang harus disintesis. Ribuan hingga jutaan gen yang berlainan dibutuhkan untuk menciptakan semua protein yang penting dalam sebuah sel.
• Sebagai autokalatis atau kemampuan untuk memalsukan diri
• Sebagai heterokatalis atau kemampuan untuk mensintesis senyawa lain
• Membentuk RNA untuk kelangsungan proses genetic di dalam badan makhluk hidup

D. STRUKTUR DNA

Penemuan struktur double helix DNA oleh James Watson dan Crick (1953) telah membuka pengertian wacana replikasi, transkripsi dan translasi gen. DNA termasuk dalam suatu kelas molekul organik yang disebut asam nukleat. Nukleotida saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester antara fosfat pada satu nukleotida dan gula pada nukleotida berikutnya. Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

• Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
• Basa nitrogen yang terdiri dari empat jenis berbeda, golongan purin yaitu adenin (Adenin A) dan guanin (guanini G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine C) dan timin (thymine T)
• Gugus fosfat, yang terikat pada karbon 5 deosiriboksa.

Gula dan fosfat  berselang seling membentuk “tulang punggung” yang panjang bagai rantai nukleoktida yang disebut polinukleotida. Kedua ujung polinukleotida berbeda-beda satu sama lainnya membuatnya menjadi suatu molekul polar. Ujung-ujung tersebut dirancang berdasarkan nomor karbon pada gula. Gugus fosfat pada ujung 5 dan gugus hidroksil pada ujung 3.

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick. DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan terdiri atas pasangan polinukleotida serta berpilin ke kanan

Strukturnya ibarat tangga tali dengan gula fosfat sebagai tulang punggungnya membentuk “sisi tangga” dan pasangan basa membentuk “anak tangga” yang kaku. Molekul DNA memuntir untuk membentuk suatu heliks dengan 10 basa per tikungan heliksnya. Kedua untaian DNA berpasangan dengan polaritas 5 ke 3 yang berjalan dalam arah berlawanan atau antiparalel.

Kedua untaian molekul DNA dipasangkan oleh pasangan basa komplementer (dihasilkan dari pembentukan ikatan hydrogen antar pasangan yang spesifik. Setiap nukleotida di satu untai berpasangan dengan satu nukleotisa spesifik (komplementer) pada untaian yang lain.

Variasi DNA ditemukan pada rangkaian linear pasangan basa di sepanjang molekulnya. Keanekaragaman rangkaian yang menakjubkan dibuat dalam molekul DNA yang panjangnya sanggup mencapai ribuan hingga jutaan pasangan basa (base pairs atau bp). Struktur asam nukleat distabilkan oleh rantai gula-fosfat, pasangan basa, base stacking (hidrofob) dan interaksi ioniknya.

STRUKTUR DNA

E. REPLIKASI DNA

Replikasi yakni kejadian sintesis DNA. Replikasi atau cetakan (salinan identik) merupakan satu ciri kunci DNA. Setiap molekul DNA menyediakan cetakannya sendiri untuk replikasi. Setiap untai berfungsi sebagai cetakan untuk menyintesis untai DNA komplementer baru, sesuai dengan hukum khusus asam basa. Suatu enzim yang disebut DNA polymerase menyintesis DNA dengan menghubungkna setiap pasangan nukleotida gres ke ujung 3 untai DNA yang sedang tumbuh.

Pada setiap molekul DNA anak, satu untai DNA parental (lama) dipertahankan untuk berpasangan dengan satu untai yang gres disintesis. Pola replikasi demikian itu mengacu pada rujukan semikonservatif. Sebaliknya, rujukan ini akan menghasilkan molekul DNA parental utuh yang sama sekali baru. Replikasi DNA  sangat cepat dan akurat. Diperkirakan sekitar 500 nukleotida direplikasi setiap detik dan diperkirakan terdapat satu kesalahan dalam 1 miliar pasang basa (bp). Hal ini yakni bab yang menakjubkan mengingat ukuran genom eukariotik (sekitar 3 miliar bp DNA) di dalam sebuah inti sel.

Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila pembelahan mengandung DNA penuh dan identik mirip induknya. Dengan demikian, DNA harus secara sempurna direplikasi sebelum pembelahan dimulai. Replikasi DNA sanggup terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida gres dari rantai nukleotida lama. Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA gres yang sama dengan molekul DNA usang sebagai cetakan. Kemungkinan terjadinya replikasi sanggup melalui tiga model.

• Model pertama yakni model konservatif, yaitu dua rantai DNA usang tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.
• Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA usang terpisah dan rantai gres disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA usang tersebut.
• Model ketiga yakni model dispersif, yaitu beberapa bab dari kedua rantai DNA usang dipakai sebgai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru.

Berikut yakni citra replikasi yang terjadi terhadap DNA :

REPLIKASI DNA

Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang sempurna untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot. Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot yakni dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA. Pada organisme eukariot, kejadian replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintesis dalam siklus pembelahan sel.

Mekanisme replikasi DNA telah diamati pertama kali pada sebuah basil Escherichia c0l1. Suatu proses serupa terjadi pada eukariota. Replikasi diawali dikala protein spesifik mengenali dan berikatan dengan situs (tempat) khusus di sebuah kromososm yang disebut sumber replikasi. Terdapat banyak sumber disetiap kromosom eukariotik linear. Replikasi berjalan pada struktur garpu replikasi. Setiap garpu bergerak dalam satu arah dan rangkaian [arental dibuat lebih banyak sehingga memungkinkan untuk replikasi. Beberapa proses terusberlanjut pada garpu replikasi. Pemasangan basa dengan untauain cetakan parental memilih rangkaian nukleotida pada setiap untai DNA baru. Nukleotida komplementer dihubungkan dengan ujung 3’ untai gres oleh sebuah molekul DNA polymerase, yang bergerak sepanjang cetakan. Jadi, DNA gres selalu disintesis pada arah 5 ke 3. Elongasi yang kontinu pada garpu replikasi, satu untai gres diperpanjang terus-menerus mengikuti arah 5 ke 3 garpu bergerak. Hal ini disebut sintesis untai terarah.

Sintesis untai tertinggal menggambarkan prosedur elongasi diskontinu, terjadi pada untai cetakan yang tidak terarah. Karena satu untai cetakan yakni antiparalel, satu untai gres harus dibuat pada arah keseluruhan 3 ke 5 yang bukan arah penentunya. Molekul lain DNA polymerase menyintesis untai yang mengikuti dan tertinggal arah pada garpu replikasi.

PERGERAKAN GARPU REPLIKASI

Ada beberapa enzim yang berperan penting dalam replikasi DNA yaitu:

1. Kompleks replikasi

Proses replikasi melibatkan banyak enzim berbeda. Kompleks replikasi dibuat sewaktu bebrapa enzim berbeda bergabung dengan DNA polymerase.

2. Enzim pada garpu replikasi:

• DNA helikase, melepaskan untaian DNA parental dan kompleks replikasi
• Protein pengikat untai tunggal, mengikat parental yang terpisah untuk dikuatkan kembali atau diperbaiki
• RNA primase, memulai sintesis de novo setiap fragmen pkazaki pada untai yang tertinggal. Primase menyintesis primer RNA pendek yang komplementer dengan cetakan DNA gres yang terpajang. Primer RNA menediakan ujung 3 yang dibutuhkan DNA polymerase untuk mulai menambahkan nukleotida DNA.

3. Eksonuklease, berfungsi menyingkirkan primer RNA diantara fragmen

4. DNA ligase, berfungsi untuk menggabungkan fragmen okazaki satu sama lain untuk memperpanjang untai DNA gres yang kontinu.

Sumber http://www.ilmudasar.com