DNA : Pengertian, Fungsi Serta Penemu Strukturnya

DNA merupakan salah satu komponen penting dalam kehidupan suatu makhluk. Sebuah molekul DNA berisi semua informasi yang diperlukan untuk tumbuh, membangun dan memelihara suatu organisme.

DNA Pertama kali ditemukan pada tahun 1869 oleh Friedrich Miescher. Pemahaman yang baik mengenai fungsi DNA di dalam sel telah mengantarkan manusia untuk melakukan berbagai usaha penelitian hingga dapat mendatangkan manfaat bagi kehidupan, terutama di bidang Bioteknologi. Lalu apa sebenarnya DNA itu?

Pengertian DNA

DNA adalah suatu asam nukleat yang menyimpan segala informasi biologis yang unik dari setiap makhluk hidup dan beberapa virus. DNA merupakan singkatan dari deoxyribonucleic acid atau dalam Bahasa Indonesia disebut asam deoksiribonukleat. DNA berasal dari tiga kata utama yaitu deoxyribo dan nucleid acid (asam nukleat). Arti kata deoxyribo (Wikipedia) adalah gula yang kehilangan atom oksigennya, sementara arti kata asam nukleat (Wikipedia) adalah molekul yang mengandung informasi genetik.

DNA adalah kode paling penting dalam tubuh kita karena berfungsi memberikan sebuah instruksi ke tubuh kita untuk berkembang dan agar berfungsi sesuai dengan tugas masing-masing jaringan tubuh kita. Tubuh kita terdiri dari jutaan dan triliunan sel. Sel-sel ini sangat kecil yang tidak bisa dilihat dengan mata telanjang.

Setiap sel memiliki fungsi khusus untuk bekerja seperti beberapa sel membantu mendengar, beberapa membantu mencerna makanan dan beberapa membantu membawa oksigen. Tubuh kita mengandung lebih dari 200 jenis sel. Tapi bagaimana sel-sel tahu apa yang harus dilakukan? Molekul khusus yang disebut DNA memberitahu setiap sel apa yang seharusnya mereka lakukan.

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 memiliki DNA yang unik. DNA dapat 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 manusia yang normal memiliki 46 kromosom yang terdiri dari 22 pasang kromosom somatik dan 1 pasang kromosom sex. Sel manusia diperkirakan memiliki 50.000 sampai 100.000 gen yang dua kali lebih banyak daripada bakteri pada umumnya. DNA dapat mereplikasi yaitu membentuk salinan dirinya sendiri, ketika akan terjadi pembelahan sel sehingga tiap sel baru akan memiliki DNA sama seperti sel yang lama.

Secara terminologi DNA merupakan persenyawaan kimia yang paling penting, yang membawa keterangan genetic dari sel khususnya atau dari makhluk dalam keseluruhannya dari satu generasi ke generasi berikutnya. DNA adalah bahan kimia utama yang berfungsi sebagai penyusun gen yang menjadi unit penurunan sifat (Hereditas) dari induk kepada keturunannya.

Fungsi DNA

Fungsi utama DNA ialah sebagai pembawa materi genetik, namun demikian fungsi DNA sangat luas yaitu sebagai berikut :

  • Membawa materi genetik dari generasi ke generasi berikutnya.
  • Mengontrol kehidupan secara langsung maupun tidak.
  • Sebagai auto katalis atau penggandaan diri.
  • Sebagai heterokatalis atau melakukan sintetis terhadap senyawa lain.

Penemu Struktur DNA

Yang menemukan struktur DNA untuk pertama kali adalah James Watson, Francis Crick dan Maurice Wilkins. James Watson adalah warga negara Amerika kelahiran tahun 1928 yang pada usia 18 tahun telah menerima gelar Ph.D pada bidang Zoologi dari Indiana University. Sementara Francis Crick adalah seorang warga Inggris kelahiran tahun 1916 yang sangat tertarik pada fisika, kimia dan matematika.

James Watson dan Francis Crick mulai kerja bersama untuk menentukan struktur DNA pada tahun 1949 di Cavendish Laboratory di Cambridge.  Dan Maurice Wilkins adalah seorang ilmuwan asal Selandia Baru yang menerima gelar Ph.D nya pada bidang Fisika. Struktur tersebut mereka buat berdasarkan hasil analisis foto difraksi sinar X pada DNA yang dibuat oleh Rosalind Franklin.

Karena yang difoto itu tingkat molekul, maka yang tampak hanyalah bayangan gelap dan terang saja. Bayangan foto itu dianalisis sehingga mereka berkesimpulan bahwa molekul DNA merupakan dua benang polinukleotida yangp berilin. Seutas polinukleotida pada molekul DNA tersusun atas rangkaian nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas :

  • Gugusan gula deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom oksigen).
  • Gugusan asam fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 dari gula).
  • Gugusan basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula.

Ketiga gugus tersebut saling terkait dan membentuk “tulang punggung” yang sangat panjang bagi heliks ganda. Strukturnya dapat diibaratkan sebagai tangga, dimana ibu tangganya adalah gula deoksiribosa dan anak tangganya adalah susunan basa nitrogen. Sedangkan fosfat menghubungkan gula pada satu nukleotida ke gula pada nukleotida berikutnya untuk membentuk polinukleotida.

Strukturnya menyerupai 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.

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 :

  • Ikatan A-gula disebut adenosin deoksiribonukleosida (deoksiadenosin).
  • Ikatan G-gula disebut guanosin deoksiribonukleosida (deoksiguanosin).
  • Ikatan C-gula disebut sitidin deoksiribonukleosida (deoksisitidin).
  • Ikatan T-gula disebut timidin deoksiribonukleosida (deoksiribotimidin).

Ikatan asam gula fosfat disebut sebagai deoksiribonukleotida atau sering disebut nukleotida. Ada 4 macam deoksiribonukleotida, yaitu adenosin deoksiribonukleotida, timidin deoksiribonukleotida, sitidin deoksiribonukleotida, timidin deoksiribonukleotida. Nukleotida-nukleotida itu membentuk rangkaian yang disebut polinukleotida. DNA terbentuk dari dua utas poinukleotida yang saling berpilin.

Perlu diingat kembali bahwasanya basa-basa tersebut tak berpasangan secara acak. Erwin Chargaff mempelajari secar lebih jauh pada basa-basa yang terdapat dalam DNA. Dia memberikan pernyataan bahwa persentase adenine (A) di dalam DNA senantiasa sama dengan persentase thymine (T), serta persentase guanine (G) senantiasa sama dengan persentase cytosine (C).

DNA dikatakan sebagai senyawa penting yang hanya ada di mahkluk hidup. Di mahkluk hidup senyawa ini sebagai master kehidupan untuk penentuan karakter dan karakter itu bisa diwariskan keketurunan, melalui fertilisasi sperma dan ovum yang telah dititipi DNA dari ke dua orang tua.

Replika DNA (Penggandaan DNA)

Urutan pasangan basa adalah hal yang begitu menentukan dalam proses penggandaan/replika DNA. Penggandaan DNA adalah proses dimana DNA ditiru guna membentuk DNA baru yang sama kode genetiknya. DNA perlu digandakan untuk mempersiapkan terjadinya pembelahan sel, karena tiap sel baru yang terbentuk akan memiliki copian DNA yang sama.

Replikasi membutuhkan bantuan dari beberapa enzim untuk membuka rantai DNA, membentuk DNA baru, dan menggabungkan DNA yang terbentuk. Replikasi diawali dengan terbentuknya titik awal replikasi atau yang disebut dengan ori (origin of replication).

Ori adalah rangkaian nukleotida khusus pada rantai DNA yang akan menjadi titik awal terjadinya replikasi. Sel prokariotik memiliki DNA yang pendek, oleh karena itu replikasi DNA prokariotik hanya akan diawali dengan satu ori saja. Namun replikasi DNA eukariotik akan diawali ratusan bahkan beberapa ribu ori karena DNA yang sangat panjang.

Hasil akhir replikasi adalah dua DNA yang memiliki sifat yang sama dan masing-masing tersusun atas rantai induk dan rantai baru yang terbentuk. Replikasi terjadi sebelum sel hakhluk siap melakukan pembelahan sel. Setelah terbentu copian DNA yang memiliki sifat sama, sel akan memulai pembelahan sel dan menyerahkan masing-masing copian DNA tersebut pada sel baru yang terbentuk.

Sumber DNA (Deoxyribonucleic acid)

Di bawah ini terdapat empat sumber DNA.

  • Sperma.
  • Jaringan tulang.
  • Darah, bisa diambil dari ayah, ibu atau anak.
  • Rambut atau bulu yang memiliki akar.

Dari keempat macam tersebut yang sering digunakan adalah darah, dimana darah tersebut identik lebih mudah untuk menemukan garis keturunan antara anak dengan orang tuanya. Tes DNA adalah analisis terhadap pola DNA (profil genetik) seseorang. Untuk keperluan tes DNA, sampel sel diambil dari jaringan tubuh (biasanya kulit).

DNA kemudian dimurnikan dari sel-sel tersebut dan pola variasinya dibaca dengan mesin sekuensing DNA seperti pembacaan barcodeHasil pembacaan barcode DNA ini kemudian dianalisis. DNA dari tubuh seseorang akan 100% sama, dari mana pun Anda mengambil sampelnya. Setiap orang memiliki pola DNA yang unik, seperti halnya sidik jari.

Karena setengah dari pola DNA diwariskan dari ibu dan setengah diwariskan dari ayah, setengah dari garis-garis dalam barcode DNA anak akan berderet seperti pada DNA ayah, setengah lainnya seperti pada DNA ibu. Bila tidak ada hubungan orangtua-anak, tidak akan terdapat 50% kesamaan tersebut. DNA di antara saudara sekandung juga memiliki beberapa kesamaan, namun tidak seperti pada orangtua-anak.

Dalam tes DNA post mortem seperti pada korban kecelakaan pesawat terbang, hasil tes digunakan untuk mengidentifikasi pemilik tubuh korban dan menyatukan bagian-bagian tubuhnya yang terpisah. Tes DNA dapat mengatasi masalah kriminal yang paling rumit. Nah dibawah ini terdapat fungsi tes DNA yang wajib untuk kalian ketahui.

  • Untuk mengatalisa jenis penyakit.
  • Untuk mengetahui penyakit azaimer.
  • Untuk mengalisa garis keturunan.
  • Untuk menetukan cara mengatasi kobatakan dan masih banyak fungsi dari test DNA.

Keberadaan DNA sangatlah erat hubungannya dengan ilmu dibidang biologi yang sampai sekarang pengembangannya tetap dilakukan oleh para ahli. DNA pada makhluk hidup dapat ditemukan pada inti sel (nukleus), mitokondria, dan klorofil. Pada manusia, DNA ditemukan pada inti sel dan mitokondria.

DNA pada nukleus berbentuk linear dan memiliki jumlah pasang basa sekitar tiga milyar, sedangkan DNA yang berada di mitokondria (mtDNA) berbentuk sirkuler dan memiliki jumlah pasang basa lebih sedikit yaitu sekitar 160.000.

Dengan begitu, kemungkinan besar munculnya cacat ataupun penyakit genetik yang langka bisa diketahui. Walaupun tidak sedikit hal baru serta rumit tentang DNA, namun sebenarnya struktur kimia DNA sederhana serta tersusun rapi sehingga mudah dalam pemahamannya. Maka dari itu demikianlah informasi mengenai pengertian DNA, semoga informasi diatas memberi manfaat pada pembaca.

Author: Virgil Howell

Leave a Reply

Your email address will not be published.