Fungsi dan Model Struktur DNA, Deoxyribo Nucleic Acid.

Pengertian.

Dioxyribo Nucleic Acid (DNA) atau dalam bahasa Indonesia Asam Deoksiribo Nukleat adalah senyawa kimia berupa polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis dan merupakan pembawa informasi genetik yang diturunkan kepada makhluk keturunannya.

Informasi genetik disusun dalam bentuk kodon atau codon yang berupa tiga pasang basa nukleotida dan bertanggung jawab atas bentuk, struktur, maupun fisiologi dari suatu makhluk hidup.

DNA ditemukan pada tahun 1869 oleh seorang dokter muda yaitu Friedrich Miescher yang percaya bahwa rahasia kehidupan dapat diungkap melalui penelitian kimia pada sel – sel makhluk hidup.

Struktur DNA pertama kali diungkapkan oleh ilmuwan bernama James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953 berdasarkan pada foto hasil difraksi sinar X yang dibuat oleh Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins.

Model Struktur DNA dibangun berdasarkan pada data kimia dan fisiknya yang kemudian disebut struktur untai-ganda atau double helix. Untai ganda DNA ini dibangun oleh dua rantai yang berpilin.

Struktur DNA terentuk dari empat tipe nukleotida yang berikatan secara covalen membentuk rantai polinukleotida atau rantai DNA atau benang DNA dengan rangka gula fosfat sebagai tempat melekatnya basa nitrogen.

Gugus/Senyawa Pembentuk Struktur Nukleotida

Pada gambar dapat dilihat bahwa Nukleotida dibentuk oleh tiga komponen yaitu satu gugus gula pentosa memiliki lima karbon biasa disebut deoksiribosa, satu gugus fosfat dan satu basa nitrogen. Gugus fosfat berikatan dengan gugus gula melalui karbon nomor urut ke lima (ke 5’). Sedangkan basa nitrogen terikat dengan gugus gula melalui karbon nomor urut satu.

.

Gugus Pembentuk Nukleotida Rantai DNA

Gugus Pembentuk Nukleotida Rantai DNA

Basa nitrogen teridri dari basa purin dan basa pirimidin. Basa Purin terbentuk dari adenine dan guanine, sedangkan basa pirimidin terdiri dari cytosin dan thymine.

Nukleotida terhubung dengan nukleotida lainnya melalui gugus fosfat dengan membentuk ikatan kovalen yang sangat kuat yaitu ikatan ester kovalen atau biasa disebut ikatan fosfodiester. Ikatan antara Nukleotida – nukleotida ini membentuk rantai polinukleotida.

DNA terbentuk oleh dua rantai polinukleotida. Kedua rantai polinukleotida tersebut memiliki orientasi yang saling berlawanan atau antiparalel. Rantai yang satu mempunyai orientasi 5’-> 3’. Sedangkan rantai lainnya berorientasi 3’ -> 5’.

Pembentuk Struktur DNA

Pembentuk Struktur DNA

Pada masing- masing rantai polinukleotida terdapat ujung dengan gugus fosfat bebas (5’-Fosfat) dan  ujung  dengan gugus -OH bebas (3’-hidroksil). Angka 5’ dan 3’ merujuk posisi karbon nomor 5 dan 3 pada cincin gugus gula.

Kedua rantai polinukleotida tersebut saling berikatan satu dengan yang lainnya melalui ikatan hidrogen yang terbentuk antara pasangan basa nitrogen. Basa nitrogen dalam DNA selalu berpasangan antara kelompok purin dan pirimidin, yaitu Adenin (A) berpasangan dengan Timin (T), dan cytosine (C) berpasangan dengan Guanin (G).

Ikatan antara A – T membentuk dua ikatan hidrogen, sedangkan antara C – G membentuk tiga ikatan hidrogen. Adanya tiga ikatan hidrogen ini menghasilkan ikatan C – G lebih kuat dari ikatan A – T. Spesifisitas pasangan basa ini disebut dengan komplementaritas atau complementaryty.

Proporsi basa A dan T serta G dan C selalu sama, sehingga komposisi DNA dapat dinyatakan dengan kandungan G + C atau G + C content yang nilainya antara 26 sampai 74 persen. Hal ini dikenal sebagai Hukum Chargaff. Pada tahun 1950, Erwin Chargaff mempublikasikan hasil penelitiannya terkait dengan komposisi basa DNA untuk berbagai makhluk hidup.

Kerangka gula deoksiribosa dan fosfat yang membangun struktur DNA terletak di bagian luar, sedangkan basa purin dan pirimidin terletak di bagian dalam untaian helix. Basa- basa purin dan pirimidin yang berpasangan terletak pada bidang datar yang sama dan tegak lurus terhadap aksis untaian DNA.

Ukuran diameter untaian DNA adalah 20 angstrom. Ukuran diameter ini bersifat konstan karena basa purin selalu berpasangan dengan basa pirimidin. Pasangan – pasangan basa yang berurutan memiliki jarak 3,4 angstrom satu sama lainnya dan berrotasi sebesar 36 derajat.

Struktur untaian berulang setiap 10 basa, ini artinya ada sepuluh pasangan basa setiap satu putaran untaian. Untaian DNA memiliki dua lekukan atau groove eksternal yaitu lekukan besar atau mayor groove dan lekukan kecil atai minor groove.

Minor Major Groove Model Struktur DNA Double Helix Tiga Dimensi

Minor Major Groove Model Struktur DNA Double Helix Tiga Dimensi

Fungsi DNA

DNA dengan pasangan basa nitrogen adalah bentuk nyata dari gen. Pada umumnya satu gen terdiri dari puluhan hingga ratusan ribu pasangan basa. DNA berperan dalam mengatur kehidupan sel dan tubuh suatu makhluk hidup melalui proses replikasi (atau penggandaan) dan transkripsi (atau pencetakan).

Proses Replikasi berguna untuk proses pembelahan sel dan reproduksi. Sedangkan transkripsi berguna untuk proses sintesis protein. Proses sintesis protein menghasilkan berbagai zat dan organel yang mengatur tubuh dan mempengaruhi sifat makhluk hidup. Secara umum terdapat tiga fungsi dari DNA, yaitu:

  1. Pembawa Informasi Genetis.

DNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa informasi genetik makhluk hidup. DNA membawa instruksi bagi pembentukan ciri dan sifat makhluk hidup. Sebagai pembawa materi genetika dari generasi ke generasi berikutnya.

  1. Berperan Dalam Duplikasi Diri dan Pewarisan Sifat.

DNA mengandung semua informasi sifat makhluk hidup, oleh karena itu DNA harus memiliki informasi untuk perbanyakan diri dengan proses replikasi. Replikasi DNA merupakan cara DNA untuk mewariskan semua informasi dari satu sel ke sel lainnya. Di sini DNA sebagai autokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk dapat menggandakan diri dengan cara replikasi.

  1. Ekspresi Informasi Genetik

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.

  1. Pengontrol Aktivitas Sel

DNA melakukan pengontrolan terhadap aktvitas hidup secara langsung maupun tidak langsung. DNA mengendalikan aktivitas sel dengan melalui sintesis enzim dan protein lainnya.

Protein  merupakan molekul dengan beragam fungsi selular esensial paling besar seperti sebagai katalisator dan mengatur reaksi metabolik, menyediakan bahan mentah untuk struktur sel, memungkinkan pergerakan, berinteraksi dengan lingkungan dan sel lain, dan mengendalikan pertumbuhan serta pembelahan sel.

Fungsi dan Model Struktur DNA, Deoxyribo Nucleic Acid.

Pengertian . Dioxyribo Nucleic Acid (DNA) atau dalam bahasa Indonesia Asam Deoksiribo Nukleat adalah senyawa kimia berupa polimer asam nukleat yang tersusun...

Fungsi Ginjal Bagi Tubuh Manusia Struktur

Pengertian Definisi Jika dilihat dari bentuknya, Ginjal manusia menyerupai bentuk biji kacang merah atau menyerupai kacang buncis dan berwarna coklat....

Fungsi Insulin Hormon Kelenjar Pankreas Pada Manusia, Pengertian Glukagon

Kelenjar Pankreas Beberapa sel endokrin dapat ditemukan pada pankreas. Sel-sel tersebut terdapat pada pulau-pulau Langerhans. Dua tipe sel  yaitu α d...

Fungsi Jenis Struktur Kromosom.

Pengertian Kromosom Kromosom berasal dari kata chrome yang artinya berwarna dan kata soma yang artinya badan atau tubuh. Secara sederhana, istilah kromosom...

Fungsi Pembuluh Darah Manusia

Pengertian Pembuluh Darah Selain jantung yang berfungsi sebagai alat pendorong, darah juga memerlukan sarana lain agar dapat mencapai ke seluruh bagian...

Fungsi Sistem Ekskresi Hati, Cairan Empedu, Manusia.

Pada tubuh manusia, posisi hati terletak di sebelah kanan atas rongga perut di bawah diafragma, dan memiliki warna cokelat. Hati merupakan kelenjar terbesar...

Fungsi Sistem Organ Pernapasan Hidung, Paru-Paru Manusia. Pengertian, Penjelasan

Pengertian Sistem Pernapasan Manusia. Sistem pernapasan manusia meliputi semua struktur yang menghubungkan udara ke dan dari paru-paru. Organ pernapasan...

Fungsi Struktur Otak Sistem Saraf Pusat Manusia. Pengertian, Penjelasan

Sistem saraf pada manusia seluruhnya dikendalikan oleh otak. Pada orang dewasa, otak memiliki berat sekitar 2 persen dari total berat badannya atau sekitar...

Fungsi, Manfaat Darah Manusia

Pengertian Darah Darah merupakan bagian atau komponen dari sistem peredaran darah yang ada dalam tubuh besama dengan jantung dan pembuluh darah. Secara...

Jenis Contoh Simbiosis Mutualisme Komensalisme Parasitisme

Pengertian Simbiosis Beberapa jenis makhluk hidup dapat hidup saling berdampingan tanpa harus melakukan kompetisi atau predasi atau saling memangsa....

Jenis Piramida Jumlah Biomassa Energi, Ekologi.

Pengertian Piramida Ekologi Struktur bangun trofik yang dimiliki oleh ekosistem dapat direpresentasikan dalam bentuk sebuah piramida ekologi. Trofik...

Kandungan Komposisi Darah Manusia

Pengertian Kandungan Darah. Tubuh Manusia memiliki darah antara lima sampai enam liter. Nilai ini setara dengan delapan persen dari total berat tubuh...

Pembelahan Mitosis, Meiosis, Amitosis. Pengertian, Penjelasan, Fungsi.

Pengertian Mitosis Mitosis merupakan mekanisme pembelahan nukleus (inti) yang terjadi di sel somatik dalam eukariota multisel.  Pembelahan mitosis akan ...

Pengertian Jenis Rantai Makanan Pada Ekosistem

Pengertian Rantai Makanan Rantai makanan merupakan jalur perpindahan materi dan energi yang dimulai dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya...

Pengertian Metabolisme, Katabolisme, Anabolisme

Pengertian Metabolisme Metabolisme adalah semua proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani yaitu...

Pengertian Metamorfosis Dan Metagenesis

Pengertian, Definisi Metamorfosis Metamorfosis merupakan fenomena perubahan bentuk pada tubuh hewan tertentu selama proses pertumbuhan dan perkembangannya....

Pengertian, Fungsi Sistem Gerak, Sifat Kerja Otot Manusia.

Di kehidupan sehari – hari,  otot lebih dikenal dengan sebutan daging. Tubuh  manusia memiliki lebih kurang  600 jenis otot yang berbeda. Otot disebut seba...