DNA - Pengertian, Struktur, Jenis, Bentuk dan Fungsi

Apa itu DNA ?
DNA adalah singkatan dari Deoxyribonucleic Acid yang merupakan molekul yang berisi instruksi yang dibutuhkan organisme untuk berkembang, hidup dan bereproduksi. Instruksi ini ditemukan di dalam setiap sel dan diturunkan dari orang tua kepada anak-anak mereka. Ini adalah asam nukleat dan merupakan salah satu dari empat jenis utama makromolekul yang diketahui penting untuk semua bentuk kehidupan. DNA ditemukan di nukleus, dengan sejumlah kecil DNA juga ada di mitokondria di eukariota.

Struktur, Jenis, Bentuk dan Fungsi DNA :

Struktur DNA

• Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick menemukan struktur DNA .
• Karya-karya Rosalind Franklin mengarah pada penemuan Watson dan Crick. Franklin pertama kali menunjukkan bahwa DNA terdiri dari dua spiral.
• Struktur DNA merupakan struktur heliks ganda karena bentuknya seperti tangga yang bengkok.
• Sisi-sisi tangga terbuat dari molekul gula (deoksiribosa) dan fosfat bergantian, sedangkan anak tangga terbuat dari sepasang basa nitrogen.
• Ada 4 jenis basa nitrogen Adenin (A) Timin (T) Guanin (G) Sitosin (C) DNA Pairing. Basa nitrogen memiliki pola pasangan tertentu.
• Pola berpasangan ini terjadi karena jumlah adenin sama dengan jumlah timin; jumlah guanin sama dengan jumlah sitosin. Pasangan-pasangan tersebut disatukan oleh ikatan hidrogen.

Struktur Detail dan Komposisi DNA

• DNA adalah heliks beruntai ganda. Artinya setiap molekul DNA terdiri dari dua untai biopolimer yang melingkar satu sama lain untuk membentuk struktur heliks ganda. Kedua untai DNA ini disebut polinukleotida, karena terbuat dari unit monomer sederhana yang disebut nukleotida.
• Setiap untai memiliki ujung 5 (dengan gugus fosfat) dan ujung 3 (dengan gugus hidroksil).
• Untai tersebut antiparalel, artinya satu untai berjalan dalam arah 5 'ke 3', sedangkan untai lainnya berjalan dalam arah 3 'hingga 5'.
• Kedua untai disatukan oleh ikatan hidrogen dan saling melengkapi satu sama lain.
• Pada dasarnya DNA tersusun dari deoksiribonukleotida.
• Deoksiribonukleotida dihubungkan bersama oleh ikatan 3 '- 5' fosfodiester.
• Basa nitrogen yang menyusun deoksiribonukleotida termasuk adenin, sitosin, timin, dan guanin.
• Bebasnya untaian adalah karena sifat basa nitrogen. Adenin basa selalu berinteraksi dengan timin (AT) pada untai yang berlawanan melalui dua ikatan hidrogen dan sitosin selalu berinteraksi dengan guanin (CG) melalui tiga ikatan hidrogen pada untai yang berlawanan.
• Bentuk heliks distabilkan oleh ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik antar basa.
• Diameter heliks ganda adalah 2 nm dan struktur heliks ganda berulang pada interval 3,4 nm yang sesuai dengan sepuluh pasang basa.

Alur Mayor dan Minor DNA

• Akibat sifat heliks ganda DNA, molekul tersebut memiliki dua alur asimetris. Satu alur lebih kecil dari yang lainnya.
• Asimetri ini adalah hasil dari konfigurasi geometris ikatan antara gugus fosfat, gula, dan basa yang memaksa gugus basa menempel pada sudut 120 derajat, bukan 180 derajat.
• Alur yang lebih besar disebut alur utama, terjadi bila tulang punggung berjauhan; sedangkan yang lebih kecil disebut alur minor, terjadi saat keduanya berdekatan.
• Karena alur mayor dan minor mengekspos tepi basa, alur tersebut dapat digunakan untuk mengetahui urutan basa dari molekul DNA tertentu.
• Kemungkinan untuk pengenalan semacam itu sangat penting, karena protein harus mampu mengenali urutan DNA spesifik yang akan diikat agar fungsi tubuh dan sel yang tepat dapat dijalankan.

Sifat DNA

• Heliks DNA bisa tangan kanan atau kiri. Tetapi konformasi-B DNA yang memiliki heliks tangan kanan adalah yang paling stabil.
• Saat memanaskan dua untai DNA terpisah satu sama lain dan pada pendinginan ini lagi hibridisasi.
• Suhu di mana dua untai terpisah sepenuhnya dikenal sebagai suhu leleh (Tm). Suhu leleh spesifik untuk setiap urutan tertentu.
• Sampel B DNA yang memiliki titik leleh lebih tinggi harus memiliki lebih banyak kandungan CG karena pasangan CG memiliki 3 ikatan hidrogen.
• Urutan basa di sepanjang molekul DNA mengkode urutan asam amino di setiap protein di semua organisme.

Jenis DNA

Organisme eukariotik seperti hewan, tumbuhan dan jamur, menyimpan sebagian besar DNA mereka di dalam inti sel dan sebagian DNA mereka di organel seperti mitokondria.

Berdasarkan lokasinya, DNA mungkin:

DNA inti

• Terletak di dalam inti sel eukariota.
• Biasanya memiliki dua salinan per sel.
• Struktur kromosom DNA inti linier dengan ujung terbuka dan meliputi 46 kromosom yang mengandung 3 miliar nukleotida.
• DNA inti diploid, biasanya mewarisi DNA dari dua orang tua. Tingkat mutasi DNA inti kurang dari 0,3%.

DNA mitokondria

• DNA mitokondria terletak di mitokondria.
• Berisi 100-1.000 eksemplar per sel.
• Kromosom DNA mitokondria biasanya memiliki struktur melingkar tertutup, dan mengandung misalnya 16.569 nukleotida pada manusia.
• DNA mitokondria bersifat haploid, hanya berasal dari ibu.
• Tingkat mutasi DNA mitokondria umumnya lebih tinggi daripada DNA inti.

Bentuk DNA

• Sebagian besar DNA ada dalam model Watson-Crick klasik yang disebut DNA B atau DNA bentuk B.
• Pada kondisi tertentu ditemukan berbagai bentuk DNA yang muncul seperti A-DNA, Z-DNA, C-DNA, D-DNA, E-DNA.
• Penyimpangan bentuk ini didasarkan pada keragaman strukturalnya.

1. B-DNA

Paling umum, awalnya disimpulkan dari difraksi sinar-X garam natrium dari serat DNA pada kelembaban relatif 92%.

2. A-DNA

Awalnya diidentifikasi dengan difraksi sinar-X dari analisis serat DNA pada kelembaban relatif 75%.

3. Z-DNA

Struktur heliks ganda tangan kiri berputar ke kiri dalam pola zig-zag.

4. C-DNA

Dibentuk pada kelembaban relatif 66% dan dengan adanya ion Li + dan Mg2 +.

5. D-DNA

Varian langka dengan 8 pasang basa per putaran heliks, bentuk strukturnya tanpa guanin.

6. E-DNA

DNA yang diperluas atau eksentrik.

Fungsi DNA

DNA memiliki peran penting sebagai materi genetik pada sebagian besar organisme hidup. Ia membawa informasi genetik dari sel ke sel dan dari generasi ke generasi.

Dengan demikian fungsi utamanya meliputi:

• Menyimpan informasi genetik
• Mengarahkan sintesis protein
• Menentukan pengkodean genetik
• Bertanggung jawab langsung atas aktivitas metabolisme, evolusi, hereditas, dan diferensiasi.

Ini adalah molekul yang stabil dan menyimpan informasi yang lebih kompleks untuk periode waktu yang lebih lama.