DNA
Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA
(bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis asam nukleat
yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme.
Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.Secara garis besar,
peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya,
DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum
bagi setiap organisme. Di antara perkecualian yang menonjol adalah
beberapa jenis virus (dan virus tidak termasuk organisme) seperti HIV
(Human Immunodeficiency Virus).
Struktur
DNA
merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama, yaitu gugus
fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen. Sebuah unit monomer DNA
yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida,
sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.Rantai DNA memiliki lebar
22–24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å. Walaupun unit
monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang
terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia
terdiri atas 220 juta nukleotida.Struktur untai komplementer DNA
menunjukkan pasangan basa (adenin dengan timin dan guanin dengan
sitosin) yang membentuk DNA beruntai ganda.Rangka utama untai DNA
terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA
adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus
gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom
karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula
lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya;
gula RNA adalah ribosa.DNA terdiri atas dua untai yang berpilin
membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi
rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida
untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai
terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen,
yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada
heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang
terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA
adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G),
dan timin (T). Adenin berikatan hidrogen dengan timin, sedangkan guanin
berikatan dengan sitosin.
Fungsi biologis
Replikasi
Pada
replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida
pada DNA yang digandakan.Replikasi merupakan proses pelipatgandaan DNA.
Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada
setiap sel, kecuali sel gamet, pembelahan diri harus disertai dengan
replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang
sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA
terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan “konjugat” dari
rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu
rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada
beberapa teori yang mencoba menjelaskan bagaimana proses replikasi DNA
ini terjadi. Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada
masing-masing DNA baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu
rantai tunggal merupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya,
sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru disintesis.
Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak
sebagai “cetakan” untuk membuat rantai pasangannya.Proses replikasi
memerlukan protein atau enzim pembantu; salah satu yang terpenting
dikenal dengan nama DNA polimerase, yang merupakan enzim pembantu
pembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatu polimer. Proses
replikasi diawali dengan pembukaan untaian ganda DNA pada titik-titik
tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan rantai DNA ini
dibantu oleh beberapa jenis protein yang dapat mengenali titik-titik
tersebut, dan juga protein yang mampu membuka pilinan rantai DNA.
Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA
polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah
terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut
berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah
membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai
yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut
sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.Proses replikasi DNA
ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis rantai DNA
baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan
pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah
kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.
RNA
Asam ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) senyawa yang merupakan bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam dogma pokok (central dogma)
genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa
DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.
Struktur RNA
Struktur
dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari
sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu
gugus gula ribosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer
tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu
nukleotida dengan gugus gula ribosa dari nukleotida yang lain.
Perbedaan
RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil tambahan pada cincin
gula ribosa (sehingga dinamakan ribosa). Basa nitrogen pada RNA sama
dengan DNA, kecuali basa timin pada DNA diganti dengan urasil pada RNA.
Jadi tetap ada empat pilihan: adenin, guanin, sitosin, atau urasil untuk
suatu nukleotida.
Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.
Tipe-tipe RNA
RNA
hadir di alam dalam berbagai macam/tipe. Sebagai bahan genetik, RNA
berwujud sepasang pita (Inggris double-stranded RNA, dsRNA). Genetika
molekular klasik mengajarkan adanya tiga tipe RNA yang terlibat dalam
proses sintesis protein:
- RNA-kurir (bahasa Inggris: messenger-RNA, mRNA),
- RNA-ribosom (bahasa Inggris: ribosomal-RNA, rRNA),
- RNA-transfer (bahasa Inggris: transfer-RNA, tRNA).
Pada
akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21 diketahui bahwa RNA hadir dalam
berbagai macam bentuk dan terlibat dalam proses pascatranslasi. Dalam
pengaturan ekspresi genetik orang sekarang mengenal RNA-mikro (miRNA)
yang terlibat dalam “peredaman gen” atau gene silencing dan
small-interfering RNA (siRNA) yang terlibat dalam proses pertahanan
terhadap serangan virus.
Fungsi RNA
Pada
sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik.
Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada
organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang
dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh
sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.
Namun
demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara
antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku
untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai
salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode
urutan basa ini tersusun dalam bentuk ‘triplet’, tiga urutan basa N,
yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam
amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat
ekspresi genetik untuk keterangan lebih lanjut.
Penelitian
mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori
‘dunia RNA’, yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA
merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.
Interferensi RNA
Suatu
gejala yang baru ditemukan pada penghujung abad ke-20 adalah adanya
mekanisme peredaman (silencing) dalam ekspresi genetik. Kode genetik
yang dibawa RNA tidak diterjemahkan (translasi) menjadi protein oleh
tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempat ditranslasi, mRNA
dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai
“interferensi RNA”. Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga
substansi (enzim dan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan
pada nematoda Caenorhabditis elegans tetapi selanjutnya ditemukan pada
hampir semua kelompok organisme hidup.
wah terimakasih artikelnya sangat membantu
BalasHapus