sifat fisik dan kimia dna

SIFAT FISIK DAN KIMIA DNA
NUNUK PRIYANI
Progran Studi Biologi
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Dalam menghasilkan keturunan baru, informasi genetic
diwariskan dari orang tua kepada keturunannya. Proses demikian
disebut dengan Hareditas. Gen adalah bagian dari DNA kromosom
yang mengkode satu buah molekul RNA spesifik, yang selanjutnya
mengkode untuk polipeptida tertentu. Gen tersusun dari DNA (Deoxyribo Nucleic Acid). DNA bersama-sama dengan protein histon dan non
histon membentuk benang-benang kromatin yang selanjutnya
menyusun kromosom.
DNA merupakan dasar secara kimiawi dari hereditas. Percobaan
yang membuktikan bahwa DNA mengandung informasi genetik,
dilakukan pertama kali oleh Frederick Griffith dan co-workers, sbb:
Dikenal 2 strain Streptococcus pneumoniae:
a) Sel
virulen : sel yang diselubungi oleh kapsul dan bila di
tumbuhkan pada cawan-petri akan membentuk koloni dengan
permukaan lembut.
b) Sel non virulen : sel yang tidak diselubungi oleh kapsul dan bila
ditumbuhkan pada cawan-petri akan membentuk koloni dengan
permukaan kasar.
Gb. 1. Frederick Griffith menunjukkan transformasi informasi gen dari
bakteri yang telah dipanasi ke dalam bakteri hidup dari strain
yang berbeda. (Wolf, 1993)
©2004 Digitized by USU digital library
1
Percobaan tersebut dilanjutkan oleh Avery dkk:
Gbr 2. Menggunakan S. pneumoniae yang virulen dan non virulen,
diparlukan dengan 3 macanm enzim, extrak tsb. Selanjutnya
ditambahkan
kedalam
strain
non
verulen.
Hasilnya
menunjukkan bahwa hanya sel yang ditambahkan extrak
dengan enzim deoksiribonuklease yang tidak menunjukkan
adanya transformasi sel (wolf, 1993)
Selanjutnya
Hershey-Chase
menggunakan
radioaktif
untuk
membuktikan bahwa hanya DNA virus yang diperlukan untuk
memproduksi virus baru di dalam sel bakteri.
Mula-mula phage/ virus yang menginfeksi bakteri, ditumbuhkan
pada medium yang mengandung sulfur dan fosfor radioaktif. Virus
kemudian mengandung protein yang bersifat radioaktif pada coatnya,
dan DNA radioaktif. Selanjutnya virus tersebut di biarkan menginfeksi
bakteri yang menyebabkan sel bakteri menjadi lisis. Setelah dianalisis,
virus tersebut hanya mengandung materi genetic yang bersifat
radioaktif, sedang proteinnya tidak.
©2004 Digitized by USU digital library
2
Gb. 3. Hershey-Chase mendemonstrasikan bahwa hanya DNA dari
virus bakteri yang diperlukan untuk menghasilkan virus baru
(Wolf, 1993).
SIFAT FISIK DAN KIMIA DNA
DNA adalah polimer dari nukleotida-nukleotida. Nukleotida-nukleotida
dalamDNA dihubungkan satu dengan yang lainnya oleh ikatan
fosfodiester, yaitu ikatan yang terjadi antara Carbon katida dari satu
nukleotida terdiri dari sebuah gula pantosa (deoksiribosa), satu buah
fosfat dan satu basa nitrogen. Basa nitrogen tersebut berikatan
dengan carbon pertama dari gula deoksiribosa, sedangkan fosfat
berikatan dengan Carbon kelima dari gula yang sama. Basa nitrogen
yang menyusun nukleotida dikelompokan menjadi 2 yaitu:
¾ Purine, yaitu basa nitrogen yang strukturnya berupa dua cincin.
Termasuk diantaranya adalah : adenin dan guanin.
¾ Primidin, yaitu basa nitrogen yang strukturnya berupa satu cincin.
Termasuk diantaranya adalah : citosin dan timin.
©2004 Digitized by USU digital library
3
Gb. 5. Struktur kimia dari DNA. Setiap molekul DNA terdiri dari sub
unit deoksiribonukleotida monofosfat. Setiap unit tersebut
tersusun dari kelompok fosfat yang berikatan dengan gula pada
atom karbon no. 5 dengan Carbon no.3 dari gula berikutnya
disebut ikatan fosfodiester (Wolf, 1993)
Hukum Chargaff:
Chargaff meneliti proporsi relatif dari purin dan purimidin dalam suatu
DNA dari sejumlah organisma. Hasil penelitiannya menunjukkan
bahwa dalam DNA dari organisma apapun jumlah A=T dan C=G.
Dengan menggunakan difraksi sinar X diketahui bahwa DNA
mempunyai susunan helix.
©2004 Digitized by USU digital library
4
Watson dan Crick:
Watson dan Crick menemukan bahwa DNA berbentuk doubel helix.
Setiap molekul DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang
tersusun secara anti paralel membentuk struktur duobel helix.
Gb. 6. DNA doubel helix. (a) Pengaturan gula, kelompok fosfat dan
basa dalam DNA. (b) Letak atom-atom dan ikatan-ikatan dalam
DNA. Basa-basa berpasangan dalam posisi mendatar, (c)
Diagram yang menunjukkan DNA dalam konformasi B (Wolf,
1993).
Dua rantai polinukleotida tersebut tersusun dalam “a coiled double
helix”.
¾ Rantai gula dan fosfat membentuk rangka luar dari helix.
¾ Basa nitrogen-basa nitrogen yang melekat pada gula menonjol ke
dalam pusat helix.
¾ Jarak antara 2 strand adalah 1,1 nm yang diisi oleh basa nitrogen
¾ Jarak antara 2 basa adalah 3,4 A
¾ Setiap putaran dalam helix terdapat 10 basa
¾ Setiap putaran dalam helix mempunyai jarak 34 A
¾ Kedua stran (rantai polinukleotida) anti paralel artinya suatu rantai
mempunyai arah yang berlawanan dengan rantai pasangannya.
Misalnya suatu stran berakhir dengan gugus 5 fosfat sedang rantai
pasangannya berakhir dengan gugus 3 OH (hidroksil).
¾ Kedua rantai polinukleotida komplementer artinya urytan
nukleotida pada suatu rantai menentukan urutan nukleotida pada
rantai pasangannya.
¾ Antara satu basa nitrogen dengan basa pasangannya dihubungkan
oleh ikatan hidrogen.
*) Dua ikatan hidrogen antara A dan T
¾
©2004 Digitized by USU digital library
5
*) Tiga ikatan hidrogen antara C dan G
¾ Basa nitrogen A hanya dapat berpasangan dengan T, sedangkan C
dengan G
¾ Kemungkinan jumlah urutan basa adalah tidak terbatas, urutan
yang berbeda menkode informasi yang berlainan.
Gb. 7. (a) Ikatan antara nukleotida-nukleotida membentuk asam
nukleat dalam DNA dan (b) RNA (Wolf, 1993).
©2004 Digitized by USU digital library
6
Gb. 8. Struktur fisik DNA. Perhatikan bahwa dua rantai gula-fosfat
mempunyai
arah
yang
berbeda.
Orientasi
demikian
memungkinkan basa-basa nitrogen berpasangan secara
komplemen (Wolf, 1993).
©2004 Digitized by USU digital library
7
Gb. 9. Diagram skematis yang menunjukkan ikatan hidrogen antara
Adenin dengan Timin dan antara Goanin dengan Citosin (Wolf,
1993).
DAFTAR PUSTAKA
Stryer, L. 1988, Biochemistry, thrid edition. Stanford University, W.H.
Freeman and Company, New York
Wolf,
L.S., 1993, Molecular and cellular
Wardsworth Publishing Company
©2004 Digitized by USU digital library
Biology.
California:
8