DNA DNA - DocShare.tips

DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan
informasi genetik.
Struktur DNA
Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu
struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA
merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang,
tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga
gugus molekul, yaitu :
– Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
– basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta
golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
– gugus fosfat
Berikut susunan struktur kimia komponen penyusun DNA :
Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang
dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis
DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang
berkaitan dengan gugus fosfat.DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.
Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi, pada setiap
molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).Demikian pula jumlah guanin (G)
dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu
berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu
berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).
Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang terbentuk sepanjang
rantai tersebut.karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak mengehrankan bahwa ikatan C=G
memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap
berpilin.Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen,
dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara
mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.
DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas.Polaritas heliks ganda berlawanan
orientasi satu sama lain.Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara
antipararel.Jika digambarkan sebagai berikut :
Replikasi DNA
Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA.Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila
pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.Dengan demikian, DNA harus secara
tepat direplikasi sebelum pembelahan dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai
nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu
molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.Kemungkinan terjadinya
replikasi dapat melalui tiga model.
Model pertama adalah model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi
sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.
Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru
disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama tersebut.Model ketiga
adalah model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebgai cetakan
untuk sintesis rantai DNA baru.
Berikut adalah gambaran replikasi yang terjadi terhadap DNA :
Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses
replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun
eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan
jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot,
peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus
pembelahan sel.
RNA
rna
RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai
penyimpan dan penyalur informasi genetik.RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada
materi genetik virus, terutama golongan retrovirus.RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya
pada proses translasi untuk sintesis protein.RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim ( ribozim ) yang
dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
Struktur RNA
RNA merupakan rantai tungga polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu
:
– 5 karbon
– basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang
berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
– gugus fosfat
Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan
nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida
yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan
hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek
dibandingkan DNA.
Tipe RNA
RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA )
atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ).
RNAd
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai
DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di
sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan
asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.Berikut gambarnya
:
RNAr
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari
30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.
RNAt
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt
terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung
RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt,
yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan
asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.
Perbedaan antara DNA dan RNA
Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita dapat menyimpulkan beberapa perbedaan antara DNA dengan
RNA sebagai berikut :
– komponen :
Gula pada DNA deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa
Basa nitrogen : – purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan Guanin
– Pirimidin — DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin
– Bentuk : — DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks)
— RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin
– Letak : — DNA terletak di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria
— RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria
– Kadar : — DNA tetap
— RNA tidak tetap
Pengertian DNA adalah untaian asam nukleat yang menyandi kode genetik makhluk hidup, termasuk
manusia. DNA sendiri adalah kependekan darideoxyribonucleic acid.
Asam nukleat dibentuk dari rangkaian nukleotida dan nukleotida sendiri terdiri dari basa nitrogen, gugus
fosfat, dan gula karbon. Pada DNA, gugus gulanya adalah deoksiribosa.
Kode di dalam DNA disandi oleh empat basa nitrogen yaitu Adenin (A), Timin (T), Guanin (G), dan Citosin
(C). Setiap kode atau gen mempunyai urutan basa yang unik, misalnya ATTGCCATGGATGTCTAG.
DNA terdapat di dalam inti sel dan menyimpan semua informasi yang diperlukan untuk seluruh aktifitas
hidup termasuk tumbuh kembang, bergerak, berpikir, bernapas, dan lain sebagainya
DNA adalah suatu asam nukleat yang menyimpan segala informasi biologis yang unik dari setiap
makhluk hidup dan beberapa virus. Struktur kimianya berupa makromolekul kompleks yang terdiri atas
3 macam molekul, yaitu gula pentosa (deoksiribosa), asam fosfat, dan basa nitrogen. Peran utama dari
molekul DNA adalah penyimpanan jangka panjang informasi. DNA sering dibandingkan dengan satu set
cetak biru atau resep, atau kode, karena berisi instruksi yang dibutuhkan untuk membangun komponen
lain dari sel, seperti protein dan molekul RNA. Segmen DNA yang membawa informasi genetik ini
disebut gen, tetapi urutan DNA lain yang memiliki tujuan struktural, atau terlibat dalam mengatur
penggunaan informasi genetik.
DNA dapat mereplikasi yaitu membentuk salinan dirinya sendiri. Setiap untaian DNA berisi sekuens basis
tertentu. Setiap basis juga dihubungkan oleh molekul gula dan fosfat. Bila basis membentuk anak tangga
(horizontal), maka molekul gula dan fosfat membentuk bagian vertikal dari tangga tersebut.
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.
Molekul-molekul DNA di tubuh kita tersusun dalam paket-paket yang disebut kromosom. Setiap
manusia memiliki 23 pasang kromosom. Satu dari 23 pasang kromosom itu, yang disebut kromosom
seks, berbeda pada pria dan wanita. Wanita memiliki dua kromosom X, laki-laki memiliki kromosom X
dan Y. Setiap organisme memiliki jumlah kromosom yang berbeda. Misalnya, simpanze memiliki 24
pasang, pisang 11 pasang, dan lalat hanya 4 pasang.
Selanjutnya, kromosom tersusun dalam segmen-segmen pendek DNA yang disebut gen. Bila DNA adalah
buku resep, maka setiap gen adalah resepnya. Resep ini memberitahu sel-sel bagaimana menjalankan
fungsi dan mengekspresikan sifat tertentu. Manusia memiliki sekitar 25.000 gen. Gen inilah yang
menentukan warna rambut, jenis rambut, warna kulit, warna mata, dll. Misalnya, seseorang memiliki
rambut hitam keriting karena gen-gen yang diwarisi dari orangtuanya menginstruksikan sel-sel folikel
rambut untuk membentuk rambut hitam dan keriting.
Pengertian DNA Asam deoksiribonukleat (DNA) adalah asam nukleat yang mengandung instruksi genetik
yang digunakan dalam pengembangan dan fungsi dari semua organisme hidup dikenal dan
beberapa virus. Peran utama dari molekul DNA adalah penyimpanan jangka panjang
informasi. DNAsering dibandingkan dengan satu set cetak biru atau
resep, atau kode, karena berisi instruksi yang dibutuhkan untuk membangun komponen lain dari sel,
seperti protein dan molekul RNA. Segmen DNA yang membawa informasi genetik ini disebut gen, tetapi
urutan DNA lain yang memiliki tujuan struktural, atau terlibat dalam mengatur penggunaan informasi
genetik.
Kimia, DNA terdiri dari dua polimer panjang unit sederhana yang disebut nukleotida, dengan tulang
punggung yang terbuat dari gula dan gugus fosfat bergabung dengan ikatan ester. Kedua untai berjalan
dalam arah yang berlawanan satu sama lain dan karena itu anti-paralel. Terlampir gula masing-masing
adalah salah satu dari empat jenis molekul yang disebut basa. Ini adalah urutan dari empat basa
sepanjang tulang punggung yang mengkodekan informasi. Informasi ini dibaca dengan menggunakan
kode genetik, yang menentukan urutan asam amino dalam protein. Kode ini dibaca oleh menyalin
membentang dari DNA menjadi RNA asam nukleat terkait, dalam proses yang disebut transkripsi.
Dalam sel, DNA diatur dalam struktur yang panjang yang disebut kromosom. Kromosom ini yang
diduplikasi sebelum sel-sel membagi, dalam proses yang disebut replikasi DNA. Organisme eukariotik
(hewan, tumbuhan, jamur, dan protista) menyimpan sebagian dari DNA mereka di dalam inti sel dan
sebagian DNA mereka dalam organel, seperti mitokondria atau kloroplas. Sebaliknya, prokariota (bakteri
dan archaea) menyimpan DNA mereka hanya dalam sitoplasma. Dalam kromosom, kromatin protein
seperti histon kompak dan mengatur DNA. Struktur ini kompak memandu interaksi antara DNA dan
protein lainnya, membantu mengontrol bagian mana dari DNA ditranskripsi.
Bioteknologi merupakan sebuah cabang ilmu pengetahuan yang mempelajarikegunaan atau manfaat
makhluk hidup ( bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produkdari makhluk hidup ( enzim, alcohol)
dalam sebuah proses produksi untuk
menghasilkan produk berupa barang atau jasa. Perkembang bioteknologi tidak hanya didasari pada ilmu
biologi semata, tapi juga ilmu lainnya, seperti biokimia, computer, biologi molecular,mikrobiologi,
genetika, kimia, dan ilmu lainnya. Bioteknologi selalu berkaitan dengan yangdilakukan oleh jasad hidup
sebagai suatu individu atau kompenen-komponennya yang
dapat berupa organel, sel, atau jaringan, atau molekul-molekul tertentu, misalnya DNA, RNA, protein.
Kultur jaringan adalah teknik menumbuhkan jaringan atau sel menjadi individu baru pada media khusus
yang asptik. Kultur jaringan sel tumbuhan dapat tumbuh pada kultur (media tumbuh) yang cukup
mengandung nutrienbat. Prinsip dasar kultur jaringan dan sel adalah bahwa sel yang diisolasikan akan
mengembangkan potensi dasarnya (totipotensi). Potongan daun cocor bebek, misalnya, dapat tumbuh
membentuk akar, batang, dan daun menjadi tanaman cocor bebek yang baru dengan sifat individu
unggul.
Selain itu, dalam bidang pertanian rekayasa genetika juga dapat difungsikan sebagai kegiatan utama
dalam ruang lingkup bioteknologi. Rekayasa genetika merupakan salah satu teknologi yang potensial
sebagai alternatif pemecahan masalah pangan dunia untuk menghasilkan tanaman transgenik. Tanaman
transgenik merupakan tanaman yang mempunyai gen asing di dalam genomnya. Gen asing pada
umumnya berasal dari bakteri atau tanaman lain yang membawa sifat tertentu. Sifat yang dibawa oleh
gen asing ini merupakan sifat unggul yang tidak dimiliki tanaman inang. Tanaman transgenik telah
banyak dilepas sebagai tanaman pangan dengan tujuan seperti tahan insekta, tahan herbisida,
mengandung vitamin dan gizi tinggi, tahan penyimpanan jangka panjang, dan toleran terhadap
lingkungan secara langsung berperan dalam meningkatkan produktifitas. Tanaman transgenik yang
tahan terhadap insekta akan menurunkan frekuensi aplikasi pestisida. Pengurangan pemakaian pestisida
sama artinya dengan tidak memasukkan bahan-bahan kimia berbahaya ke dalam lingkungan, sehingga
dampak pencemaran lingkungan dapat dikurangi. Resiko dari produk transgenik tidak akan lebih besar
dari produk hasil persilangan alamiah. Beberapa resiko pangan transgenik yang mungkin terjadi antara
lain resiko alergi, keracunan dan tahan antibiotik. Sehingga sampai saat ini fakta menunjukkan bahwa
kelompok tanaman ini telah memberi banyak manfaat khususnya dalam dunia pertanian karena
memiliki produktivitas dan kualitas tinggi serta lebih ramah lingkungan.
. Kultur sel dan jaringan merupakan budidaya dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai
bentuk dan fungsi yang sama. Kultur yang berasal dari sel-sel yang terdispersi yang diambil dari jaringan
asalnya, dari kultur primer, atau dari cell line atau cell strain secara enzimatik, mekanik, atau disagregasi
kimiawi.
b. Kultur jaringan (tissue culture) pertama kali digunakan pada awal abad 20 sebagai suatu metode
untuk mempelajari perilaku sel hewan yang bebas dari pengaruh variasi sistemik yang dapat timbul saat
hewan dalam keadaan homeostasis ataupun dalam pengaruh percobaan atau perlakuan. Kultur sel dan
jaringan hingga saat ini tetap berkembang.
c. Kultur pada hewan yang dapat digunakan adalah dengan kultur sel, jaringan, dan organ. Kultur
jaringan termasuk ke dalam jenis perkembangbiakan vegetatif.
d. Manfaat dari kultur sel dan jaringan adalah a) eksplan yang dibutuhkan hanya sedikit dan dapat
diambil dari seluruh bagian tumbuhan, b) sifat genetik yang dihasilkan tetap, sehingga dapat digunakan
dalam pelestarian plasma mutasi, c) tidak bergantung pada musim (pada tumbuhan), d) dapat waktu
singkat dapat diperoleh bibit unggul yang banyak, e) diperoleh bibit yang bebas virus dan penyakit, f)
dapat menghasilkan metabolis sekunder, f) Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah, g)
dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan lainnya.
e. Penerapan teknologi kultur sel dan jaringan antara lain dapat digunakan sebagai sumber biopestisida
dan pengobatan penyakit.
Kultur jaringan hewan merupakan suatu teknik untuk mempertahankan kehidupan sel di luar tubuh
organisme. Lingkungan sel dibuat sedimikian rupa, sehingga menyerupai lingkungan asal dari sel yang
bersangkutan. Sel yang dipelihara bisa berupa sel tunggal (kultur sel), sel di dalam jaringan (kultur
jaringan), maupun sel di dalam organ (kultur organ) (Listyorini, 2001). Teknik pembuatan kultur primer
pada kultur sel, jaringan, dan organ hewan pada dasarnya sama. Sel, jaringan, atau organ hewan diambil
dari tubuh hewan dan mulai dipelihara di dalam kondisi in-vitro. Selama di dalam kultur primer semua
kebutuhan sel baik sebagai sel tunggal (kultur sel), sebagai bagian dari jaringan (kutur jaringan), maupun
sebagai bagian organ (kultur organ) harus dipenuhi agar sel dapat hidup dan menjalankan fungsi
normalnya.
Kultur jaringan pada tumbuhan merupakan salah satu teknik perbanyakan tumbuhan yang
menggunakan sel atau organ atau jaringan tumbuhan Kultur jaringan pada suatu tumbuhan merupakan
suatu cara membudidayakan suatu jaringan tumbuhan menjadi tumbuhan kecil yang mempunyai sifat
seperti induknya (Hendaryono, 1994).