Apakah DNA? - Rimanews.com

Wahyu P.P.
Apakah DNA?
Hak cipta dilindungi oleh undang-undang.
Dilarang mengutip atau memperbanyak sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa izin
tertulis dari penerbit.
Ketentuan pidana pasal 72 UU No. 19 tahun 2002
1.
2.
Barangsiapa dengan sengaja dan tanpa hak mengumumkan atau memperbanyak
suatu ciptaan atau memberikan izin untuk itu, dipidana dengan pidana penjara paling singkat 1 (satu) bulan dan/atau denda paling sedikit Rp 1.000.000, 00 (satu juta
rupiah), atau pidana penjara paling lama 7 (tujuh) tahun dan/atau denda paling banyak
Rp 5.000.000.000, 00 (lima miliar rupiah).
Barangsiapa dengan sengaja menyerahkan, menyiarkan, memamerkan mengedarkan,
atau menjual kepada umum suatu Ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta
atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada ayat (1), dipidana dengan pidana penjara
paling lama 5 (lima) tahun dan/atau denda paling banyak Rp 500.000.000, 00 (lima
ratus juta rupiah).
APAKAH DNA?
Penyusun
Editor
Design Sampul
Lay Out
Cetakan Pertama
Cetakan Kedua
:
:
:
:
:
:
Wahyu P.P.
Edi Warsidi & Reissa Y.
Andri Sheva
Rahmat Deedat
Tahun 2009
Tahun 2013
Penerbit:
PT. PURI DELCO
Jl. Terusan Martanegara No. 12 Bandung 40275 - INDONESIA
Telp. 022-7321271 / 7301277
Fax. 022-7321271
E-mail: [email protected]
Perpustakaan Nasional: Katalog Dalam Terbitan (KDT)
P.P., Wahyu
Apakah DNA? / Wahyu P.P.
Cet. 2 - Bandung: Puri Delco, 2013.
iv + 72 hlm.; ilus; 21 cm
Bibliografi: hlm. 74
ISBN 978-602-8713-20-7
1. Apakah DNA?
I. Judul
Kata Pengantar
Tahukah kamu, di dalam setiap inti dari sel-sel
pembentuk tubuh manusia yang keseluruhannya
berjumlah trilyunan, terdapat kumpulan data yang
cukup besar untuk mengisi sebuah ensiklopedi yang
terdiri dari 900 jilid? Itulah DNA.
DNA memuat tidak hanya rancangan sebuah sel,
tetapi juga rancangan utuh tubuh makhluk hidup.
Struktur organ dalam tubuh kita, atau bentuk sayap
burung, singkatnya segala sesuatunya, terkodekan
dalam DNA hingga bagian-bagiannya yang terkecil.
Setiap informasi yang ada berasal dari suatu
sumber kecerdasan yang menjadikannya ada.
Informasi menakjubkan dalam DNA adalah bukti
adanya ilmu pengetahuan dan hikmah luar biasa, serta
kekuasaan penciptaan oleh Tuhan.
Dalam buku ini, kamu akan mengenal lebih jauh
mengenai DNA. Selamat membaca dan menambah
wawasan.
Salam,
Penulis
iii
Daftar Isi
Kata Pengantar .................................................... iii
Daftar Isi ............................................................. iv
Bab 1 Pendahuluan ............................................... 5
A. Genetika Manusia ............................................... 5
B. Kromosom ......................................................... 6
C. Gen ................................................................ 20
D. Alel dan Alel Ganda .......................................... 24
Bab 2 Mengenal DNA ........................................... 27
A. Apakah Itu DNA? .............................................. 28
B. Sejarah DNA .................................................... 33
Bab 3 Mengenal Struktur
dan Fungsi Biologis DNA ............................ 37
A. Struktur DNA ................................................... 37
B. Fungsi DNA ...................................................... 41
C. Replikasi DNA .................................................. 41
Bab 4 RNA ........................................................... 49
A. Struktur RNA ................................................... 49
B. Sintesa Protein ................................................. 53
C. Kode Genetik ................................................... 58
Bab 5 DNA dan Teknologi Masa Kini ................... 61
A. DNA dalam Forensik ......................................... 61
B. DNA dalam Komputasi ...................................... 62
C. Tes DNA .......................................................... 64
Glosarium ........................................................... 71
Indeks ................................................................ 73
Daftar Pustaka .................................................... 74
Riwayat Penulis .................................................. 76
iv
Bab 1
Pendahuluan
A. Genetika Manusia
1. Genetika Manusia
Cobalah kamu cermati sifat maupun ciri tubuh yang
terdapat dalam keluarga kamu! Adakah persamaan
ciri tubuh di antara anggota keluarga kamu? Dalam
hal apa sajakah persamaan-persamaan yang ada itu?
Sumber: www. extension.umd.edu
5
Biasanya dalam satu keluarga terdapat kemiripan
atau ciri-ciri yang hampir sama. Kesamaan tersebut
dapat terlihat misalnya pada bentuk rambut (keriting,
lurus), warna kulit (kuning, cokelat), dan sebagainya.
Materi genetika berupa gen, DNA, dan
kromosom. Materi genetika tersebut terdapat di
berbagai sel di seluruh tubuh, misalnya pada selsel darah, sel tulang, sel gamet dan lain-lain,
tepatnya materi genetika tersebut berada di dalam
nukleus. Peranan materi genetika tersebut adalah
untuk
mengatur
pewarisan
sifat
kepada
keturunannya, misalnya mengatur bentuk rambut,
warna kulit, susunan darah, dan lain-lain seperti
yang telah dijelaskanpada fakta di depan.
B. Kromosom
Kromosom merupakan struktur makromolekul
besar yang memuat DNA yang membawa informasi
genetik dalam sel. DNA terbalut dalam satu atau
lebih kromosom.
Sebuah kromosom (dalam bahasa Yunani chroma
= warna dan soma= badan) adalah seberkas DNA
yang sangat panjang dan berkelanjutan, yang
6
terdapat banyak gen unsur regulator dan sekuens
nukleotida lainnya.
Dalam kromosom eukariota, DNA yang tidak
terkondensasi berada dalam struktur order-quasi
dalam nukleus, dimana ia membungkus histon
(protein struktural, Gambar 1), dan di mana material
komposit ini disebut chromatin. Selama mitosis
(pembelahan sel), kromosom terkondensasi dan
disebut kromosom metafase. Hal ini menyebabkan
masing-masing kromosom dapat diamati melalui
mikroskop optik.
Setiap kromosom memiliki dua lengan, yang
pendek disebut lengan p (dari bahasa Perancis petit
yang berarti kecil) dan lengan yang panjang lengan
q (q mengikuti p dalam alfabet).
Prokariota tidak memiliki histon atau nukleus.
Dalam keadaan santainya, DNA dapat diakses untuk
transkripsi, regulasi, dan replikasi.
Kromosom pertama kali diamati oleh Karl Wilhelm
von Nägeli pada 1842 dan ciri-cirinya dijelaskan
dengan detil oleh Walther Flemming pada 1882. Pada
1910, Thomas Hunt Morgan membuktikan bahwa
kromosom merupakan pembawa gen.
7
Thomas Hunt Morgan
Sumber: www.nobelprize.org
Di dalam tubuh makhluk hidup di mana letak
kromosom itu? Kromosom terdapat di dalam inti
sel. Kromosom pada makhluk hidup berukuran
panjang 0,2–50 mikron dan diameter 0,2–20
mikron. Pada manusia ukuran kromosom kurang
lebih 6 mikron. Kromosom berfungsi membawa sifat
8
individu dan membawa informasi genetika, karena
di dalam kromosom mengandung gen. Gen-gen
pada kromosom terdapat pada tempatnya yang
disebut dengan lokus. Gen merupakan bagian dari
molekul DNA.
Sumber: www.mbbnet.umn.edu
9
Kromosom dapat diamati dengan menggunakan
alat bantu mikroskop pada waktu sel membelah,
yaitu berupa kromatin. Pada saat sel membelah
kromatin dapat menebal dan memendek.
1. Susunan Kromosom
Kromosom pada organisme prokariotik ada yang
berupa RNA saja. Ini dapat dijumpai pada virus
mozaik (tembakau). Kromosom dapat pula berupa
DNA saja misalnya pada virus T dan dapat pula
mengandung keduanya yaitu DNA dan RNA seperti
pada bakteri Escherichia coli.
Kromosom pada organisme eukariotik tersusun
dari bagian-bagian berikut.
a. DNA
DNA menyusun kromosom sekitar 35% dari
keseluruhan kromosom.
10
Sumber: www.scq.ubc.ca
b. RNA
RNA menyusun kromosom sekitar 5% dari
keseluruhan kromosom.
11
Sumber: www.tigger.uic.edu
c. Protein
Protein ini terdiri atas histon yang bersifat basa
dan nonhiston yang bersifat asam. Kedua macam
protein ini berfungsi untuk menggulung benang
kromosom sehingga menjadi pudar dan berperan
sebagai enzim pengganda DNA dan pengkopi DNA.
12
Sumber: www.oblktirupifabiounsoed.files.wordpress.com
2. Struktur Kromosom
Kromosom memiliki struktur sebagai berikut.
a. Sentromer
Sentromer merupakan bagian kepala kromosom
berbentuk bulat yang merupakan pusat kromosom
dan membagi kromosom menjadi dua lengan.
13
Bagian ini merupakan daerah penyempitan
pertama pada kromosom yang khusus dan tetap.
Daerah ini disebut juga kinetokor atau tempat
melekatnya benang-benang gelendong (spindle
fober). Elemen-elemen ini berfungsi untuk
menggerakkan kromosom selama mitosis atau
sebagian dari mitosis. Pembelahan sentromer ini
akan memulai gerakan kromatid pada masa anafase.
Sumber: www.gurungeblog.files.wordpress.com
14
b. Lengan
Bagian lengan ini merupakan bagian badan
utama kromosom yang mengandung kromosom dan
gen. Umumnya jumlah lengan pada kromosom dua,
tetapi ada juga beberapa yang hanya berjumlah
satu. Lengan dibungkus oleh selaput tipis dan di
dalamnya terdapat matriks yang berisi cairan bening
yang mengisi seluruh bagian lengan. Cairan ini
mengandung benang-benang halus berpilin yang
disebut kromonema.
Sumber: www.gurungeblog.files.wordpress.com
15
Bagian kromonema yang mengalami pembelahan
disebut kromomer yang berfungsi untuk membawa
sifat keturunan sehingga disebut sebagai lokus gen.
Pada bagian ujung kromosom terdapat suatu
tambahan yang disebut satelit.
3. Pembagian Kromosom
Berdasarkan letak sentromernya, kromosom
dibagi menjadi empat, yaitu sebagai berikut.
a. Telosentrik
Telosentrik ini memiliki ciri-ciri yaitu memiliki
lengan hanya satu, memiliki bentuk seperti batang,
dan letak sentromernya berada di ujung.
b. Metasentrik
Metasentrik ini memiliki ciri-ciri yaitu mempunyai
dua lengan yang sama panjang, dan letak sentromer
berada di tengah memiliki bentuk seperti huruf V.
c. Akrosentrik
Akrosentrik memiliki ciri-ciri yaitu mempunyai
dua lengan yang tidak sama panjang, letak
sentromernya dekat ujung, dan memiliki bentuk
seperti huruf J.
16
d. Submetasentrik
Kedua lengan hampir sama panjang, letak
sentromer hampir di tengah, memiliki bentuk seperti
huruf L.
Sumber: www. img523.imageshack.us
4. Tipe Kromosom
Berdasarkan tipenya, kromosom dibagi menjadi
dua.
a. Autosom (Kromosom Tubuh)
Autosom adalah kromosom tubuh dan tidak
menentukan jenis kelamin. Autosom ini mempunyai
bentuk pasangan antara jantan dan betina, dan
memiliki jumlah n – 1 atau 2n – 2 dengan sifatnya
diploid. Autosom biasanya disimbolkan dengan A.
17
b. Gonosom (Kromosom Seks)
Gonosom adalah kromosom seks yang dapat
menentukan jenis kelamin. Gonosom ini mempunyai
bentuk pasangan tidak sama antara jantan dan
betina, berjumlah satu pasang dan bersifat haploid.
Sumber: www.mun.ca
4. Ukuran dan Jumlah Kromosom
Ukuran dan jumlah kromosom sangat bervariasi
dari berbagai spesies. Sel tubuh kromosom selalu
berada dalam keadaan berpasang-pasangan.
18
Kromosom yang berpasangan dengan memiliki
bentuk, ukuran dan komposisi sama disebut
kromosom homolog. Hal ini dapat dijumpai pada
sel tubuh lalat buah yang memiliki 4 macam
kromosom
homolog,
sedangkan
manusia
mempunyai 23 macam kromosom homolog.
Perangkat kromosom disebut genom, pada sel
tubuh terdapat sepasang kromosom yang disebut
diploid (2n), sedangkan pada sel gamet hanya
terdapat satu pasang kromosom saja yang disebut
dengan haploid (n). Seseorang yang mengalami
penyakit kanker maka set kromosomnya lebih dari
dua, kemungkinan terjadi triploid, tetraploid, dan
poliploid.
19
Sumber: www.3.bp.blogspot.com
C. Gen
Pada tahun 1902, Boveri dan W. S. Sutton
membuktikan bahwa gen adalah bagian dari
kromosom yang terletak berderet-deret secara
teratur pada kromosom. Gen terletak di dalam
kromosom, yaitu di suatu tempat yang disebut
dengan lokus. Lokus-lokus ini digambarkan sebagai
20
garis-garis pendek yang horizontal di sepanjang
kromosom yang digambarkan sebagai garis panjang
vertikal.
Sumber: www.biotektanaman.files.wordpress.com
Jika kamu perhatikan, masing-masing lokus
ditempati oleh jajaran huruf atau abjad. Huruf-huruf
tersebut merupakan simbol dari gen. Gen-gen
tersebut terlihat berjajar dari atas ke bawah
21
sepanjang garis vertikal, yang merupakan simbol
dari kromosom. Huruf abjad ada yang ditulis dengan
huruf besar dan kecil. Huruf besar menunjukkan sifat
yang dominan dari gen, sedangkan huruf kecil
menunjukkan sifat yang resesif dari gen.
Sumber: www.free.vlsm.org
Gen-gen yang menampakkan senyawa kimia
sebagai substansi hereditas mempunyai sifat-sifat
sebagai berikut.
1. Sebagai zarah tersendiri yang terdapat dalam
kromosom.
2. Mengandung informasi genetik.
3. Dapat menduplikasi diri saat terjadi pembelahan
sel.
4. Mempunyai tugas khusus sesuai fungsinya.
5. Kerjanya ditentukan oleh susunan kombinasi
basa nitrogennya.
22
Gen merupakan substansi hereditas yang
memiliki fungsi seperti berikut.
1. Menyampaikan informasi genetika dari generasi
ke generasi.
2. Mengontrol dan mengatur metabolisme dan
perkembangan tubuh. Proses reaksi kimia dalam
tubuh dapat terjadi secara berurutan. Pada setiap
tahap reaksinya diperlukan enzim. Pembentukan
dan pengontrolan kerja enzim tersebut dilakukan
oleh gen. Pada proses perkembangan yang
memerlukan hormon juga diatur oleh gen.
3. Menentukan sifat-sifat pada keturunannya.
Seperti dicontohkan pada fakta di depan. Sifatsifat tersebut dapat berupa warna kulit, bentuk
rambut, bentuk badan, dan lain-lain.
Dalam penampakan luarnya, gen bekerja dengan
dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut.
1. Gen yang Dipengaruhi Jenis Kelamin
Gen ini disebut dengan Sex Influenced Gene,
merupakan gen dominan yang biasanya memperlihatkan pengaruh sama pada semua jenis, tetapi
ada gen-gen tertentu yang dipengaruhi oleh jenis
kelamin.
23
2. Gen yang Pengaruhnya Terbatas Pada
Jenis Kelamin Tertentu
Gen ini disebut Sex Limited Gene, merupakan
gen yang hanya tampak pada jenis kelamin tertentu
saja.
Misalnya:
a. Gen pengatur pertumbuhan payudara.
Hal ini hanya tampak pada jenis kelamin wanita.
b. Gen pengatur ukuran dan bentuk penis.
Hal ini hanya tampak pada jenis kelamin pria.
c. Gen pengatur sifat kelamin sekunder.
Hal ini hanya tampak pada jenis kelamin tertentu.
Sifat kelamin sekunder pada pria, antara lain adanya
kumis, jakun, suara besar. Sedangkan sifat kelamin
sekunder pada wanita antara lain kulit halus, pinggul
besar, dan suara tinggi.
D. Alel dan Alel Ganda
Gen dalam tubuh yang terletak pada kromosom
tidak hanya satu, tetapi banyak. Alel adalah gengen yang menempati atau terletak pada lokus yang
24
sama pada kromosom homolognya yang mempunyai
tugas berlawanan untuk suatu sifat tertentu.
Alel sebagai anggota dari sepasang gen yang
memiliki pengaruh
berlawanan. Misalnya gen B memiliki peran untuk
menumbuhkan karakter pigmentasi kulit secara
normal. Gen B dapat membentuk melanin karena
diekspresikan sepenuhnya pada penampakan fisik
organisme. Dalam hal ini gen B menimbulkan
karakter yang dominan.
Apabila gen B bermutasi maka akan berubah
menjadi b, sehingga pigmentasi kulit secara normal,
tidak dapat dilakukan. Gen b menimbulkan karakter
yang berbeda, yaitu resesif. Karakter resesif ini
menumbuhkan karakter albinisme (tidak terbentuk
melanin).
Contoh yang lainnya, misalnya:
1. K alelnya k, untuk rambut keriting dan lurus.
2. H alelnya h, untuk kulit hitam dan putih dan
sebagainya. Sedangkan alel ganda (multiple alelo
murphi) adalah beberapa alel lebih dari satu gen
yang menempati lokus sama pada kromosom
homolognya.
25
Pengaruh lainnya, misalnya pada warna mata.
Perhatikanlah kemungkinanya.
Sumber: www.hnz11.files.wordpress.com
26
Bab 2
Mengenal DNA
Apabila kita ibaratkan suatu tubuh, maka DNA
diibaratkan sebagai otak yang dapat mengatur
segala proses di dalam tubuh. Di samping itu, DNA
juga mempunyai peran penting dalam pewarisan
sifat.
DNA merupakan suatu senyawa kimia yang
penting pada makhluk hidup. Tugas utamanya
membawa materi genetik dari suatu generasi ke
generasi berikutnya. DNA juga merupakan senyawa
polinukleotida yang membawa sifat-sifat keturunan
yang khas pada kromosom.
DNA pertama kali ditemukan oleh F. Miescher
(1869) dari sel spermatozoa dan sel eritrosit burung,
selanjutnya dinamakan sebagai nuklein. Penemuan
lain dilakukan oleh Fischer (1880), yaitu tentang
adanya zat pirimidin (yang berupa Sitosin dan Timin)
dan dua purin (Adenin dan guanin). Setelah penemuan
27
tersebut, dilengkapi pula dengan penemuan Levine
(1910) tentang gula 5 karbon ribosa, gula
deoksiribosa, dan asam fosfat dalam inti.
Keberadaan DNA tersebut sebagian besar di
dalam nukleus (inti sel). Tetapi ada juga yang
terdapat pada mitokondria.
A. Apakah Itu 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).
DNA adalah sebuah molekul raksasa yang
tersembunyi di dalam inti setiap sel hidup. Semua
ciri fisik makhluk hidup dikodekan dalam molekul
28
berbentuk rantai heliks ini. Semua informasi tentang
tubuh kita, dari warna mata hingga struktur organorgan dalam, juga bentuk serta fungsi sel-sel kita,
terkodekan dalam bagian yang disebut gen dalam
DNA.
Sumber: www.ghr.nlm.nih.gov
Kode DNA tersusun atas urutan empat basa yang
berbeda. Jika kita anggap setiap basa ini sebagai
29
satu huruf, maka DNA dapat disamakan dengan
sebuah bank data yang tersusun atas abjad beranggotakan empat huruf. Semua informasi tentang
makhluk hidup tersimpan dalam bank data ini.
Jika kita meletakkan satu sel bakteri dalam
lingkungan yang sesuai, dalam beberapa jam kita akan
mengetahui bahwa ia telah menghasilkan ratusan
salinan bakteri yang sama. Setiap sel hidup memiliki
kemampuan untuk “menggandakan dirinya sendiri.”
Sumber: www.whyfiles.org
30
Hingga pada saat DNA ditemukan, pertanyaan
tentang bagaimana proses ajaib ini terjadi belumlah
diketahui. Dengan penemuan DNA, terungkap
bahwa setiap sel hidup memiliki sebuah “bank data”
yang menyimpan seluruh informasi mengenai dirinya
sendiri. Penemuan ini memperlihatkan keajaiban
penciptaan.
Jika kita mencoba menuliskan informasi dalam
DNA, maka ini akan menghabiskan sekitar satu juta
halaman buku. Ini setara dengan sebuah ensiklopedi
bervolume empat puluh kali lebih besar dari The
Encyclopaedia Britannica, yang merupakan salah
satu kumpulan informasi terbesar yang pernah
dibuat manusia. Informasi raksasa ini tersimpan
dalam inti yang sangat kecil dalam sel kita yang
berukuran sekitar seperseribu milimeter.
31
Sumber: www.news.bbc.co.uk
Molekul DNA terdiri dari jutaan pasang basa yang
tersusun dalam bentuk heliks. Jika sebuah molekul
DNA dalam satu sel kita dibentangkan, panjangnya
dapat mencapai satu meter. Rantai DNA ini
terpadatkan dalam inti sel dengan sistem
32
“pengemasan” yang luar biasa, sehingga ukurannya
mengecil hingga seperseratus ribu milimeter saja.
Struktur DNA ditemukan oleh dua ilmuwan
bernama Francis Crick dan James Watson. Meskipun
seorang evolusionis, Crick mengatakan bahwa DNA
tidak mungkin pernah muncul secera kebetulan.
B. Sejarah DNA
DNA pertama kali berhasil dimurnikan pada tahun
1868 oleh ilmuwan Swiss Friedrich Miescher di
Tubingen, Jerman, yang menamainya nuclein
berdasarkan lokasinya di dalam inti sel. Namun
demikian, penelitian terhadap peranan DNA di dalam
sel baru dimulai pada awal abad 20, bersamaan
dengan ditemukannya postulat genetika Mendel.
DNA dan protein dianggap dua molekul yang paling
memungkinkan sebagai pembawa sifat genetis
berdasarkan teori tersebut.
33
Friedrich Miescher
Sumber: www.upload.wikimedia.org
Dua
eksperimen
pada
dekade
40-an
membuktikan fungsi DNA sebagai materi genetik.
Dalam penelitian oleh Avery dan rekan-rekannya,
ekstrak dari sel bakteri yang satu gagal mentransform sel bakteri lainnya kecuali jika DNA dalam
ekstrak dibiarkan utuh. Eksperimen yang dilakukan
Hershey dan Chase membuktikan hal yang sama
dengan menggunakan pencari jejak radioaktif
(radioactive tracers).
34
Sumber: www.oni.escuelas.edu.a
Misteri yang belum terpecahkan ketika itu adalah:
bagaimanakah struktur DNA sehingga ia mampu
bertugas sebagai materi genetik? Persoalan ini dijawab
oleh Francis Crick dan koleganya James Watson
berdasarkan hasil difraksi sinar-x DNA oleh Maurice
Wilkins dan Rosalind Franklin. Crick, Watson, dan
Wilkins mendapatkan hadiah Nobel Kedokteran pada
35
1962 atas penemuan ini. Franklin, karena sudah wafat
pada waktu itu, tidak dapat dianugerahi hadiah ini.
Konfirmasi akhir mekanisme replikasi DNA
dilakukan lewat percobaan Meselson-Stahl yang
dilakukan tahun 1958.
36
Bab 3
Mengenal Struktur
dan Fungsi Biologis DNA
A. Struktur DNA
Molekul DNA memiliki susunan kimia yang sangat
kompleks dan rantai nukleotida yang panjang. DNA
merupakan rangkaian nukleotida dan setiap
nukleotida tersusun dari substansi dasar seperti
berikut.
1. Senyawa Fosfat
Senyawa fosfat berfungsi untuk mengikat
molekul gula satu dengan gula yang lain.
2. Gula Pentosa (deoksiribosa)
Gula pentosa membentuk rangkaian gula fosfat
yang merupakan tulang punggung atau kekuatan
dari struktur double helix DNA.
3. Basa nitrogen
Basa nitrogen ini terikat pada setiap molekul gula.
Basa nitrogen dibedakan menjadi dua.
37
a) Basa Purin
Basa purin dengan struktur cincin gkamu yaitu
Adenin (A) dan Guanin (G)
b) Basa pirimidin
Basa pirimidin dengan struktur cincin tunggal
yaitu Timin (T) dan Sitosin (S)
Sumber: www.evolution.berkeley.edu
38
Basa nitrogen yang terdiri atas purin (Adenin dan
Guanin) dan pirimidin (Sitosin dan Timin) akan
membentuk rangkaian senyawa kimia dengan gula
pentosa, membentuk nukleosida. Nukleosida
bersenyawa dengan gugus fosfat membentuk
nukleotida, yang mempunyai bentuk rantai panjang.
Nukleotida inilah yang akan menyusun molekul
DNA. Satu molekul DNA terdiri atas ratusan atau
ribuan nukleotida. Nukleotida-nukleotida tersebut
membentuk
rantai
panjang
yang
disebut
polinukleotida. Antara rantai polinukleotida satu
dengan yang lainnya saling berhubungan pada
bagian basa nitrogen.
Molekul DNA yang mikroskopis selalu membawa
ribuan nukleotida. Hal ini merupakan struktur yang
sangat rumit sekali.
Jika diamati, bentuk struktur dari molekul DNA
tersebut, sebenarnya merupakan struktur DNA
double helix (tangga tali berpilin).
Model struktur DNA tersebut ditemukan oleh
James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953.
Model struktur DNA ini kemudian disebut dengan
model DNA Watson-Crick.
39
Sumber: www. cmgm.stanford.edu
Bagian ibu tangga tersusun dari deretan gugusan
gula pentosa dan asam fosfat, sedangkan bagian
anak tangga tersusun dari dua basa nitrogen yang
berpasangan antara purin dengan pirimidin, dengan
pasangan yang mungkin terjadi yaitu Adenin dengan
Timin, sedangkan Guanin dengan Sitosin. Antara
dua basa nitrogen yang berpasangan yaitu antara
Adenin dengan Timin, antara Guanin dengan Sitosin
dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen
merupakan jenis ikatan yang lemah, tetapi karena
hal inilah justru akan membantu dalam proses
pembelahan dan sintesis protein.
40
B. Fungsi DNA
Dari materi yang sudah disampaikan dapat
diketahui bahwa DNA merupakan struktur yang
sangat kompleks yang tersusun dari polinukleotida.
Fungsi atau peranan DNA ini sebenarnya tidak
sekadar sebagai pembawa materi genetik,
melainkan juga menjalankan fungsi yang sangat
kompleks pula, antara lain:
1. Sebagai pembawa materi genetika dari generasi
ke generasi berikutnya.
2. Mengontrol aktivitas hidup secara langsung
maupun tidak langsung.
3. Melakukan sintesis protein.
4. Sebagai autokatalis, yaitu kemampuan DNA
untuk menggkamukan diri (replikasi).
5. Sebagai heterokatalis, yaitu kemampuan DNA
untuk dapat mensintesis senyawa lain.
C. Replikasi DNA
Replikasi adalah kemampuan DNA untuk dapat
menggandakan diri.
41
Proses-proses yang terjadi saat terjadinya
replikasi adalah sebagai berikut.
1. Ikatan hidrogen membuka sehingga kedua pita
akan memisah.
2. Pita saling memisah. Basa nitrogen pada masingmasing pita berfungsi sebagai cetakan yang
mengatur pengikatan basa komplementer (basa
pelengkap) pada pita baru yang dibentuk.
3. Masing-masing pita lama membentuk pita baru,
sehingga menghasilkan dua pita double helix.
Sumber: www.coolschool.ca
42
Proses yang terjadi tersebut dipengaruhi oleh
enzim helikase, enzim polimerase, dan ligase.
Replikasi DNA dapat terjadi melalui tiga
kemungkinan:
1. Konservatif
Replikasi konservatif ini melalui cara, yaitu pita
double heliks DNA induk tetap tidak berubah,
kemudian digunakan untuk mencetak dua pita
double heliks DNA yang baru.
2. Semikonservatif
Replikasi semikonservatif ini melalui cara, yaitu
pita double heliks DNA induk terpisah, kemudian
mensintesis pita DNA yang baru dengan cara
melengkapi (komplementasi) pada masing-masing
pita DNA induk tersebut.
3. Dispersif
Dispersif ini melalui cara, yaitu kedua pita double
heliks induk terputusmembentuk segmen-segmen
pita DNA yang baru, kemudian segmen pita DNA
induk akan disambung dengan segmen pita DNA
baru. Sehingga pada peristiwa ini hasil akhirnya
adalah segmen pita DNA induk dengan segmen pita
43
DNA yang baru yang tersebar pada pita double heliks
DNA yang terbentuk.
Sumber: www.coolschool.ca
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.
44
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.
Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat
dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA
adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2deoksiribosa. 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 gkamu. Pada struktur
heliks gkamu, orientasi rantai nukleotida pada satu
untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai
lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masingmasing untai terdiri dari rangka utama, sebagai
struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi
dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai
45
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
Replikasi merupakan proses pelipatgkamuan 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
46
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 gkamu DNA
pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA.
Proses pembukaan rantai DNA ini dibantu oleh
beberapa jenis protein yang dapat mengenali titiktitik 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.
47
Proses pembukaan rantai ganda tersebut
berlangsung disertai dengan pergeseran DNA
polimerase mengikuti arah membukanya rantai
gkamu. 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.
48
Bab 4
RNA
Bahan genetik, selain DNA adalah RNA. Di dalam
inti sel makhluk hidup, baik sel prokariotik maupun
sel eukariotik terdapat asam nukleat yang berupa
DNA dan RNA. Tetapi beberapa virus tidak memiliki
DNA, sehingga hanya memiliki RNA saja, maka
dalam hal ini fungsi RNA menjadi sama dengan DNA,
baik sebagai materi genetik maupun dalam
mengatur aktivitas sel. RNA merupakan hasil
transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA
merupakan polimer yang jauh lebih pendek
dibanding DNA.
A. Struktur RNA
Molekul RNA mempunyai bentuk yang berbeda
dengan DNA. RNA memiliki bentu pita tunggal dan
tidak berpilin.
49
Susunan RNA terdiri atas:
-
gugus fosfat,
-
gula pentosa (gula ribosa),
-
basa nitrogen.
Basa nitrogen dibedakan menjadi dua jenis.
a) Basa purin yang tersusun dari Adenin (A) dan
Guanin (G).
b) Basa pirimidin yang tersusun dari Sitosin (S) dan
Urasil (U).
Sumber: www.data.gate2biotech.com
50
1. RNA duta (RNAd)
RNA duta disebut juga messenger RNA (mRNA).
RNA duta merupakan RNA yang urutan basanya
berpasangan dengan salah satu urutan basa rantai
DNA.
RNA duta dibentuk oleh DNA di dalam inti sel,
fungsi dari RNA duta adalah menyampaikan
informasi genetik dalam bentuk kode-kode genetik
dalam inti ke ribosom dan sebagai pola cetakan
dalam membentuk polipeptida. RNA duta ini
dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai,
maka akan dihancurkan dalam plasma.
Sumber: www.4.bp.blogspot.com
51
2. RNA ribosom (rRNA)
RNA ribosom dibentuk oleh DNA dan terdapat di
dalam ribosom. Fungsi dari RNA ribosom adalah
sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang
bergerak ke satu arah sepanjang RNA duta. Di dalam
ribosom molekul rRNA ini mencapai 30-46%.
Sumber: www.upload.wikimedia.org
52
3. RNA transfer (tRNA)
RNA transfer dibentuk oleh DNA dan terletak di
dalam sitoplasma. RNA transfer berfungsi mengangkut
asam-asam amino ke ribosom sesuai dengan kode
yang terdapat dalam RNA duta, serta menerjemahkan
kode-kode yang dibawa oleh RNA duta.
Sumber: www.upload.wikimedia.org
B. Sintesa Protein
Gambaran tentang sintesis protein dapat
diibaratkan seperti saat kita memasak makanan.
Protein kita ibaratkan sebagai makanan. Agar dapat
53
diperoleh makanan dengan cita rasa yang lezat maka
diperlukan bahan dan proses yang tepat. Demikian
juga dalam sintesis protein, bahan dan rangkaian
prosesnya tertentu dan urut.
Sumber:. www.harunyahya.com
Kamu sudah mempelajari tentang DNA dan RNA.
Maka di sini akan dibahas bagaimana DNA dan RNA
tersebut melaksanakan proses dalam pewarisan sifat
kepada keturunannya dengan melakukan sintesis
protein, yaitu proses penyusunan senyawa protein
dengan membentuk rangkaian rantai polipeptida.
Sintesis protein ini terjadi di dalam ribosom dan
pengaturan sintesis protein dilakukan oleh gen
(DNA) di dalam inti.
54
Gen, dalam hal ini DNA ketika menjalankan
fungsinya, yaitu menyusun protein sangat dipengaruhi
oleh susunan sel serta gen-gen lain dalam
lingkungannya. Kegiatan sel diatur oleh berbagai
enzim, yaitu senyawa protein yang bekerjanya sangat
spesifik.
Senyawa-senyawa sebagai bahan dan pelaksana
sintesis protein antara lain DNA, RNA duta, RNA
transfer, RNA ribosom, dan enzim RNA – polimerase,
energi yang digunakan di dalam melakukan sintesis
protein adalah berupa ATP. Secara garis besar, tahapan
proses sintesis protein antara lain seperti berikut.
1. Transkripsi
Transkripsi adalah pencetakan mRNA (kode) oleh
DNA
(DNA
template/DNA
sense)
dengan
menggunakan enzim RNA polimerase. Adanya enzim
RNA polimerase ini akan menyebabkan rangkaian
double helix sebagian akan membuka, akibatnya
basa-basa pasangannya menyusun Adenin (A) pada
mRNA dan seterusnya. Hasil penyusunan mRNA
yang sudah jadi akan meninggalkan inti untuk
melekat pada ribosom, yang merupakan organela
pelaksana sintesis protein.
55
Sumber:www. hnz11.files.wordpress.com
2. Translasi
Kode pada mRNA akan terbaca oleh ribosom
dengan dibantu oleh tRNA yang terdapat di dalam
sitoplasma. tRNA akan datang untuk membawa
asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa
mRNA tersebut. Kemudian tRNA akan bergabung
dengan mRNA yang sesuai dengan kode pasangan
basa.
56
Bagian pada tRNA yang terlibat ini disebut
antikodon, yang berhubungan dengan tiga basa
pada pita mRNA yang disebut dengan kodon. Asam
amino akan berjajar-jajar dalam urutan yang sesuai
dengan kodenya. Dari hal ini akan terbentuk protein
yang berfungsi sebagai enzim, dalam mengatur
metabolisme sel dan reproduksi.
Sumber:www.scienceblogs.com
57
C. Kode Genetik
DNA merupakan bahan genetika yang memberi
informasi dari satu generasi ke generasi berikutnya.
Informasi yang terdapat dalam molekul DNA, yaitu
berupa kode-kode yang terjadi dari dua deretan
rantai basa nitrogen yang berpilin. Apabila pilinan
tersebut membuka, maka rantai yang membentuk
mRNA disebut rantai bermakna (DNA sense)
sedangkan apabila rantai tersebut tidak membentuk
mRNA disebut rantai tak bermakna (DNA antisense).
Macam-macam basa nitrogen yang menjadi
kode-kode ada empat, yaitu Sitosin (S), Timin (T),
Adenin (A), dan Guanin (G). Jenis kode yang
digunakan untuk kode asam-asam amino yang
berjumlah 20 adalah sebagai berikut.
1. Kemungkinan Kode Singlet
Kemungkinan kode singlet terjadi apabila suatu
nukleotida memberi kode satu asam amino, atau
41 = 4 kodon, untuk sampai berjumlah 20, maka
kode ini masih kurang 16, sehingga kode ini tidak
memenuhi syarat, karena hanya mengkode 4 asam
amino saja.
58
2. Kemungkinan Kode Duplet
Kemungkinan kode duplet terjadi apabila dua
nukleotida memberi kode satu asam amino, atau
42 = 16 kodon. Kode ini pun hanya membentuk 16
kodon sehingga kode ini masih kurang 4.
3. Kemungkinan Kode Triplet
Kemungkinan kode triplet terjadi apabila tiga
nukleotida memberi kode satu asam amino, 43 =
64 kodon. Kode ini akan memiliki kelebihan yaitu
64 – 20 = 44 kodon, tapi ini tidak menjadi masalah.
Kode ini cukup walaupun satu asam amino harus
mempunyai 64 : 20 = ± 3 macam kode basa
nitrogen. Penelitian tentang kode genetika ini
dikemukakan oleh M. Nirenberg (1961) dan H.
Mathei (1961) dan kemudian diperkuat oleh G.H.
Khorama (1964). Kode genetika adalah kode yang
dibawa oleh mRNA untuk disampaikan ke tRNA. Kode
genetika yang merupakan urutan tiga basa nitrogen
yang membentuk suatu triplet disebut kodon. Di
sana terdapat kodon AUG, kodon ini disebut juga
kodon start karena untuk memulai sintesis
polipeptida, sedangkan UAG, UGA, dan UAA disebut
59
kode tak bermakna atau stop untuk mengakhiri dari
suatu protein. Kodon-kodon ini bukan merupakan
kode untuk semua asam amino.
Walaupun RNA telah bekerja dengan teliti dalam
proses sintesis protein, tetapi kesalahan dalam
menerjemahkan mungkin dapat juga terjadi
sehingga
jika
terjadi
kesalahan
dalam
menerjemahkan kode-kode tersebut, maka asamasam amino yang tersusun akan berbeda dan tidak
sesuai dengan yang diharapkan DNA.
60
Bab 5
DNA dan
Teknologi Masa Kini
A. DNA dalam Forensik
Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang
terletak dalam darah, semen, kulit, liur atau rambut
yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk
mengidentifikasi kemungkinan tersangka, sebuah
proses yang disebut fingerprinting genetika atau
pemrofilan DNA (DNA profiling).
Dalam pemrofilan DNA panjang relatif dari bagian
DNA yang berulang seperti short tandem repeats
dan minisatelit, dibandingkan. Pemrofilan DNA
dikembangkan pada 1984 oleh genetikawan Inggris
Alec Jeffreys dari Universitas Leicester, dan pertama
kali digunakan untuk mendakwa Colin Pitchfork pada
1988 dalam kasus pembunuhan Enderby di
Leicestershire, Inggris.
61
Banyak yurisdiksi membutuhkan terdakwa dari
kejahatan tertentu untuk menyediakan sebuah contoh
DNA untuk dimasukkan ke dalam database komputer.
Hal ini telah membantu investigator menyelesaikan
kasus lama di mana pelanggar tidak diketahui dan
hanya contoh DNA yang diperoleh dari tempat kejadian
(terutama dalam kasus perkosaan antar orang tak
dikenal). Metode ini adalah salah satu teknik paling
terpercaya untuk mengidentifikasi seorang pelaku
kejahatan, tetapi tidak selalu sempurna, misalnya bila
tidak ada DNA yang dapat diperoleh, atau bila tempat
kejadian terkontaminasi oleh DNA dari banyak orang.
B. DNA dalam Komputasi
DNA memainkan peran penting dalam ilmu
komputer, baik sebagai masalah riset dan sebagai
sebuah cara komputasi. Riset dalam algoritma
pencarian string, yang menemukan kejadian dari
urutan huruf di dalam urutan huruf yang lebih besar,
dimotivasi sebagian oleh riset DNA, dimana
algoritma ini digunakan untuk mencari urutan
tertentu dari nukleotida dalam sebuah urutan yang
besar.
62
Sumber: www.olympus-global.com
Dalam aplikasi lainnya seperti editor text, bahkan
algoritma sederhana untuk maslah ini biasanya
mencukupi, tetapi urutan DNA menyebabkan
algoritma-algoritma ini untuk menunjukkan sifat
kasus-mendekati-terburuk dikarenakan jumlah kecil
dari karakter yang berbeda.
Teori database juga telah dipengaruhi oleh riset
DvNA, yang memiliki masalah khusus untuk menaruh
dan memanipulasi urutan DNA. Database yang
dikhususkan untuk riset DNA disebut database
genomik, dam harus menangani sejumlah tantangan
teknis yang unik yang dihubungkan dengan operasi
pembandingan kira-kira, pembandingan urutan,
mencari pola yang berulang, dan pencarian homologi.
63
C. Tes DNA
Sekarang ini istilah tes DNA sudah sangat familiar
di tengah masyarakat Indonesia. Dari berbagai kasus
ini, terlihat bahwa terdapat kesulitan dalam
mengidentifikasi identitas korban/mayat secara fisik
ataupun biometri, yang disebabkan kondisi tubuh
mayat yang telah rusak atau hancur. Untuk itu,
identifikasi dengan metode tes DNA menjadi mencuat.
Sumber: www.homednatestingkits.net
DNA atau DeoxyriboNucleic Acid merupakan asam
nukleat yang menyimpan semua informasi tentang
genetika. DNA inilah yang menentukan jenis rambut,
warna kulit dan sifat-sifat khusus dari manusia. DNA
ini akan menjadi cetak biru (blue print) ciri khas manusia
yang dapat diturunkan kepada generasi selanjutnya.
Sehingga dalam tubuh seorang anak komposisi DNA
64
nya sama dengan tipe DNA yang diturunkan dari orang
tuanya. Sedangkan tes DNA adalah metode untuk
mengidentifikasi fragmen-fragmen dari DNA itu sendiri.
Atau secara sederhananya adalah metode untuk
mengidentifikasi, menghimpun dan menginventarisir
file-file khas karakter tubuh.
Tes DNA umumnya digunakan untuk 2 tujuan
yaitu (1) tujuan pribadi seperti penentuan perwalian
anak atau penentuan orang tua dari anak dan (2)
tujuan hukum, yang meliputi masalah forensik
seperti identifikasi korban yang telah hancur,
sehingga untuk mengenali identitasnya diperlukan
pencocokan antara DNA korban dengan terduga
keluarga korban ataupun untuk pembuktian
kejahatan semisal dalam kasus pemerkosaan atau
pembunuhan.
Hampir semua sampel biologis tubuh dapat
digunakan untuk sampel tes DNA, tetapi yang sering
digunakan adalah darah, rambut, usapan mulut pada
pipi bagian dalam (buccal swab), dan kuku. Untuk
kasus-kasus forensik, sperma, daging, tulang, kulit,
air liur atau sampel biologis apa saja yang ditemukan
di tempat kejadian perkara (TKP) dapat dijadikan
sampel tes DNA.
65
DNA yang biasa digunakan dalam tes ada dua
yaitu DNA mitokondria dan DNA inti sel. Perbedaan
kedua DNA ini hanyalah terletak pada lokasi DNA
tersebut berada dalam sel, yang satu dalam inti sel
sehingga disebut DNA inti sel, sedangkan yang satu
terdapat di mitokondria dan disebut DNA
mitokondria. Untuk tes DNA, sebenarnya sampel
DNA yang paling akurat digunakan dalam tes adalah
DNA inti sel karena inti sel tidak bisa berubah.
DNA dalam mitokondria dapat berubah karena
berasal dari garis keturunan ibu yang dapat berubah
seiring dengan perkawinan keturunannya. Sebagai
contoh untuk sampel sperma dan rambut. Yang paling
penting diperiksa adalah kepala spermatozoanya
karena didalamnya terdapat DNA inti, sedangkan
untuk potongan rambut yang paling penting diperiksa
adalah akar rambutnya. Tetapi karena keunikan dari
pola pewarisan DNA mitokondria menyebabkan DNA
mitokondria dapat dijadikan sebagai marka (penanda)
untuk tes DNA dalam upaya mengidentifikasi
hubungan kekerabatan secara maternal.
Untuk akurasi kebenaran dari tes DNA hampir
mencapai 100% akurat. Adanya kesalahan bahwa
kemiripan pola DNA bisa terjadi secara random
66
(kebetulan) sangat kecil kemungkinannya, mungkin
satu diantara satu juta. Jikapun terdapat kesalahan
itu disebabkan oleh faktor human error terutama
pada kesalahan interprestasi fragmen-fragmen DNA
oleh operator (manusia). Tetapi dengan menerapkan
standard of procedur yang tepat kesalahan human
error dapat diminimalisir atau bahkan ditiadakan.
1. Metode Tes DNA
Metode tes DNA yang umumnya digunakan di dunia
ini masih menggunakan metode konvensional yaitu
elektroforesis DNA. Sedangkan metode tes DNA yang
terbaru adalah dengan menggunakan kemampuan
partikel emas berukuran nano untuk berikatan dengan
DNA. Metode ini ditemukan oleh dua orang ilmuwan
Amerika Serikat yaitu Huixiang Li dan Lewis Rothberg.
Prinsip metode ini adalah mempergunakan untai
pendek DNA yang disebut Probe yang telah diberi zat
pendar. Probe ini dirancang spesifik untuk gen sampel
tertentu dan hanya akan menempel/berhibridisasi
dengan DNA sampel tersebut. Partikel emas berukuran
nano dalam metode ini berperan dalam mengikat
Probe yang tidak terhibridasi. Pendeteksian dilakukan
dengan penyinaran pada panjang gelombang tertentu.
67
Keberadaan DNA yang sesuai dengan DNA Probe dapat
dilihat dari pendaran sampel tersebut. Jumlah DNA
target tersebut kira-kira berbanding lurus terhadap
intensitas pendaran sinar yang dihasilkan.
Keunggulan metode ini dibandingkan dengan
metode konvensional adalah pada kecepatan dan
harganya yang jauh lebih cepat dan murah
dibandingkan metode elektroforesis DNA. Tetapi
karena metode ini masih tergolong baru, sehingga
masih dalam pengembangan di Amerika Serikat,
sehingga untuk penguna (user) di Indonesia, sekarang
ini belum dapat memanfaatkan fasilitas tersebut,
karena memang belum terdapat di Indonesia.
2. Tahapan Metode Tes DNA
Di Indonesia, terdapat dua laboratorium yang dapat
melayani user dalam tes DNA yaitu Laboratorium
Pusdokkes Polri Jakarta Timur dan di Lembaga Bio
Molekuler Eijkman Jakarta Pusat. Untuk di Lembaga
Eijkman, biaya per paket tes DNA adalah berkisar Rp.
7,5 Juta dengan hasil tes yang dapat diperoleh dalam
12 hari kerja terhitung dari tanggal diterimanya sampel.
Untuk metode tes DNA di Indonesia, masih
memanfaatkan metode elektroforesis DNA. Dengan
68
intreprestasi hasil dengan cara menganalisa pola
DNA menggunakan marka STR (short tandem
repeats). STR adalah lokus DNA yang tersusun atas
pengulangan 2-6 basa. Dalam genom manusia dapat
ditemukan pengulangan basa yang bervariasi jumlah
dan jenisnya. Dengan menganalisa STR ini, maka
DNA tersebut dapat diprofilkan dan dibandingkan
dengan sampel DNA terduga lainnya.
Dari berbagai literatur yang penulis pelajari, pada
dasarnya tahapan metode tes DNA dengan cara
elektroforesis meliputi beberapa tahapan berikut yaitu
pertama tahapan preparasi sampel yang meliputi
pengambilan sampel DNA (isolasi) dan pemurnian
DNA. Dalam tahap ini diperlukan kesterilan alat-alat
yang digunakan.
Untuk sampel darah, dalam isolasinya dapat
digunakan bahan kimia phenolchloroform sedangkan
untuk sampel rambut dapat digunakan bahan kimia
Chilex. Selanjutnya DNA dimurnikan dari kotorankotoran seperti protein, sel debris, dan lain lain.
Untuk metode pemurnian biasanya digunakan tehnik
sentrifugasi dan metode filtrasi vakum.
69
Tetapi berbagai ilmuwan telah banyak meninggalkan
cara tersebut dan beralih ke produk-produk pemurnian
yang telah dipasarkan seperti produk butir magnet dari
Promega Corporation yang memanfaatkan silica-coated
paramagnetic resin yang memungkinkan metode
pemisahan DNA yang lebih sederhana dan cepat.
Tahapan selanjutnya adalah memasukan sampel
DNA yang telah dimurnikan kedalam mesin PCR
(polymerase chain reaction) sebagai tahapan
amplifikasi. Hasil akhir dari tahap amplifikasi ini adalah
berupa kopi urutan DNA lengkap dari DNA sampel.
Selanjutnya kopi urutan DNA ini akan dikarakterisasi
dengan elektroforesis untuk melihat pola pitanya.
Karena urutan DNA setiap orang berbeda maka
jumlah dan lokasi pita DNA (pola elektroforesis) setiap
individu juga berbeda. Pola pita inilah yang disebut DNA
sidik jari (DNA finger print) yang akan dianalisa pola
STR nya. Tahap terakhir adalah DNA berada dalam
tahapan typing, proses ini dimaksudkan untuk
memperoleh tipe DNA. Mesin PCR akan membaca datadata DNA dan menampilkannya dalam bentuk angkaangka dan gambar-gambar identfikasi DNA. Finishing
dari tes DNA ini adalah mencocokan tipe-tipe DNA.
70
Glosarium
1. Basa (ba·sa) [n Kim] : Senyawa yang cenderung
menyumbangkan sepasang elektron untuk digunakan
bersama-sama dan cenderung menerima proton.
2. Enzim (énzim) [n] : Molekul protein yang kompleks dan
dihasilkan oleh sel hidup, serta bekerja sebagai katalisator
dalam berbagai proses kimia di dalam tubuh makhluk
hidup.
3. Gamet (ga·met /gamét/) [n Bio] : Sel sperma atau telur,
terutama yang matang dan sudah berfungsi dalam
pembiakan secara seksual.
4. Gen (gen /gén/) [n Bio] : Bagian kromosom yang menjadi
lokasi sifat-sifat keturunan; faktor keturunan-- dominan
gen yang memperlihatkan bentuknya secara utuh tanpa
dipengaruhi oleh modifikasi alelnya; -- terkait gen yang
cenderung diwariskan bersama-sama karena terdapat
dalam kromosom yang sama
5. Lokus (lo·kus) [n Bio] : Bagian atau tempat pada
kromosom yang diduduki oleh gen; lokus gen.
6. Metabolisme (me·ta·bo·lis·me /métabolisme/) [n Kim] :
Pertukaran zat pd organisme yang meliputi proses fisika
dan kimia, pembentukan dan penguraian zat di dalam
badan yang memungkinkan berlangsungnya hidup.
7. Mitosis (mi·to·sis) [n] : Proses pembelahan inti sel biasa,
sehingga dari satu inti sel induk terjadi dua inti sel baru
yang jumlah dan susunan kromosomnya sama benar (juga
sama dengan kromosom induk-nya semula)
8. Molekul (mo·le·kul) [n Fis] : Bagian terkecil senyawa yang
terbentuk dari kumpulan atom yang terikat secara kimia;
bagian terkecil senyawa yang masih sanggup
memperlihatkan sifat-sifat dari senyawa itu.
71
9. Plasma (plas·ma) [n] : Barang cair tidak berwarna yang
menjadi bagian darah, dalam keadaan normal volumenya
kira-kira 5% dari berat badan.
10. Polimer (po·li·mer /polimér/) [n] : Zat yang dihasilkan
dengan cara polimerisasi dari molekul yang sangat banyak
dengan satuan struktur berantai panjang, baik lurus,
bercabang, maupun menyilang yg berulang, msl plastik,
serat, karet, dan jaringan tubuh manusia.
11. Ribosom (ri·bo·som) [n Kim] : Butiran dalam setiap sel
tempat sintesis protein.
12. Segmen (seg·men /ségmén/) [Bio] : Satuan rangkaian
yang pada dasarnya mempunyai struktur yang sama;
bagian ruas tubuh yang berbentuk cincin, seperti ruas
tubuh cacing tanah.
13. Senyawa (se·nya·wa) [Kim n] : Zat murni dan homogen
yang terdiri atas dua unsur atau lebih yang berbeda dengan
perbandingan tertentu, biasanya sifatnya sangat berbeda
dari sifat unsur-unsurnya; senyawaan.
14. Sintesis (sin·te·sis /sintésis/) [n] : Paduan (campuran)
berbagai pengertian atau hal sehingga merupakan
kesatuan yang selaras.
72
Indeks
A
M
Akrosentrik 16
Mitrokondria 66
Alel 25
Mitosis 14
Anafase 14
Molekul 32, 39, 49
B
P
Bakteri 30
Polimer 44
Basa 29, 45
Polipeptida 51
G
R
Gen 20
Replikasi 7, 48, 47
Guanin 46
Ribosom 55
K
S
Komputasi 62
Sentrifugasi 69
Kromosom 7, 8, 9
Senyawa 27, 41
Sintesis 48
L
Lokus 9, 21
73
Daftar Pustaka
Albert Lehniger. 1982. Principles of Biochemistry.
New York:Worth Publisher, Inc.
Eijkman Institute For Molecular Biologi. 2008.
Identifikasi DNA. Situs Web Eijkman Institute.
Fessenden dan Fessenden. 1986. Kimia Organik Jilid
2 Edisi Ketiga. Diterjemahkan oleh Aloysius
Hadyana Pudjaatmaka. Penerbit Erlangga.
Jakarta.
Freewebs.com.2006. Pengumpulan DNA, Ekstraksi
DNA, dan Kuantifikasi DNA. www.freewebs.com/
pengumpulansampeldna/ekstraksifasepadat.htm
H.M. Hawab. 2004. Pengantar Biokimia. Bayumedia
Publishing. Jawa Timur.
Robert. K. Murray. 1999. Harper’s Biochemistry
(Edisi Terjemahan). Jakarta.
74
Net-encyclo.com. 2008. DNA. http://www.netencyclo.com/id/DNA.
Sentausa. 2008. Tes DNA Murah Meriah. Situs Blog
Sentausa.
Sinly Evan Putra. 2006. DNA fingerprint, Metode
Analisis Kejahatan pada Forensik. Situs Web
Kimia Indonesia (www.chem-is-try.org)
Supangat. 2007. Pemurnian DNA di Dapur Rumah
Kita, Mungkinkah?. Situs Web Berita Iptek
(www.beritaiptek.com).
Tempo Interaktif. 2008. Keluarga “Korban Ryan”
jalani Tes DNA. Situs Web Tempo Interaktif
(www.tempointeraktif.com).
M. Wahyu Rizal. 2005. Tes DNA: Mengendus Jejak
Kejahatan. Majalah Natural Edisi 11/Th VII/
Agustus 2005. Bandar Lampung.
75
Riwayat Penulis
Wahyu P.P., lahir di Bandung. Pendidikan formalnya
ditamatkan pada Fakultas Sastra Unpad. Selain
menulis karya sastra, ia juga menulis tentang
perkebunan sebab di rumahnya saat ini terkenal
sebagai daerah penghasil sayur, Lembang.
Pengetahuan
tentang
perkebunan
sayur
membuatnya tergerak untuk menulis buku Menanam
Aneka Sayuran (diterbitkan oleh Sarana Purna Invest).
76