DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) 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) yang 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), dan 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.
DNA merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotida yang berulang-ulang. Setiap nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen. Gugus fosfat berfungsi menghubungkan antara molekul gula yang satu dan molekul gula yang lain. Gula pentosa pada nukleotida merupakan gula deoksiribosa karena salah satu atom C-nya kehilangan gugus OH. Molekul gula ini terikat pada basa nitrogen.
Basa nitrogen tersusun atas purin dan pirimidin. Purin tersusun atas guanin (G) dan adenin (A), sedangkan pirimidin tersusun atas timin (T) dan sitosin atau Cytosine (C). Basa-basa nitrogen ini mengadakan persenyawaan kimia dengan gula pentosa membentuk molekul deoksiribonukleosida (nukleosida). Deoksiribonukleosida akan bergabung dengan gugus fosfat untuk membentuk deoksiribonukleotida (nukleotida).
Monomer yang terdiri atas fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen disebut nukleotida. Jadi, molekul DNA dapat mengandung ribuan nukleotida (polinukleotida). Hubungan monomer antara basa nitrogen dan gula pentosa dinamakan nukleosida. Rangkaian nukleosida tersebut terdiri atas empat macam, yang namanya bergantung pada jenis basa nitrogennya. Jika basanya adenin, nama nukleosidanya deoksiadenosin. Jika basanya guanin, namanya deoksiguanosin. Adapun jika basanya timin, namanya timidin, sedangkan jika basanya sitosin, namanya deoksisitidin.
| Basa + Deoksiribosa = Deoksiribonukleosida | Deoksiribosa + Asam Fosfat = Deoksiribonukleotida | Singkatan dari Nukleotida | ||
|---|---|---|---|---|
| 1. | Adenin (A) | Deoksiadenosin | Asam deoksiadenilin (deoksiadenosin monofosfat) | dAMP |
| 2. | Guanin (G) | Deoksiguanosin | Asam deoksiguanilin (deoksiguanosin monofosfat) | dGMP |
| 3. | Sitosin (C) | Deoksisitidin | Asam deoksisitidilin (deoksisitidin monofosfat) | dCMP |
| 4. | Timin (T) | Timidin | Asam timidilin (timidin monofosfat) | TMP |
B. Sifat dan fungsi DNA
Fungsi atau peranan DNA ini sebenarnya tidak sekadar sebagai pembawa materi genetik, melainkan juga menjalankan fungsi yang sangat kompleks pula. DNA merupakan komponen yang ditemukan secara ekslusif di dalam kromosom dan mempunyai sifat dan fungsi, antara lain:
- Merupakan material kromosom sebagai pembawa informasi genetik, melalui aktivitas pembelahan sel.
- Tebalnya 20 Å (Amstrong) dan panjangnya beribu-ribu Å (1 Å = 10-10 meter).
- Dapat melakukan replikasi, yaitu membentuk turunan atau menggandakan diri. DNA hasil replikasi ( DNA anak) memiliki urutan basa yang identik dengan yang dimiliki oleh heliks ganda parental ( DNA induk).
- Pada sel organisme prokariotik (bakteri), DNA berantai tunggal. Pada sel eukariotik, DNA berupa heliks (rantai) ganda.
- Pada suhu mendekati titik didih atau pada pH yang ekstrim (kurang dari 3 atau lebih dari 10), DNA mengalami denaturasi (membuka). Jika lingkungan dikembalikan seperti semula, DNA dapat kembali membentuk heliks ganda, disebut renaturasi.
C. Replikasi DNA
DNA dapat berfungsi sebagai heterokatalis, artinya DNA dapat menyintesis molekul lain, membentuk RNA. DNA juga berfungsi sebagai autokatalitik, artinya DNA mampu membentuk dirinya sendiri. Dengan fungsi otokatalitik, DNA dapat memperbanyak diri melalui suatu proses yang dinamakan replikasi. Replikasi DNA akan menghasilkan DNA baru dari rantai DNA yang telah ada. Proses replikasi ini memerlukan deoksiribonukleosida fosfat dan beberapa enzim (Campbell, et al, 2006: 18).
Enzim nuklease menghidrolisis atau memecah rantai ganda polinukleotida menjadi dua rantai tunggal mononukleotida. Enzim polimerase masingmasing membentuk rantai baru sebagai pasangan rantai polinukleotida yang telah terpisah sehingga terbentuk dua rantai DNA yang baru. Model replikasi ini dikenal sebagai model semikonservatif. Karena setengah dari molekul DNA induk masih tersimpan dalam setiap molekul DNA anakan. Model replikasi ini dikemukakan oleh Watson dan Crick, dan telah dibuktikan melalui penelitian pada tahun 1950-an.
