Pengertian DNA Lengkap!

DNA

·         Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA  adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun organisme.

·         DNA ditemukan di dalam kromosom inti.

·         Setiap mahluk hidup mengandung DNA yang berbeda.

·         DNA sering dihubungkan dengan istilah kode kehidupan karena mengandung informasi yang diperlukan untuk membentuk dan mengontrol bentuk fisik dan proses kimia dari setiap bagian tubuh mahluk hidup.

·         Penyusun atom molekul DNA adalah atom karbon berwarna hitam, oksigen merah, nitrogen biru, fosfor hijau, dan hidrogen putih.

·         DNA mengandung 3 komponen utama, yaitu gula deoksiribosa, fosfat, dan basa nitrogen yang terdiri atas adenin, timin, guanin, sitosin.

·         DNA memiliki sifat :

a.         Mampu melakukan replikasi dengan mengarahkan pembuatan salinan dirinya sendiri.

b.         Mampu melakukan mutasi (perubahan kimia) dan memindahkan perubahan perubahan tersebut kepada generasi berikutnya.

c.         Mampu menyimpan informasi yang menentukan sifat-sigat sel dan mahluk hidup.

d.        Mampu menggunakan informasi yang disimpannya untuk melangsungkan sintesis protein struktural dan protein pengatur esensial untuk kerja sel atau mahluk hidup.

·         Ribosa, atau D-ribosa, adalah sebuah aldopentosa — sebuah monosakarid yang terdiri dari lima atom karbon, dan termasuk sebuah gugus fungsional aldehida dalam bentuk linearnya. Ribosa memiliki formula kimia C₅H₁₀O₅, dan ditemukan pada 1905 oleh Phoebus Levene. Sebagai sebuah komponen RNA yang digunakan untuk transkripsi genetika, ribosa sangat penting bagi makhluk hidup. Dia berhubungan dengan deoksiribosa, yang merupakan komponen dari DNA. Ribosa juga komponen dari ATP, NADH, dan beberapa kimia lainnya yang sangat penting bagi metabolisme.

STRUKTUR DNA

·         Hasil penelitian telah berhasil mengembangkan teori tentang struktur DNA.

·         Teori struktur DNA berhasil dianalisis oleh Erwin Chargaff (1949) menggunakan teknik kromatografi (Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen (berupa molekul) yang berada pada larutan. Molekul yang terlarut dalam fase gerak, akan melewati kolom yang merupakan fase diam. Molekul yang memiliki ikatan yang kuat dengan kolom akan cenderung bergerak lebih lambat dibanding molekul yang berikatan lemah.)

·         Ia menemukan bahwa jumlah kandungan adenin sama dengan timin sedangkan guanin sama dengan sitosin.

·         Hasil penemuan tersebut menghasilkan suatu aturan yang dinamakan aturan Chargaff yang menyatakan bahwa :

a.         Jumlah A, T, G, dan S dalam DNA bervariasi dari spesies ke spesies.

b.         Untuk setiap spesies A=T dan G=S

·         Hasil percobaan lain dengan menggunakan sinar X oleh Rosalin Franklin (1953), murid dari Maurice H.F. Wilkins di King’s College, London menunjukkan bahwa bentuk DNA adalah spiral (heliks).

·         Penemuan-penemuan diatas telah menarik perhatian James D. Watson (ahli biologi Amerika Serikat) dan Francis H.C. Crick (ahli biofisika Inggris) untuk membuat model struktur DNA tahun 1953.

·         Mereka tahu bahwa DNA merupakan polimer nukleotida, tapi belum tahu susunan nukleotida dlm molekul DNA.

·         Akhirnya mereka membuat suatu hipotesis berupa model Watson-Crick yaitu :

a.         DNA berbentuk heliks ganda (double helix) atau disebut DNA dupleks. Jika heliks diluruskan, maka akan berbentuk seperti tangga.

b.         Dalam satu molekul DNA, utai gula-fosfat terletak disebelah luar dan berperan sebagai tulang punggung atau induk tangga. Untai basa yang terletak di sebelah dalam merupakan anak tangga.

	·         Diameter heliks    : 2 nm ·         Jarak setiap pasang basa   : 0,34 nm ·         Jarak setiap pilinan penuh heliks ganda   : 3,4 nm ·         Pola pasangan basa : A = T, G = S ·         Basa C sama dengan S, yaitu sitosin

 

c.         1 molekul DNA disusun 2 rantai polinukleotida. Basa dari kedua rantai tersebut berpasangan sesuai aturan chargaff (A-T dan G-S) yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Pasangan basa itu deisebut pasangan basa komplementer karena saling melengkapi satu dengan yang lain, sehingga bada purin selalu terikat dengan pirimidin.

d.        Dua heliks rantau nukleotida terpilin dalam 1 sumbu membentuk heliks ganda mengarah ke kanan. Basa purin dan pirimidin menuju ke pusat heliks ganda sehingga arahnya selalu berhadapan.

·         Gugusan gula yang tedapat dalam DNA adalah 5-karbon deoksiribosa. Tiap kelompok fosfat terdiri atas atom fosfor dengan 4 atom oksigen yang terikat terhadapnya.

·         Kedua rantai polinukleotida yang membentuk molekul DNA bersifat antiparalel. Nukelotida yang berurutan satu dengan yang lain distukan oleh ikatan fosfodiester 3      5, sedangkan pasangan nukleotida komplementernya disatukan oleh ikatan fosfodiester 5

      3.

Penggunaan DNA dalam teknologi

Penggunaan DNA Dalam Tehnologi.

1. 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. 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.

2. 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. Dalam aplikasi lainnya seperti editor text, bahkan algoritma sederhana untuk masalah 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 DNA, 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.

KERAGAMAN MOLEKUL DNA

(persis pleeek buku)

REPLIKASI DNA

·           Replikasi DNA adalah proses penggandaan rantai ganda DNA. Replikasi DNA merupakan replikasi semikonservatif karena setiap heliks yang terbentuk terdiri atas rantai polinukleotida lama dan baru.

·           Cara replikasi ini diungkapkan oleh Mattew Meselson dan Franklin Stahl (1958)

·           Replikasi terjadi sebelum sel membelah.

·           Proses replikasi terdiri dari 2 :

a.    Pelepasan (proses lepas dari ikatan) heliks ganda menjadi utasan tunggal dan pembentukan percabangan replikasi.

b.    Sintesis rantai polinukleotida

·           Yang pertama PELEPASAN HELIKS GANDA

Pelepasan dimulai dari titik awal replikasi dengan bantuan enzim DNA polimesare.

Kerusakan DNA

Kerusakan DNA

Kerusakan DNA, akibat faktor perserikatan dan proses metabolis normal dalam sel, berlaku pada kadar 1000 hingga 1.000.000 luka molekul setiap sel setiap hari. 1) sungguhpun ini hanyalah 0.000165% dari pada genom manusia yang dianggarkan 6 billion asas (3 billion pasangan asas), luka tidak dibaiki dalam gen penting (seperti gen pemendam tumor) mampu melumpuhkan keupayaan sel bagi meneruskan fungsi dan meningkatkan kemungkinan pembentukan timor.

Sejumlah besar kerusakan DNA memberi  kesan kepada struktur utama helix berkembar, yaitu asas itu sendiri diubah secara kimia. Pengubahan ini seterusnya mengganggu struktur helix biasa dengan memperkenalkan ikatan kimia bukan-asal atau tambahan lain (bulky adducts) yang tidak sesuai dengan helix berkembar piawaian. Tidak seperti protein dan RNA, DNA biasanya tidak memiliki struktur berlapis (tertiary structure) dan dengan itu kerusakan atau gangguan tidak berlaku pada aras tersebut. DNA, sebaliknya supergulung dan bergulung sekitar protin dibungkus yang dikenali sebagai histone, dan kedua struktur terdedah kepada kesan kerusakan DNA.

Pemulihan DNA Dan Barah

Mutasi diwarisi yang memberi kesan kepada gen pemulih DNA berkait rapat dengan resiko barah pada manusia. Barah kolorektal Nonpoliposis diwarisi (hereditary nonpolyposis colorectal cancer) (HNPCC) berkait rapat dengan mutasi khusus dalam laluan pemulihan salah pasang DNA. BRCA 1 dan BRCA 2, dua mutasi terkenal memberikan resiko penyakit barah payu darah yang tinggi kepada pembawa, keduanya dikaitkan dengan sejumlah besar laluan pemulihan DNA, terutamanya NHEJ dan pengabung homologous.

Prosedur terapi barah seperti kemhoterapi dan radiotherapy berfungsi dengan melapisi keupayaan sel bagi membaiki kerusakan DNA, menyebabkan kematian sel. Sel yang membagi dengan pantas pada kebiasaannya sel  barah-biasanya mendapat kesan yang dikehendaki. Kesan sampingan  adalah sel bukan barah lain tetapi membagi dengan pantas seperti sel stem (stem cell) dalam sum-sum tulang turut terjejas. Rawatan barah moden cuba menghadirkan kerusakan DNA kepada tisu dan sel yang berkait dengan barah, sebagai Hukum Ekivalen Chargaff;

• Jumlah purin sama dengan primidin
• Banyaknya adenine sama dengan timin, juga jumlah glisin sama dengan sitosin

DNA terbentuk dari empat tipe nukleotida, yang berikatan secara kovalen membentuk rantai polinukleotida (rantai DNA atau benang DNA) dengan tulang punggung gula fosfat tempat melekatnya basa-basa. Dua rantai polinukleotida saling berikatan melalui ikatan hydrogen antara basa-basa nitrogen dari rantai yang berbeda. Semua basa berada di dalam double helix dan tulang punggung gula-fosfat berada di bagian luar. Purin selalu berpasangan dengan primidin (A-T,G-C). perpasangan secara komplemen tersebut memungkinkan pasangan basa dikemas dengan susunan yang paling sesuai. Hal ini bisa terjadi bila kedua rantai polinukleotida tersusun secara antiparalel.

Untuk memaksimumkan pengemasan pasangan basa  tersebut, kedua tulang punggung gula-fosfat tersebut berpilin membentuk double helix, dengan satu putaran komplementer setiap 10 pasang basa. Polaritas dari rantai DNA ditunjukkan dengan sebutan ujung 5` dan ujung 3`. Arah pembacaan basa nukleotida dari ujung 5` menuju ujung 3`.

Mencegah Kerusakan DNA

Mengonsumsi Air Putih Bisa Mencegah Kerusakan DNA

Air memiliki manfaat yang sangat banyak. Sebuah penelitian pada Oktober 1994 yang dilakukan oleh Alfred G. Gilman dari Universitas  Texas Southwestern Medical Center dan Martin Rodibell of the National Institute of Environmental Health Sciences menerima hadiah Nobel atas karyanya mengenai bagaimana sel tubuh berkomunikasi satu sama lain dengan mengirimkan sinyal radio.

Sejumlah ilmuwan ternama termasuk Dr Lorenzen mendemonstrasikan sinyal yang difasilitasi oleh cincin air yang ada di dalam sel semua mahluk hidup. Pemenang Nobel David Baltimore seorang ahli biologi molekular di Universitas Rockefeller, New York, Amerika Serikat (AS).

Ia mengatakan, sinyal yang dipancarkan oleh interaksi biokimia dan akan selalu dicari karena adanya kontrol tingkah laku dari sel.

Robert Bell,Kepala Departeman  Molecular Cancer Biology di Universitas Duke menyatakan jika sinyal yang ditransmisikan merupakan konsep tunggal paling penting di dunia biologi modern dan pengobatan.

Kini diketahui air memiliki peranan penting dalam komunikasi sel dan juga ribuan fungsi metabolisme dan sel tidak seperti karton atau lingkaran kecil nukleus yang pernah dipikirkan sebelumnya.

Dalam sejarah dari salah satu pemenang Nobel bernama Henri Coanda menemukan arus dinamika serta ratusan hak paten lainnya menjadi terpancing dengan air minum di dataran tinggi Hunza di Pegunungan Karakorum, di sebelah utara Pakistan di mana masa jangka waktu hidup antara 120 hingga 140 tahun.

Sejumlah ilmuwan juga mempelajari Ultimate Mega H- secara signifikan akan memperbaiki absorsi nutrisi antar-sel dan juga menyiapkan transfer eletron untuk pemberian energi.

Salah satunya adalah Ultimate Mega H- bisa memberikan proteksi dari kerusakan DNA dan ini terdapat dalam komponen air

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 enzim helikase yang dapat mengenali titik-titik tersebut, dan enzim girase 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.