Struktur Kimia DNA

Struktur Kimia DNA - DNA dan RNA tersusun oleh nukleotida-nukleotida yang saling terpaut membentuk polinukleotida yang amat panjang. DNA merupakan molekul yang besar (makromolekul) dan terdiri dari dua rantai polinukleotida yang saling berikatan. Setiap nukleotida tersusun atas 3 komponen, antara lain: sebuah basa nitrogen, sebuah gula pentosa yaitu deoksiribosa, dan satu gugus fosfat. Basa nitrogennya meliputi basa purin dan basa pirimidin. Basa purin meliputi guanin (G) dan adenin (A), basa pirimidin meliputi sitosin (C) dan timin (T). Basa nitrogen purin dari heliks, yang satu berpasangan dengan basa pirimidin dari heliks yang lain membentuk struktur yang disebut double helix (heliks atau rantai ganda). Perhatikan Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Struktur sebuah heliks DNA (sebuah untai DNA).

Struktur tersebut disebut juga “rantai ganda Watson- Crick” karena ditemukan oleh James Watson dan Francis Crick. Jika basa purinnya adalah ade nin maka pirimidinnya timin (membentuk ikatan ganda A=T), jika basa purinnya guanin maka pirimidinnya sitosin (membentuk ikatan rangkap tiga G 􀀃 S). Oleh karena itu, untaian rantai ganda bersifat komplementer (basa nitrogen pada rantai yang satu merupakan pasangan basa nitrogen pada rantai lainnya). 

Pada virus bakteriofag T2 (fag T2) tidak terdapat basa sitosin, melainkan basa pirimidin yang menyerupai sitosin. Basa purin pada heliks satu dengan pirimidin heliks pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Pada heliksnya, basa nitrogen berikatan dengan gula pentosa deoksiribosa. Gula pentosa tersebut mengikat gugus fosfat. Basa nitrogen, gula deoksiribosa, dan gugus fosfat membentuk satu molekul nukleotida (Gambar 1.2). Nah, gugus fosfat tersebut menghubungkan antara nukleotida satu dengan yang lain dalam satu rantai atau heliks yang sama. Apabila rantai ganda DNA dapat diibaratkan sebagai sebuah tangga maka ikatan basa purin dengan pirimidin sebagai anak tangganya, sedangkan gula deoksiribosa beserta fosfatnya sebagai ibu tangganya.

Gambar 1.2. Rantai ganda DNA.

Menurut Chargaff (1940), jumlah adenin (A) = timin (T) dan jumlah guanin (G) = sitosin (C). Data sinar X Rosalind Franklin, heliks ganda DNA membentuk satu putaran penuh setiap 3,4 nm panjang heliks ganda. Jarak antara pasangan nukleotida satu dengan nukleotida berikutnya adalah 0,34 nm. Dengan demikian, jumlah pasangan nukleotida setiap satu putaran penuh adalah 10 nukleotida. Perhatikan Gambar 1.3a.

Bagan skematis rantai ganda DNA dapat disederhanakan dengan menggambar gugus fosfat dan deoksiribosa pada sebuah garis. Huruf-huruf yang ada menggambarkan macam basa nitrogennya. Perhatikan

Gambar 1.3b. Nukleotida yang satu dengan nukleotida yang lain berhubungan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester. Ikatan atau hubungan tersebut selalu sama. Artinya, gugus fosfat mengikat residu deoksiribosa pada atom karbon nomor 5 (5´= primer) dan atom karbon nomor 3 (3´ = 3 primer) pada residu deoksiribosa nukleotida berikutnya. Oleh karena itu, polinukleotida DNA merupakan molekul-molekul yang linear. Perhatikan Gambar 1.3c.

Gambar 1.3. (a) Double helix DNA secara skematis, (b) Double helix DNA sederhana , (c) Ikatan fosfodiester DNA

---

Referensi :

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.