DNA

Struktur DNA

            DNA adalah dasar kimia dari hereditas. DNA tersusun atas empat unit monome yaitu deoksiadenilat, deoksiguanilat, deoksistidinilat, dan deoksitimidilat. Unit-unit ini dipertahankan dalam bentuk polimerik melalui jembatan 3’-5’ fosfodiester yang menyusun untai DNA. Kandungan informasi DNA terletak dalam rangkaian tempat tersusunnya monomer-monomer deoksiribonukleotida purin dan pirimidin. Polimer  ini memiliki polaritas dari 5’ ke 3’ dengan salah satu ujungnya mempunyai  gugus teminal 5’ hidroksil atau fosfat, sedangkan ujung yang lain mempinyai moietas 3’fosfat atau hidroksil. DNA tersusun  atas basa nitrogen purin dan pirimidin, dimana basa purin yaitu basa Adenin (A) dan Guanin (G), sedangkan basa pirimidin yaitu Sitosin (C) dan Timin (T). Karena informasi genetik terletak pada urutan unit monomer di dalam polimer, perlu suatu mekanisme untik mereproduksi atau mereplikasi informasi spesifik ini dengan derajat ketepatan yang tinggi. Persyaratan tersebut bersama dengan data difraksi sinar X dari molekul DNA  serta pengamatan Chargaff bahwa dalam molekul DNA konsentrasi dari ukleotida Adenin (A) sama dengan konsentrasi nukleotida Timidin (T) (A=T), serta konsentrasi nukleotida Guanin sama dengan konsntrasi nukleotida Sitosin (C) (G=C). Sehingga Watson, Crick dan Wilkins mengajukan usulan tentang model molekul DNA beruntai ganda yang berpilin atau double heliks.

            Kedua untai pada molekul untai dna ini dipertahankan oleh ikatan hidrogen diantara basa purin dan pirimidin molekul linier yang bersesuaian. Pembentukan pasngan diantara nukleotida puri dn pirimidin untai yang berlawanan bersifat sangat spesifik  dan bergantung  pada pembentukan ikatan hidrogen Adengan T dan G dengan C. Dalam molekul beruntai ganda, restriksi yang tejadi akibat rotasi disekliling ikatan fosfodiester, lebih disukai kofigurasi anti daripada ikatan glikosidat dan tautomer dominan keempat jenis basa (A T G C )sehungga memungkinkan A hanya berpasangan dengan T dan G berpasangan dengan C.

Kedua untai molekul heliks ganda ini yang masing- masing mempunyai polaritas bersifat atiparalel; yaitu satu untai DNA berjalan dari arah 5’ ke 3’ sementara untai yan lain dari arah 3’ ke 5’.

Pada molekul DNA beruntai ganda, infoaermasi genetik terletak pada rangkaian nukleotida satu untai, yait untai cetakan (template strand). Untai ini merupakan untai DNA yang disalin saat sintesis asam nukleat. Kadang- kadang untai cetakan ini disebut sebagai untai bukan pengkode (non-coding strand). Untai yang terletak berlawanan dianggap sebagai untai pengkode (coding strand) karena bersesuaian, kecuali untiuk perubahan T menjdi U dengan transkrip RNA yang mengkodekan  protein gen tersebut.

Pengamatan pada struktur DNA terlihat adanya alur utama (major group) dan alur tambahan (minor group) yang terpilin disepanjang molekul sejajar dengan tulang punggung fosfodiester.

            Pada sebagian organisme eperti bakteri, bakteriofage, dan banyak virus hewan yang mengandung DNA, ujung-ujung molekul DNA menggabung menjadi stu sehingga terbentuk suatu lingkaran tertutup tanpa ujung termnal. Bentuk ini tidak saja menghancurkan polaritas molekul tersebut, tetapi juga menghilangkan semua gugus 3’ serta 5’ hidroksil dan fosforil bebas. Lingkaran tertutup ini terdapat dalam bentuk kendur ataupun bentuk superkoil. Supekoil terbentuk apabila suatu lingkaran tertutup terpuntir disekeliling sumbunya sendiri atau apabila bagian linier DNA dupleks yang ujungnya terikat, terpuntir. Proses yang memerlukan energi ini membuat molekul DNA berada dalam tekanan, dan semakin besar jumlah superkoil, semakin besar pula tekanan ataupun torsinya. Superkoil  negatif terbentuk apabila molekul DNA terpuntir dalam arah yang berlawanan arah jarum jampada heliks ganda DNA. DNA seperti ini dikatakan kurang terpilin ( undrwound). Salah satu bentuk transisi dari DNA adalah proses pemisahanuntai yang mrupakan persyaratan bagi replikasi dan transkripsi. Enzim yang mengkatalisis perubahan topologi DNA adalah topoisomerase. Topoisomerase dapat mngendurka atau menyisipkan superkoil.