Sebelumnya Anda telah mengetahui bahwa kromosom mengandung banyak gen. Selain itu, Anda juga mengetahui bahwa kromosom tersusun atas rantai DNA yang berpilin bersama protein histon. Perkembangan ilmu dan teknologi tentang sel telah membawa manusia pada pengetahuan baru. Kemajuan dalam memahami sel berkembang sekitar tahun 1950-an. Pada saat itu, James Watson dan Francis Crick dapat menjelaskan struktur DNA pada kromosom berdasarkan bukti-bukti yang ada. DNA (Deoxyribonucleic acid) merupakan komponen yang paling penting dalam kehidupan karena sebagai pembawa informasi genetik dari satu generasi ke generasi lain. DNA berkaitan dengan semua aktivitas biologis dan merupakan pusat kajian di dalam sitologi, genetik, biologi molekuler, mikrobiologi, perkembangan biologis, biokimia, dan evolusi.
1. Struktur DNA
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. Apa saja penyusun basa nitrogen itu? 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). Gambar 3.9 berikut menunjukkan struktur kimia basa nitrogen.
Monomer yang terdiri atas fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen disebut nukleotida. Jadi, molekul DNA dapat mengandung ribuan nukleotida (polinukleotida). Adapun 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. Untuk lebih jelasnya, perhatikanlah Tabel 3.3.
| 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 |
Orang yang pertama mengemukakan gagasan tentang struktur tiga dimensional DNA adalah W.T. Atsbury. Ia menyimpulkan bahwa DNA itu sangat padat. Polinukleotida yang menyusunnya berupa timbunan nukleotida pipih yang teratur tegak lurus terhadap sumbu memanjang. Wilkins melanjutkan kristalografi sinar X hasil Atsbury. Wilkins berhasil mempersiapkan serabut-serabut DNA dan dapat dibuat foto melalui difraksi sinar X oleh Rosalind Franklin. Berdasarkan foto yang diambil Rosalind Franklin pada bulan April 1953,
Watson dan Crick mengambil kesimpulan bahwa struktur model DNA terdiri atas dua rantai polinukleotida yang diikat oleh hidrogen di antara basa nitrogen. Ikatan hidrogen antara adenin dan timin dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen. Sementara itu, antara sitosin dan guanin dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen.
2. Fungsi DNA
Secara umum terdapat tiga fungsi dari DNA, yaitu:
1) Pembawa informasi genetis
DNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa informasi genetik makhluk hidup. DNA membawa instruksi bagi pembentukan ciri dan sifat makhluk hidup.
2) Berperan dalam duplikasi diri dan pewarisan sifat
Oleh karena DNA mengandung semua informasi sifat makhluk hidup, ia juga harus memiliki informasi bagi perbanyakan diri (replikasi). Replikasi DNA memberikan jalan bagi DNA untuk diwariskan dari satu sel ke sel lainnya.
3) Ekspresi informasi genetik
Gen-gen membawa informasi untuk membentuk protein tertentu. Proses ini terjadi melalui mekanisme sintesis protein. Proses pembentukan protein ini terjadi melalui proses transkripsi DNA menjadi RNA dan translasi RNA membentuk rantai polipeptida.
3. Susunan Kimia RNA
RNA adalah polimer asam nukleotida dari empat jenis ribonukleotida. Molekul RNA dapat berbentuk pita tunggal atau pita ganda yang tidak terpilin heliks, seperti halnya pada DNA. Setiap pita RNA terdiri atas ribonukleotida (polinukleotida). RNA mengandung gula pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat. Gula pentosanya berupa ribosa. Basa nitrogen purinnya terdiri atas adenin (A) dan guanin (G), sedangkan pirimidinnya terdiri atas sitosin (C) dan urasil (U)
Tabel 3.4 Empat Basa Nitrogen, Ribonukleosida, dan Ribonukleotida dari Molekul RNA
| Basa | Ribonukleosida | Ribonukleotida | Singkatan |
| Adenin (A) | Adenosin | Adenosin monofosfat | AMP |
| Guanin (G) | Guanosin | Guanosin monofosfat | GMP |
| Sitosin (S) | Sitidin | Sitidin monofosfat | CMP |
| Urasil (U) | Uridin | Uridin monofosfat | UMP |
4. Jenis RNA
Pada dasarnya, terdapat dua kelompok utama RNA yang menyusun makhluk hidup, yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik. Apakah perbedaan kedua RNA tersebut?
a. RNA genetik
RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam membawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki oleh DNA. Dengan kata lain, RNA ini berfungsi sebagai DNA. RNA genetik ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, seperti pada
beberapa jenis virus.
b. RNA nongenetik
RNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA nongenetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam selnya terdapat DNA dan RNA.
Berdasarkan letak serta fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi tiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer. 1) RNA duta atau “messenger RNA” (mRNA) merupakan asam nukleat yang berbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA ke ribosom. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein.
2) RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan dengan kodon yang disebut antikodon dan bagian yang berfungsi sebagai pengikat asam amino.
3) RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak dan penyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampai sekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki peranan penting dalam proses sintesis protein.
Komponen penyusun DNA dan RNA memiliki banyak kemiripan. Namun, karena fungsinya berbeda, keduanya juga memiliki beberapa perbedaan, terutama dalam hal letak, struktur, kadar, fungsi, dan komposisi kimianya. Berbagai perbedaan tersebut dapat Anda pelajari pada Tabel
Tabel 3.2 Perbedaan DNA dan RNA
| NO | OBJEK | DNA | RNA |
| 1 | Letak | Inti sel | Inti sel, sitoplasma, ribosom |
| 2 | Bentuk | Pita spiral ganda | Pita tunggal |
| 3 | Komponen gula | Deoksiribosa | Ribosa |
| 4 | Ukuran | Sangat panjang | Pendek |
| 5 | Basa nitrogen | Purin : Adenin, GuaninPirimidin : Sitosin, Timin | Purin : Adenin, GuaninPirimidin : Sitosin, Urasil |
| 6 | Kadar | Tidak dipengaruhi oleh kecepatan sintesis protein | Berubah-ubah menurutkecepatan sintesis protein |
| 7 | Fungsi | Mengendalikan faktor keturunan dan sintesis protein | Sintesis protein |
| Basa | Ribonukleosida | Ribonukleotida | Singkatan |
| Adenin (A) | Adenosin | Adenosin monofosfat | AMP |
| Guanin (G) | Guanosin | Guanosin monofosfat | GMP |
| Sitosin (S) | Sitidin | Sitidin monofosfat | CMP |
| Urasil (U) | Uridin | Uridin monofosfat | UMP |
Sumber Bacaan:
Fictor Ferdinand P, dkk. Praktek Biologi 12 untuk SMA/MA kelas XII: Jakarta. BSE 2009
Rikki Firmansah. Mudah dan Aktif Belajar Biologi: Jakarta. BSE 2009
0 komentar "Perbedaan antara DNA dan RNA", Baca atau Masukkan Komentar
Posting Komentar