DNA dan RNA

A.     Defenisi  DNA dan RNA

DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik

Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut dioksiribonukleat (DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut asam ribonukleat (RNA).

DNA dan RNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan fisika yang sama sebab antara unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama yaitu melalui jembatan fosfodiester antara posisi 3′ suatu mononukleotida dan posisi 5′ pada mononukleotida lainnya(Harpet, 1980).

Asam-asam nukleat seperti asam dioksiribosa nukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA) memberikan dasar kimia bagi pemindahan keterangan di dalam semua sel. Asam nukleat merupakan molekul makro yang memberi keterangan tiap asam nukleat mempunyai urutan nukleotida yang unik sama seperti urutan asam amino yang unik dari suatu protein tertentu karena asam nukleat merupakan rantai polimer yang tersusun dari satuan monomer yang disebut nukleotida (Dage, 1992).

Dua tipe utama asam nukleat adalah asam dioksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul RNA, satu tipe RNA, yaitu messenger RNA(mRNA), meninggalkan inti sel dan mengarahkan tiosintesis dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode DNA-nya(fessenden, 1990).

B.     Perbedaan DNA dan RNA

Bentuk penuh DNA adalah asam deoksiribonukleat, dan dianggap sebagai blok bangunan dari segala bentuk kehidupan. Semua organisme hidup memiliki DNA dan RNA. DNA dan RNA yang berbeda satu sama lain dalam ukuran, bentuk, struktur, fungsi dan lokasi. DNA dan RNA bersama-sama membentuk struktur spiral ganda.

DNA memiliki struktur heliks ganda, yang panjang dan berisi rantai panjang nukleotida. DNA ketika mengulurkan bisa sepanjang enam meter. Padahal, RNA merupakan rantai nukleotida lebih pendek dan juga merupakan struktur heliks. The nukleotida yang menyusun DNA Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosina. Mereka diwakili dengan huruf seperti A, G, T dan C yang merupakan huruf pertama dari nama-nama nucleobases. Sekuens DNA tipikal digambarkan dalam bentuk ATTGCTGAAGGTGCGG.

DNA diukur berdasarkan jumlah pasangan basa itu. Dalam satu tubuh manusia, jika struktur DNA semua ditulis dengan menggunakan huruf-huruf dalam format tersebut, maka akan mengisi 4 ribu buku, masing-masing 500 halaman. Hal ini karena struktur DNA dari masing-masing begitu lama.

Meskipun banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan dengan DNA, antara lain yaitu(Poedjiati, 1994):

1.     Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa.

2.     Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda, bentuk molekul RNA berupa rantai tunggal yang terlipat, sehingga menyerupai rantai ganda.

3.     RNA mengandung basa adenin, guanin dan sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA mengandung urasil.

4.     Jumlah guanin dalam molekul RNA tidak perlu sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama dengan urasil.

Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita dapat menyimpulkan beberapa perbedaan antara DNA dengan RNA sebagai berikut :

Komponen :

Gula pada DNA deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa Basa nitrogen :

·        purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan Guanin

·        Pirimidin — DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin

Bentuk :

·        DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks)

·        RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin

Letak :

·        DNA terletak di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria

·         RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria

Kadar:

·        DNA tetap

·        RNA tidak tetap

C.     Ukuran DNA dan RNA

Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal. Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman, RNA merupakan pita double namun tidak terpilih sebagai spiral.

D.    Struktur DNA dan RNA

Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat.DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida. Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

1.      Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)

Gula yang menyusunnya bukan dioksiribosa, melainkan ribosa.

2.      basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanine =  G ), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine= T)

Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin seperti DNA, tetapi urasil.

3.      gugus fosfat

E.     Lokasi

DNA pada umumnya terdapat di kromosom, sedangkan RNA tergantung dari macamnya, yaitu:

1.      RNA d(RNA duta), terdapat dalam nukleus, RNA d dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus.

2.      RNA p(RNA pemindah) atau RNA t(RNA transfer), terdapat di sitoplasma.

3.      RNA r(RNA ribosom), terdapat didalam ribosom.

F.      Fungsi

DNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu:

1.      RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel.

2.      RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.

3.      RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.

Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.

Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk 'triplet', tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat ekspresi genetik untuk keterangan lebih lanjut.

Penelitian mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori 'dunia RNA', yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.

G.    Cara Menentukan DNA dan RNA

Ada beberapa cara untuk menentukan DNA dan RNA, yaitu (Frutan and Sofia, 1968):

1.      Jaringan hewan dan alkali hangat

RNA akan terpecah menjadi komponen-komponen nukleotida yang larut dalam asam. DNA sulit dipecah atau dirusak oleh alkali.

2.      Metode Schnider

Jaringan dan asam trikloro asetat panas dan diperkirakan DNA dapat diuji oleh reaksi kalorimetri dengan difenilanin, yang mana akan bereaksi dengan purin dioksiribosa dan tidak bereaksi dengan purin ribosa.

3.      Metode Feligen

Fuchsin sulfurous acid akan berwarna merah dengan DNA, dan tidak dengan RNA. Reaksi ini diterapkan untuk mempelajari distribusi RNA dan DNA didalam bagian-bagian sel.

4.      Secara Spektroskopi

Pengaukuran absorbsi cahaya oleh RNA dan DNA pada 260nm dimana spektra cincin purin dan pirimidin asam nukleat menunjukkan maksimal.

Tiga bentuk utama RNA yang terdapat didalam sel adalah mRNA(messenger RNA), rRNA  (ribosa RNA), dan tRNA (transfer RNA). Tiap bentuk RNA ini mempunyai berat molekul dan komposisi yang berlainan, tetapi khas untuk tiap macam bentuk RNA.
Semua RNA terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida. Pada sel bakteri, hampir semua RNA ada di dalam sitoplasma. Disel hati kira-kira 11% terdapat dalam nukleus(terutama mRNA), sekitar 15% dalam mitokondria, lebih dari 50% dalam ribosom, dan kira-kira 24% dalam strosol