DNA Dan RNA [PDF]

Citation preview

MAKALAH BIOLOGI STRUKTUR KIMIAWI DNA dan RNA



Disusun oleh: DINI EKA PRATIWI DWICHA NOVALENTIA KHORI DEA NADILA MASAHUL MUTHAHIRA PUTRI BIRANDA BATUBARA SARMILA EKA PUTRI SITI SANIA FACHRANI



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN



UNIVERSITAS RIAU A. DNA 1) Pengertian DNA Sebelum memulai lebih jauh, kita harus tahu terlebih dahulu definisi dari DNA. Banyak para ahli yang mengutarakan pendapatnya. Akan tetapi, intinya tetap sama yaitu DNA ((Deoxyribonucleic acid) merupakan tempat penyimpanan informasi genetic dari semua makhluk hidup. DNA tersusun atas rangkaian nukleotida yang berupa gula deoksiribosa, gugus fosfat dan basa nitrogen. Basa nitrogen DNA terdiri dari golongan purin, yaitu adenine dan guanine, serta golongan pirimidin yaitu timin dan sitosin. DNA berkaitan dengan semua aktifitas biologis dan merupakan pusat kajian di dalam sitologi, genetic, biologi molekuler, mikrobiologi, perkembangan biologis, biokimia dan evolusi. Jadi, DNA adalah wadah dari semua informasi genetic dari makhluk hidup. Informasi tersebut dapat berupa sifat, cirri khas, warna kulit, warna rambut, mata dsb. DNA tidak hanya ada pada manusia, akan tetapi pada hewan dan tumbuhan juga terdapat DNA. 2) Struktur DNA Menurut ilmuwan ternama James Watson dan Francis Crick (1953) yang menemukan struktur dari DNA bukanlah bulat, lonjong atau segitiga sama kaki. Tetapi DNA itu makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang  ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA heliks ganda (double helix) dan berpilin ke kanan. 



STRUKTUR DNA Gambar diatas menjelaskan bagaimana struktur dari DNA.  Setiap nukleotida yang menyusun DNA terdiri atas : a) Gula 5 karbon (2 deoksiribosa) Basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin yaitu adenine (A) dan guanine (G) serta golongan pirimidin yaitu cytosine (C) dan thymine (T). b) Gugus fosfat Baik purin atau pirimidin yang berikatan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan precursor elementer untuk sintesis DNA.



SUSUNAN BASA NITROGEN DNA Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata. Persentase keempat basa nitrogen berbeda dari satu spesies dengan spesies lainnya. Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenine (A) selalu sama dengan jumlah Timin (T). Begitu pula dengan Guanin (G) dan Sitosin (C).  Adenine (A) selalu berpasangan dengan Timin (T) dan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanine (G) melalui ikatan hydrogen. Adenine dan timin membentuk dua ikatan hydrogen  (A=T) sedangkan sitosin dan guanine membentuk 3 ikatan hydrogen (C ≡ T). Jika kita perhatikan gambar diatas, dapat disimpulkan bahwa Adenin (A) akan selalu berpasangan dengan Timin (T). Sedangkan Sitosin (C) selalu berpasangan dengan Guanine (G). Basa-basa nitrogen ini diikat oleh basa komplementer yang membentuk ikatan hydrogen dan mengikat kedua unsur DNA heliks ganda secara bersamaan.



Gambar : Struktur umum deoksiribonukleotida pada DNA.



3) Fungsi DNA Seperti yang telah kita ketahui sebelumnya salah satu fungsi DNA yaitu sebagai wadah atau tempat penyimpanan informasi genetic dari makhluk hidup. Ternyata, selain fungsi tersebut, ada 3 fungsi lainnya yang terdapat pada DNA. Diantaranya yaitu: 1. Sebagai pembawa informasi genetic DNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa informasi genetic makhluk hidup seperti ciri dan sifat makhluk hidup. Contohnya yaitu, kita membawa sifat dan cirri khas dari orang tua kita. Ciri dan Sifat itu dapat



berupa warna mata, warna kulit bentuk wajah dsb. Lalu bagaimana jika kita tidak memiliki cirri dan sifat dari orang tua kita? Lalu bagaimana kalau kedua orang tua teman-teman berkulit putih sedangkan teman-teman berkulit coklat? Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, DNA tidak hanya membawa sifat dan cirri dari orang tua kita. DNA juga dapat menurunkan sifat dari generasi sebelum orang tua kita. Contohnya dari kakek, paman, bibi bahkan kakek buyut kita. Asalkan memiliki hubungan darah ada kemungkinan sifat itu diturunkan ke generasi selanjutnya. 2. Berperan dalam duplikasi diri dan pewarisan sifat Duplikasi diri atau Replikasi DNA nenpunyai peran penting bagi DNA untuk mewariskan sifat dari satu sel ke sel lainnya. 3. Ekspresi informasi genetic 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. 4) Sifat DNA Selain memiliki fungsi, DNA juga memiliki beberapa sifat diantaranya yaitu: a) Jumlah DNA konstan dalam setiap jenis sel dan spesies. Konstan dalam artian tetap dan tidak berubah jumlahnya. Contohnya Jumlah DNA pada kucing berbeda dengan jumlah DNA pada Anjing. Begitupun dengan jumlah DNA pada manusia dan primate berbeda jumlahnya. b) Kandungan DNA dalam sel bergantung pada sifat ploidi (genom) sel atau jumlah kromosom di dalam sel. c) Bentuk DNA pada sel eukariotik adalah seperti benang dan tidak bercabang, sedangkan DNA pada sel Prokariotik, mitokondria dan plastida berbentuk sirkuler.



5) Proses Terbentuknya DNA Proses terbentuknya DNA itu diawali dengan Replikasi DNA. Proses ini memerlukan bahan baku deoksiribonukleatida, enzim dan nukleotida. Proses replikasi DNA akan menghasilkan rantai DNA baru yang sama. Replikasi diawali dengan terbukanya pilinan dan pemisahan rantai oleh enzim helikase sehingga terbentuk dua pita tunggal. Kedua pita tersebut berfungsi sebagai cetakan DNA baru dengan bantuan enzim polymerase. DNA polymerase dapat mensintesis DNA baru dengan arah 5’→ 3’ . Oleh karena itu, dalam pembentukan DNA baru akan terdapat pembentukan pita yang kontinu dan diskontinu. Pita DNA kontinu terbentuk dari arah  5’→ 3’ tanpa terputus. Pita DNA diskontinu akan terbentuk dari arah 3’→ 5’ terputus-putus. Pembentukannya diawali pembentukan RNA primer oleh primase dan diteruskan oleh DNA polymerase membentuk fragmen DNA disebut fragmen Okazaki. RNA primer akan digantikan DNA bersamaan dengan penyambungan fragmen Okazaki oleh enzim ligase. Akibatnya terbentuk pita DNA baru yang utuh. Terdapat 3 hipotesis mengenai proses replikasi DNA, diantaranya yaitu: 1. Konservatif Menurut model replikasi konservatif, semua pita DNA double helix berfungsi sebagai cetakan. Proses tersebut menghasilkan sebuah pita DNA double helix baru. 2. Semikonservatif Model ini menjelaskan, setelah pita terurai menjadi pita tunggal, setiap pita berfungsi sebagai cetakan. Setiap pita tunggal membentuk pita pasangannya sehingga terbentuk 2 pita double helix.



3. Pita spiral (double helix) terputus-putus Kemudian potongan DNA tersebut membentuk dua pita baru. Potongan DNA lama akan bersambungan dengan DNA baru pada kedua pita double helix baru tersebut. B. RNA 1) Struktur RNA Molekul RNA mempunyai bentuk yang berbeda dengan DNA. RNA memiliki bentuk pita tunggal dan tidak berpilin. Tiap pita RNA merupakan polinukleotida yang tersusun atas banyak ribonukleotida. Tiap ribonukleotida tersusun atas gula ribosa, basa nitrogen, dan asam fosfat. Basa nitrogen RNA juga dibedakan menjadi basa purin dan basa pirimidin.  Basa purinnya sama dengan DNA tersusun atas adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidinnya berbeda dengan DNA yaitu tersusun atas sitosin (C) dan urasil (U).



Gb. Struktur RNA Tulang punggung RNA tersusun atas deretan ribosa dan fosfat. Ribonukleotida RNA terdapat secara bebas dalam nukleoplasma dalam bentuk nukleosida trifosfat, seperti adenosin trifosfat (ATP), guanosin trifosfat (GTP), sistidin trifosfat (CTP), dan uridin trifosfat (UTP). RNA disintesis oleh DNA di dalam inti sel dengan menggunakan DNA sebagai cetakannya. 2) Jenis RNA a) RNA duta (RNA d) atau messenger RNA (RNA m) RNA d dibentuk dalam nukleus dan akan dikeluarkan menuju sitolasma sebagai pembawa informasi dari DNA untuk membentuk protein tertentu. Dalam RNA d terdapat rangkaian 3 basa nitrogen yang disebut kodon, yang akan berpasangan dengan antikodon pada RNA t. b) RNA transfer (RNA t) RNA t terletak pada sitoplasma dan akan membawa asam amino khusus sebagai bahan pembentuk protein. Antikodon pada RNA t akan berpasangan dengan kodon pada RNA d. Setelah terbentuk ikatan kodon dan antikodon, asam amino akan dilepaskan sebagai bahan baku protein. c) RNA ribosom (RNA r) RNA r merupakan struktur yang membentuk organel ribosom tempat terjadinya pembentukan prtein. Ribosom terbentuk dari gabungan antara RNA r dengan protein-protein tertentu. 3) Fungsi RNA a) Sebagai penyimpan informasi 



b) Sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena berlaku untuk organisme hidup.  Berikut merupakan perbandingan antara struktur DNA dan struktur RNA



C. PERBEDAAN DNA DAN RNA 1. Rantai Nukleotida RNA dam DNA memiliki perbedaan pada rantai nukleotida. DNA memiliki rantai nukleotida ganda atau doublehelixatau doublestranded. Sedangkan RNA memiliki rantai nukleotida tunggal atau singlestranded.



2. Basa pirimidin Jika dilihat dari kandungan basa pirimidin, DNA mengandung sitosin dan juga timin sedangkan RMA mengandung sitosin dan juga urasil.



3. Gula pentosa



DNA mengandung deoksirikbisa, sedangkan RNA mengandung ribosa.



4. Ukuran DNA memiliki ukuran yang besar dan merupakan bagian dari kromosom sedangkan RNA memiliki ukuran yang relatif lebih kecil



5. Letak Letak DNA sebagian besar berada di inti, namun ada juga di plastida dan mitokondria pada tumbuhan. Sedangkan letak RNA sendiri hanya berada di sitoplasma



6. Jenis DNA hanya memiliki jenis DNA saja, sedangkan RNA memiliki jenis, yaitu mRNA, tRNA, dan juga rRNA.



7. Fungsi DNA memiliki hubungnan yang sangat erat dengan pengendalian dari faktor keturunan dan juga sintesis darah. Sedangkan RNA sendiri memiliki hubungan yang sangat erat dengan sintesis protein, perubahan kadar dan kecepatan sintesis protein.



Perbedaan



DNA



RNA



Bentuk



rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks)



rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin



Fungsi



Mengendalikan faktor keturunan dan sintesis protein



Mengendalikan sintesis protein



Letak



di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria



di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria



Komponen Gula



Deoksiribosa



Ribosa



Ukuran



Panjang



Pendek



Jenis Basa Nitrogen



Purin (adenin dan guanin) gugus fosfat. dan Pirimidin (sitosin dan timin)



Purin (adenin dan guanin) dan Pirimidin (sitosin dan urasil)



Kadar



Tetap



Berubah