Struktur DNA

Tim riset Australia belum lama ini menemukan struktur baru DNA manusia. Struktur ini konon berbeda dengan struktur konvensional yang selama ini berlaku dan diakui dunia ilmiah.

Adik-adik tahu, apakah DNA? DNA singkatan dari Deoxyribose Nucleic Acid, merupakah satuan terkecil gen makhluk hidup. Bagaimana dan siapa penemu struktur DNA?  Secara umum, struktur DNA yang konvensional adalah heliks ganda (double helix); tersusun atas basa nitrogen Adenin, Guanin, Timin dan Sitosin; dan merupakan polimer dari monomer nukleotida (fosfat-gula deoksiribosa-basa nitrogen). Adenin dan Guanin termasuk purin. Sedang Sitosin dan Timin tergolong pirimidin.

Menurut Crick & Watson, struktur DNA  heliks ganda tersusun atas dua utas polinukleotida yang saling terhubung oleh ikatan hidrogen yang lemah. Ikatan hidrogen tersebut terbentuk antara dua basa nitrogen, Purin dan Pirimidin, yang saling berpasangan. Adenin (basa purin) berpasangan dengan Timin (basa pirimidin) yang terhubung dengan ikatan rangkap dua, sementara Guanin (basa purin) berpasangan dengan Sitosin (basa pirimidin) yang terhubung dengan ikatan rangkap tiga. Nah, berikut ini struktur molekul dari Adenin dan Guanin, serta Timin dan Sitosin:

Basa nitrogen tersebut terhubung ke suatu gula deoksiribosa pada rantai punggung DNA. Gula deoksiribosa merupakan modifikasi dari gula ribosa, yaitu gula dengan 5 atom karbon, dimana pada atom karbon nomor 2 kehilangan atom oksigennya. Oleh karena itu, gula tersebut dinamakan de-oksi yang berarti kehilangan oksigen. Berikut ini struktur gula deoksiribosa yang terdapat pada struktur molekul DNA:

Pada rantai punggung DNA (DNA backbone), gula deoksiribosa kemudian terhubung dengan suatu gugus fosfat, tepatnya pada atom karbon nomor 5 dari gula deoksiribosa, seperti pada gambar di bawah ini:

Ketiga komponen tersebut, yaitu basa nitrogen, gula deoksiribosa dan gugus fosfat membentuk suatu molekul yang kemudian disebut dengan nukleotida. Selain nukleotida, kita juga mengenal adanya istilah nukleosida, nah letak perbedaan nukleosida dan nukleotida adalah pada ada atau tidaknya gugus fosfatnya. Jika gugus fosfat dihilangkan, maka disebut dengan nukleosida. Jadi, nukleotida adalah gabungan antara nukleosida ditambah gugus fosfat. Gabungan dari berbagai nukleotida akan membentuk suatu polimer yang disebut dengan polinukleotida. Berikut ini struktur nukleotida dan polinukleotida pada struktur DNA:

Polimer tersebut terbentuk akibat ikatan yang terjadi antara gugus fosfat pada satu nukleotida dengan gula deoksiribosa pada nukleotida terdekatnya. Ikatan tersebut tepatnya terjadi antara gugus fosfat dengan atom karbon nomor 3 pada gula deoksiribosa. Ikatan itu disebut dengan ikatan fosfodiester.

Polinukleotida yang terbentuk memiliki arah, yang sebenarnya dikenal dengan polaritas, yaitu dari 5 ke 3 atau dari atas ke bawah. Angka 5 dan 3 tersebut sebenarnya merupakan angka pada penomoran atom karbon pada gula deoksiribosa.

Struktur Heliks DNA

Dua polinukleotida yang berbeda arah kemudian saling bergabung dan terhubung dengan ikatan hidrogen (yang lemah) antara dua basa nitrogen dimana basa purin berpasangan dengan basa pirimidin untuk membentuk suatu struktur heliks ganda yang disebut struktur heliks DNA. Nah, berikut ini gambar struktur DNA yang heliks ganda atau double helix:

Penemu Struktur DNA

Siapa penemu struktur DNA? Yang menemukan struktur DNA untuk pertama kali adalah James Watson, Francis Crick dan Maurice Wilkins.

James Watson adalah warga negara Amerika kelahiran tahun 1928 yang pada usia 18 tahun telah menerima gelar Ph.D pada bidang zoologi dari Universitas Indiana. Sementara Francis Crick adalah seorang warga Inggris kelahiran tahun 1916 yang sangat tertarik pada fisika, kimia dan matematika.

James Watson dan Francis Crick mulai kerja bersama untuk menentukan struktur DNA pada tahun 1949 di Cavendish Laboratory di Universitas Cambridge. Dan, Maurice Wilkins adalah seorang ilmuwan asal Selandia Baru yang menerima gelar Ph.D nya pada bidang fisika.

Pada tahun 1950-1952, Wilkins bersama Raymond Gosling dan Rosalind Franklin meneliti struktur DNA dengan menggunakan sinar-X. Berbekal hasil  kolaborasinya, Wilkins kemudian memulai kerjasamanya bersama Watson dan Crick dalam menentukan struktur DNA hingga mereka menemukan struktut double-helix. Atas jasanya, mereka bertiga dianugerahi Nobel Kedokteran tahun 1962.

Dedi Junaedi