Percobaan transformasi dalam bakteri diplococcus pneumonia (pneumococcus) yang dilakukan oleh Griffith pada tahun 1928 telah memberikan keyakinan bahwa DNA benar – benar merupakan bahan genetic.
a) Struktur DNA
Penemu DNA dan RNA adalh seorang ahli kimia berkebangsaan jerman, Frederich Miescher (1869), yang menyelidiki susunan kimia dari nucleus, zat yang mengandung fosfor sangat tinggi dalam nucleus tersebut mula – mula disebut nukleat.
Dengan penelitian lebih lanjut diketahui bahwa asam nukleat tersusun atas nukleotida – nukleotida sehingga merupakan polinukleotida. Satu nukleotida terdiri dari nukleosida dan fosfat (PO4 - ) . sedangkan nukleosida terdiri dari sebuah gula pentose dan sebuah basa nitrogen (purin / pirimidin). Jadi nukleosida adalah nukleotida yang tanpa fosfat, sedang nukleotida adalah nukleosida + fosfat + basa nitrogen.
Asam Deoksiribo Nukleat merupakan molekul kompleks yang dibentuk oleh tiga macam molekul, yaitu:
1. Gula pentose (deoksiribosa)
2. Fosfat (PO4-)
3. Basa nitrogen , yaitu:
a. Purin : guanine (G) dan adenine (A)
b. Pirimidin : Timin (T) dan sitosin (S)
Rumus Bangun Basa Nitrogen
Jadi satu molekul nukleotida yang terdiri dari ikatan gula basa dan fosfat yang menyusun DNA dapat berbentuk:
1. Adenin nukleosida = adenine deoksiribosa fosfat
2. Guanine nukleosida = guanine deoksiribosa fosfat
3. Sitosin nukleosida = sitosin deoksiribosa fosfat
4. Timin nukleosida = timin deoksiribosa fosfat
Berdasarkan hasil penelitian Franklin dan M.H.F wilkins pada DNA dengan menggunakan sinar X , J.D Watson dan F.H.C Crick (1953) mengemukakan suatu model gen, yang terkenal dengan nama double helix(ukir rangkap / tangga berpilin). Mereka akhirnya mendapatkan hadiah nobel pada tahun 1962.
Struktur kimia gen (DNA) menurut Watson – crick yang berupa tangga berpilin /ulir rangkap tersususn atas:
1. Gula dan fosfat sebagai induk tangga
2. Basa nitrogen, dengan pasangan tetapnya sebagai anak tangga:
G dengan S dihubungkan oleh ikatan lemah 3 atom H (Hidrogen).
T dengan A dihubungkan oleh ikatan lemah 2 atom H (hydrogen).
(a) Struktur ulir rangkap(tangga berpilin) (b) susunan pasangan basa DNA (c) Struktur DNA jika tidak mengulir (berpilin)
b) Replikasi DNA
Kemampuan DNA untuk membentuk DNA baru yang sama persis dengan DNA asal (replikasi) disebut kemampuan autokatalik.
Sedangkan kemampuan DNA membentuk molekul kimia lain dari salah satu atau sebagaian rantainya disebut kemampuan heterokatalitik.
Peristiwa reolikasi DNA pertama – tama diselidikipada tahun 1957 oleh taylor dan kawan – kawan dengan menggunakan nitrogen radioaktif N15 yang dilembagakandalam timidin.
Timidin ialah senyawa antara timin dan deoksiribosa, percobaan taylor dan kawan – kawan ini diperkuat oleh penelitian meselson dan stahl (1958) dengan memberikan N dlam bentuk N15O3 pada bakteri Escherichia coli, yang hasilnya ternyata sel – sel anakan yang terjadi mengandung bahan radioaktif itu pula. Cara replikasi DNA berdasarkan percobaan meselson dan sthal ini disebut dengan cara semikonservatif yang banyak diterima oleh sebagian besar ahli biologi. Tiga hipotesis tentang terjadinya replikasi DNA adalah sebagai berikut.
1) Teori konservatif : menyatakan bahwa ulir rangkap (double helix) yang lama tetap (tidak berubah), dan langsung terbentuk ulir rangkap baru.
2) Teori dispersive : menyatakan bahwa ulir rangkap terputus – putus. Lalu potongan – potongan tersebut memisah dan membentuk potongan – potongan baru yang akan bersambung dengan potongan – potongan lama; sehingga kembali menjadi 2 DNA yang sama persis.
3) Teori semi konservatif ; menyatakan bahwa dua pita dari ulir rangkapp memisahkan diri dan tiap – tiap pita yang lama mendapatkan pasangan pita baru seperti pasangannya yang lama, sehingga terbentuklah dua DNa yang sama persis.
Gambar; Tiga macam cara replikasi DNA: (a) teori konservatif, (b) teori dispersive, dan (c) teori semi konservatif.
Replikasi DNA berlangsung pada sel – sel muda , saat interfase (mitosis) . proses replikasi DNA ini melibatkan beberapa enzim antara lain sebagai berikut:
1. Helikase untuk mempermudah membuka ulir rangkap DNA menjadi dua buah ulir tunggal.
2. Polymerase, untuk menggabungkan deoksiribo nukleosida trifosfat.
3. Ligase, untuk menyambung bagian – bagian ulir tunggal DNA yang baru terbentuk.
skema replikasi DNA secara semikonservatif
