Pengertian, Ciri, Fungsi, dan Struktur DNA – Materi Biologi Kelas 12

Mempelajari materi Biologi kelas 12 tentang pengertian, ciri, fungsi, struktur dan komponen DNA.

Sobat Zenius, elo pernah lihat satu keluarga yang semua anggotanya berbadan tinggi besar? Atau, seorang anak yang punya wajah mirip banget sama orang tuanya? Kira-kira, kenapa itu bisa terjadi?

Yup, elo nggak salah menebak. Kesamaan-kesamaan tersebut dipengaruhi oleh pewarisan sifat genetik yang berhubungan erat dengan DNA dalam sel tubuh. 

Makanya, nggak heran kalau elo bisa menemukan anak dan orang tuanya yang punya jenis rambut sama-sama ikal. Hal ini disebabkan karena adanya DNA yang membawa informasi genetik dalam tubuh setiap orang, yang saling terikat melalui ikatan biologis.

Selain memberikan informasi genetik, apa fungsi DNA lainnya dalam kehidupan manusia? Buat tahu jawabannya, elo harus pelajari dulu apa itu DNA, ciri-ciri, struktur, dan komponennya. Yuk, kita bahas bareng-bareng!

Mengenal Pengertian DNA

Kata DNA mungkin udah nggak asing lagi buat elo yang suka sama K-Pop, terutama bagi elo yang fans beratnya idol group BTS. Karena udah sering denger lagu dan istilahnya, elo pasti tahu dong, apa kepanjangan DNA?

Iya, DNA adalah deoxyribonucleic acid atau asam deoksiribosa yang mengandung informasi genetik. Di dalamnya, terdapat molekul kompleks yang terdiri dari berbagai komponen. Di mana, sebagian di antaranya diturunkan dari organisme induk ke keturunannya selama proses reproduksi.

Misalnya, DNA dalam tubuh nyokap elo membawa informasi genetik berupa kulit putih. Sementara, DNA dari bokap mempunyai informasi berupa bola mata berwarna cokelat. Nah, informasi inilah yang nantinya akan diturunkan ke elo sebagai anak mereka. 

Bisa jadi, elo hanya meneruskan informasi genetik berupa kulit putih dari nyokap, atau mata berwarna cokelat dari bokap. Tapi, memungkinkan juga untuk elo memiliki kedua informasi genetik tersebut.

Dengan kata lain, DNA memberikan informasi bagaimana tubuh seorang individu dibentuk. DNA inilah yang menjadi alasan kenapa anak bisa mewarisi sifat orang tuanya.

Selain DNA, ada juga RNA yang berperan untuk mengubah informasi genetik dalam tubuh kita menjadi protein. Karena cuma beda satu huruf, elo jangan sampai tertukar, ya.

Salah satu hal yang perlu elo ingat adalah, DNA di dalam sel terletak pada nukleus atau inti sel dan mitokondria. Sementara, RNA terbentuk di nukleus, kemudian berpindah ke daerah khusus sitoplasma, bergantung pada jenis RNA yang terbentuk.

Lebih jelasnya, perbedaan keduanya bisa elo lihat dari ciri-ciri DNA dan RNA yang tertulis dalam tabel perbedaan DNA dan RNA berikut ini.

PembandingDNARNA
Nama lengkapDeoxyribonucleic acidRibonucleic acid
KomponenDeoksiribosa dan basa nitrogen (Adenin, Guanin, Timin, Sitosin).Ribosa dan basa nitrogen (Adenin, Guanin, Urasil, Sitosin).
BentukRantai panjang, ganda, dan berpilin (double helix).Rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin.
LetakDi dalam nukleus, kloroplas, dan mitokondria.Di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplasma, dan mitokondria.
FungsiMereplikasi dan menyimpan informasi genetik.Mengubah informasi genetik yang terkandung dalam DNA untuk membangun protein.

Meskipun istilahnya berbeda, DNA dan RNA juga ada persamaannya, lho. DNA dan RNA memiliki persamaan dalam hal komponennya, yaitu keduanya sama-sama tersusun dari pentosa atau ribosa, basa nitrogen, dan gugus fosfat. 

Tenang aja, struktur dan komponen DNA tersebut juga akan gue bahas di artikel ini. Tapi sebelumnya, gue mau kasih tahu dulu fungsi DNA selengkapnya bagi organisme hidup. Simak di bawah ini, yuk!

Baca Juga: Pengertian, Fungsi, Macam, dan Struktur RNA – Materi Biologi Kelas 12

Fungsi DNA

Elo pernah nggak, membandingkan foto elo sama foto kedua orang tua elo di zaman dulu? Dari situ, kelihatan nggak, elo lebih mirip nyokap, bokap, atau keduanya?

Sesuai peribahasa “buah jatuh tidak jauh dari pohonnya”, selain perilaku elo yang mirip sama kedua orang tua, wajah elo sebenarnya juga masih 11/12 sama mereka alias serupa. Iya, hal ini bisa terjadi karena salah satu fungsi DNA adalah menurunkan informasi genetik dari orang tua ke anaknya. 

Nggak hanya itu, DNA juga mempunyai peran penting lain, di antaranya:

  • DNA membawa materi genetik yang ada di setiap sel dan bereplikasi selama pembelahan sel.
  • bersama protein, DNA membantu pembentukan struktur tubuh, enzim, dan hormon.
  • DNA menyimpan informasi genetik yang diperlukan untuk pewarisan, serta memberikan instruksi dan proses kehidupan yang diteruskan melalui transfer gen vertikal.

Setelah paham pengertian dan fungsinya, gue mau ajak elo buat belajar topik yang cukup penting dalam materi DNA. Ada yang bisa nebak?

Yes, betul banget. Elo perlu tahu bagaimana struktur dan komponen DNA itu sendiri. Makanya, baca artikel ini sampai habis, ya!

Baca Juga: Manfaat DNA Fingerprinting dan Prosedur Kerjanya – Materi Biologi Kelas 12

Struktur dan Komponen DNA

Sebenarnya, DNA udah ditemukan sejak tahun 1869 oleh seorang ahli biologi asal Swiss bernama Johannes Friedrich Miescher selama penelitiannya tentang sel darah putih. Tapi, pada saat itu, peran DNA dalam pewarisan genetik belum begitu terlihat.

Sampai akhirnya pada 1953, James Watson dan Francis Crick dibantu oleh ahli biofisika Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins menemukan bahwa struktur DNA adalah heliks beruntai ganda. Struktur ini berbentuk spiral yang terdiri dari dua untai DNA yang saling melilit.

Biar ada bayangan, elo bisa perhatikan gambar struktur DNA berikut ini.

gambar struktur DNA yang tersusun dari rantai polimer nukleotida yang di dalamnya terdapat pospat, gula deoksiribosa, dan basa nukleat.
Gambar struktur DNA. (Arsip Zenius)

DNA merupakan merupakan polimer nukleotida. Artinya, rantai DNA yang berbentuk heliks ganda (double helix) itu terdiri atas senyawa organik nukleotida yang berulang-ulang dan tersusun rangkap. 

Dari gambar DNA di atas, elo bisa lihat kalau setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul sebagai berikut:

  • gula pentosa atau deoksiribosa;
  • basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin yaitu Adenin (Adenine = A) dan Guanin (Guanine = G), serta golongan pirimidin yaitu Sitosin (Cytosine = C) dan Timin (Thymine = T); 
  • gugus fosfat.

Oke, susunan dan komponen DNA-nya elo udah tahu. Tapi, elo penasaran nggak, sih, kenapa DNA bisa berbentuk spiral?

Ternyata, bentuk spiral itu balik lagi ke struktur molekul kimianya. Seperti yang udah disebutkan, salah satu penyusun DNA dalam nukleotida adalah gula deoksiribosa. Jenis gula ini kehilangan 1 atom oksigen dan mempunyai 5 atom karbon. 

Nah, berdasarkan gugus ketonnya, atom karbon akan menghasilkan bentuk pentagon atau segi lima. Pada formasi seperti ini, atom karbon nomor 1 akan berikatan dengan basa nukleotida dan atom karbon nomor 5 selalu berikatan sama gugus fosfat.

Satu hal yang perlu elo ingat, DNA punya sifat antiparalel. Artinya, kalau salah satu rantai nukleotidanya punya arah ke atas, nukleotida lainnya akan menuju ke bawah. Bisa dibilang, rantai nukleotida dalam DNA ini mirip sama jalur lalu lintas dua arah, mereka saling berlawanan.

Karena saling berlawanan, penghitungan gula deoksiribosa nukleotidanya juga akan berlawanan. Tapi, aturannya akan tetap sama. Lebih jelasnya, elo bisa lihat aturan struktur molekul kimia DNA lewat gambar di bawah ini.

DNA spiral heliks ganda karena molekul kimia penyusunnya yang terdiri dari gula deoksiribosa, basa nitrogen, dan gugus fosfat.
Struktur molekul kimia DNA. (Arsip Zenius)

Baca Juga: Prinsip Kerja Elektroforesis DNA – Materi Biologi Kelas 12

Aturan Chargaff

Pembahasan selanjutnya masih berhubungan sama struktur DNA di atas. Kalau elo perhatikan lagi, basa nitrogen Adenin selalu berpasangan dengan Timin. Sementara, Sitosin akan berpasangan dengan Guanin. Menurut elo, kenapa bisa begitu?

Jadi, ada sejarahnya nih, guys. Pada tahun 1940, seorang ilmuwan biokimia, Erwin Chargaff, berhasil mendata persentase basa nitrogen yang berbeda dari satu spesies dengan spesies lainnya.

Meski begitu, pada setiap molekul DNA, komposisi Adenin akan selalu sama dengan jumlah Timin (A = T). Demikian juga dengan komposisi Sitosin yang selalu sama dengan Guanin (C = G). Fenomena inilah yang kemudian dinamakan sebagai aturan Chargaff atau Chargaff’s rule.

dalam aturan Chargaff atau Chargaff’s rule, komposisi ikatan pasangan basa Adenin (A) dan Timin (T), serta Sitosin (C) dan Guanin (G) berbagai makhluk hidup selalu sama.
Aturan Chargaff atau Chargaff’s rule tentang komposisi basa nitrogen DNA. (Arsip Zenius)

Nggak hanya berhenti sampai di penelitian Chargaff, James Watson dan Francis Crick yang setuju dengan penemuan tersebut kemudian mencoba mengkajinya lebih dalam. Keduanya berusaha untuk menemukan bukti lainnya tentang pasangan Adenin-Timin dan Sitosin-Guanin dalam DNA.

Watson dan Crick membuktikan pasangan basa nitrogen tersebut berdasarkan ukuran DNA yang ditemukan oleh Rosalind Franklin. Sebelumnya, Franklin mengungkapkan bahwa heliks ganda DNA mempunyai lebar sekitar 2 nm dengan panjang satu lekukan sebesar 3,4 nm. 

Lewat penelitiannya, Rosalind Franklin menemukan bahwa heliks ganda DNA mempunyai lebar sekitar 2 nm dengan panjang satu lekukan sebesar 3,4 nm.
Penemuan Rosalind Franklin tentang ukuran nukleotida DNA. (Arsip Zenius, Dok. MRC Laboratory of Molecular Biology via Wikimedia Commons)

Dari data itu, Watson dan Crick kemudian melakukan penelitian lanjutan dan mendapatkan beberapa kesimpulan, di antaranya sebagai berikut.

  • Pasangan golongan basa nitrogen purin dan purin akan menghasilkan lebar nukleotida lebih dari 2 nm. Artinya, data ini tidak sesuai dengan hasil penelitian Franklin.
  • Pasangan golongan basa nitrogen pirimidin dan pirimidin menghasilkan lebar nukleotida kurang dari 2 nm. Artinya, data ini juga kurang sesuai sama apa yang dikemukakan Franklin.
  • Pasangan golongan basa nitrogen purin dan pirimidin menghasilkan lebar nukleotida sebesar 2 nm. Artinya, data ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan Franklin.

Jadi, ketemu, deh, fakta lainnya. Dengan begitu, pasangan golongan purin dan pirimidin tersebut berhasil menjawab dan membuktikan penelitian yang dilakukan Chargaff.

Wah, keren banget, ya. Ternyata, penelitian yang dilakukan Chargaff, Franklin, Watson, dan Crick saling berhubungan dan melengkapi satu sama lain.

Oke, sampai sini, elo semakin paham, kan, tentang DNA? Kalau elo mau mempelajari materi ini secara lebih lengkap, langsung aja klik banner di bawah ini buat tonton video materinya dari Zenius!

materi biologi kelas 12

Contoh Soal tentang DNA

Biar pemahaman elo tentang DNA semakin dalam, gue mau kasih beberapa contoh soal, nih. Coba kita bahas bareng-bareng, yuk!

Contoh Soal 1

Pernyataan yang berkaitan dengan DNA adalah ….

a. Merupakan materi genetika utama sebagai pembawa informasi organisme.

b. Merupakan proses penerjemahan kode genetik.

c. Menyusun protein bersama kromosom.

d. Membantu proses aliran darah ke tubuh.

e. Memiliki basa nitrogen yang sama dengan RNA yaitu urasil.

Pembahasan

Untuk menjawab soal di atas, elo harus ingat-ingat lagi apa fungsi DNA. Selain menyimpan informasi genetik, DNA juga berperan untuk membawa informasi tersebut dan meneruskannya ke generasi selanjutnya melalui transfer gen vertikal.

Karena adanya DNA, elo bisa mewariskan sifat genetik orang tua, termasuk struktur tubuh, enzim dan hormon.

Jadi, jawaban yang tepat untuk soal ini adalah a. Merupakan materi genetika utama sebagai pembawa informasi organisme.

Contoh Soal 2

Perhatikan pernyataan di bawah ini!

(i) Berbentuk rantai ganda atau double helix.

(ii) Memiliki dua golongan basa nitrogen, yaitu purin dan adenin.

(iii) Komponen utama dari materi genetika.

(iv) Terletak pada inti sel dan mitokondria.

(v) Menerapkan aturan Chargaff.

Pernyataan yang kurang sesuai tentang DNA ditunjukkan nomor ….

a. (i)

b. (ii)

c. (iii)

d. (iv)

e. (v)

Pembahasan

Supaya lebih gampang, coba kita bahas pernyataannya satu per satu ya.

(i) Berbentuk rantai ganda atau double helix. → Benar, DNA memiliki struktur rantai panjang, ganda, dan berpilin atau disebut double helix.

(ii) Memiliki dua golongan basa nitrogen, yaitu purin dan Adenin. → Salah, basa nitrogen DNA dibagi ke dalam dua golongan, yaitu purin dan pirimidin. Sementara, Adenin adalah salah satu jenis basa nitrogen dalam golongan purin.

(iii) Komponen utama dari materi genetika. →  Benar, DNA merupakan komponen utama genetika, di mana di dalamnya memiliki urutan basa nitrogen yang menjadi kode informasi dari makhluk hidup dan penentu protein yang akan diproduksi tubuh.

(iv) Terletak pada inti sel dan mitokondria. → Benar, DNA yang merupakan bahan informasi genetik terdapat di dalam nukleus atau inti sel, mitokondria, dan kloroplas.

(v) Menerapkan aturan Chargaff. →  Benar, dalam strukturnya, DNA menerapkan aturan Chargaff untuk menentukan pasangan basa nitrogen.

Nah, udah jelas kan, jawabannya. Pernyataan yang salah tentang DNA adalah b. (ii) – memiliki dua golongan basa nitrogen, yaitu purin dan Adenin.

Contoh Soal 3

Pernyataan tentang kromosom, DNA, dan inti sel yang benar adalah ….

a. DNA yang terdapat dalam inti sel tidak berkaitan dengan proses pembentukan kromosom.

b. Kromosom yang terdapat di luar inti sel tidak berkaitan dengan proses pembentukan DNA.

c. DNA berbentuk heliks ganda terpilin dalam bentuk kromosom dan berada di dalam inti sel.

d. DNA berbentuk heliks ganda terpilin dalam bentuk kromosom dan berada di luar inti sel.

e. DNA, kromosom, dan inti sel tidak mempunyai keterkaitan satu sama lain.

Pembahasan

Elo masih ingat kan, DNA terletak pada inti sel dan berbentuk heliks ganda yang terpilin. Secara sederhana, bentuknya akan terlihat seperti spiral.

Terus, apa hubungannya dengan kromosom? Dalam DNA, ada wilayah tertentu yang disebut dengan gen. Gen-gen tersebut kemudian akan terangkai menjadi kromosom yang membentuk spiral dan berasosiasi dengan protein.

Kromosom adalah struktur seperti benang yang terdiri dari DNA dan protein histon.
Bentuk kromosom yang tersusun dari DNA. (Arsip Zenius)

Dengan kata lain, kromosom adalah struktur seperti benang yang terdiri dari DNA dan protein histon. Sama seperti DNA, kromosom juga terletak di dalam inti sel.

Kalau gitu, bisa disimpulkan bahwa kromosom, DNA, dan inti sel saling berkaitan satu sama lain. Secara letak, kromosom dan DNA sama-sama berada di dalam inti sel. Selain itu, salah satu komponen penyusun kromosom tersebut adalah DNA.

Pilihan yang tepat untuk jawaban ini adalah c. DNA berbentuk heliks ganda terpilin dalam bentuk kromosom dan berada di dalam inti sel.

*****

Oke guys, itulah pembahasan kita tentang DNA. Semoga, artikel ini membantu elo dalam memahami pengertian, ciri, fungsi, dan struktur DNA, ya.

Selain tentang DNA, elo juga bisa menemukan materi Biologi kelas 12 lainnya di video belajar Zenius. Caranya juga gampang. Elo tinggal klik link yang ada di bawah ini. Selamat belajar!

Materi Biologi Kelas 12

Referensi

Struktur dan Komponen DNA – Materi Zenius Kelas 12

DNA vs. RNA – 5 Key Differences and Comparison – Technology Networks Genomics Research (2022)

Biologi Jilid 3 – Dia Arylina, dkk (2006)

What are the Characteristics or Properties of DNA? – Modern Biology (2021)

DNA – Britannica (2021)

Bagikan Artikel Ini!