I.
PENDAHULUAN
Genetika (dari bahasa Yunani γέννω atau genno yang
berarti "melahirkan") merupakan cabang biologi yang penting saat ini. Ilmu ini
mempelajari berbagai aspek yang menyangkut pewarisan sifat dan variasi sifat
pada organisme maupun suborganisme (seperti virus
dan prion). Ada pula yang dengan singkat mengatakan, genetika adalah ilmu
tentang gen. Nama "genetika" diperkenalkan oleh William
Bateson
pada suatu surat pribadi kepada Adam
Chadwick
dan ia menggunakannya pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada
tahun 1906.
Meskipun
orang biasanya menetapkan genetika dimulai dengan ditemukannya kembali naskah
artikel yang ditulis Gregor Mendel pada tahun 1900, sebetulnya kajian
genetika sudah dikenal sejak masa
prasejarah,
seperti domestikasi dan pengembangan trah-trah murni (pemuliaan) ternak dan tanaman. Orang juga
sudah mengenal efek persilangan dan perkawinan sekerabat serta membuat sejumlah prosedur dan
peraturan mengenai hal tersebut sejak sebelum genetika berdiri sebagai ilmu
yang mandiri. Silsilah tentang penyakit pada keluarga, misalnya, sudah dikaji
orang sebelum itu. Kala itu, kajian semacam ini disebut "ilmu
pewarisan" atau hereditas.
Pada
masa pra-Mendel, orang belum mengenal gen dan kromosom (meskipun DNA sudah diekstraksi namun pada abad
ke-19 belum diketahui fungsinya). Saat itu orang masih beranggapan bahwa sifat
diwariskan lewat sperma (tetua betina tidak menyumbang apa
pun terhadap sifat anaknya).
II.
RUMUSAN
MASALAH
Dari
pendahuluan diatas, penulis ingin mencoba memaprkan tentang RNA dan DNA,
sebagai salah satu yang cukup berperan dalam sintesis protein ataupun Genetika.
A.
Karakteristik
DNA dan Fungsinya
B.
Karakteristik
RNA dan Fungsinya
III.
PEMBAHASAN
A.
Karakteristik
DNA dan Fungsinya
1.
DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa
nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik. Struktur molekul DNA. Atom karbon berwarna hitam, oksigen merah,
nitrogen biru, fosfor hijau, dan hidrogen putih. Asam deoksiribonukleat,
lebih dikenal dengan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic
acid), adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama
penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di
dalam inti sel. Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah
sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas
sel.
2.
Struktur DNA
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 :
ü Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
ü basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan
guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C)
dan timin (thymine = T)
DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga
komponen utama, yaitu gugus fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen.
Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan
nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida. Rantai DNA
memiliki lebar 22–24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å. Walaupun
unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang
terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas
220 juta nukleotida.
Struktur untai komplementer DNA menunjukkan
pasangan basa (adenin dengan timin dan guanin dengan sitosin) yang membentuk
DNA beruntai ganda. Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula
yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima),
yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan
fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon
kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula
penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.
DNA terdiri atas dua untai yang berpilin
membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai
nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai
lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai
terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang
berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks
ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada
kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenin
(dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G),
dan timin (T). Adenin berikatan hidrogen dengan timin, sedangkan guanin
berikatan dengan sitosin.
3.
Fungsi biologis
Pada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk
berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan. Replikasi merupakan
proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan
membelah diri. Pada setiap sel, kecuali sel gamet, pembelahan diri harus
disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi
genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA
terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan "konjugat"
dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu
rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada beberapa
teori yang mencoba menjelaskan bagaimana proses replikasi DNA ini terjadi.
Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA
baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggal merupakan
rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan
rantai yang baru disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya
tersebut bertindak sebagai "cetakan" untuk membuat rantai
pasangannya.
Proses replikasi memerlukan protein atau enzim
pembantu; salah satu yang terpenting dikenal dengan nama DNA polimerase, yang
merupakan enzim pembantu pembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatu
polimer. Proses replikasi diawali dengan pembukaan untaian ganda DNA pada
titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan rantai DNA ini
dibantu oleh beberapa jenis protein yang dapat mengenali titik-titik tersebut,
dan juga protein yang mampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang
terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat
diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses
pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA
polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di
kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini
berlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.
Proses
replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis
rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan
pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah
kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.
B.
Karakteristik
RNA dan Fungsinya
1.
RNA
RNA (
ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi
sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik.RNA sebagai penyimpan
informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan
retrovirus.RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses
translasi untuk sintesis protein.RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim (
ribozim ) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
2.
Struktur RNA
Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA
merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida
memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa, dan satu gugus basa
nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus
fosfat dari satu nukleotida dengan gugus gula ribosa dari nukleotida yang lain.
Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil tambahan pada
cincin gula ribosa (sehingga dinamakan ribosa). Basa nitrogen pada RNA sama
dengan DNA, kecuali basa timin pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi
tetap ada empat pilihan: adenin, guanin, sitosin, atau urasil untuk suatu
nukleotida. Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda
sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.
3.
Tipe-tipe RNA
RNA hadir di alam dalam berbagai macam/tipe.
Sebagai bahan genetik, RNA berwujud sepasang pita (Inggris double-stranded
RNA, dsRNA). Genetika molekular klasik mengajarkan adanya tiga tipe RNA
yang terlibat dalam proses sintesis protein:
1.
RNA-kurir (bahasa Inggris: messenger-RNA,
mRNA),
2.
RNA-ribosom (bahasa Inggris: ribosomal-RNA,
rRNA),
3.
RNA-transfer (bahasa Inggris: transfer-RNA,
tRNA).
Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21
diketahui bahwa RNA hadir dalam berbagai macam bentuk dan terlibat dalam proses
pascatranslasi. Dalam pengaturan ekspresi genetik orang sekarang mengenal
RNA-mikro (miRNA) yang terlibat dalam "peredaman gen" atau gene
silencing dan small-interfering RNA (siRNA) yang terlibat dalam
proses pertahanan terhadap serangan virus.
4.
Fungsi RNA
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.
5.
Interferensi RNA
Suatu gejala yang baru ditemukan pada
penghujung abad ke-20 adalah adanya mekanisme peredaman (silencing)
dalam ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa RNA tidak diterjemahkan
(translasi) menjadi protein oleh tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempat
ditranslasi, mRNA dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai
"interferensi RNA". Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga
substansi (enzim dan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan pada
nematoda Caenorhabditis elegans tetapi selanjutnya ditemukan pada hampir
semua kelompok organisme hidup.
IV.
PENUTUP
Demikian tulisan atau ulasan mengenai perbedaan RNA dan DNA yang telah penulis susun. Saya mohon maaf apabila dalam penulisan ataupun
penyusunan kurang maksimal. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan
untuk pembuatan tulisan-tulisan selanjutnya. Semoga
dengan tulisan ini dapat memberikan wacana dan informasi
baru yang nantinya bermanfaat bagi kita semua. Amin.
