Ketika kebanyakan orang mendengar istilah "DNA", mereka secara otomatis membayangkan heliks ganda klasik. Membayangkan komponen yang membentuk spiral besar materi genetik sering kali terasa sedikit lebih rumit. Untungnya, memahami bagaimana pasangan basa berfungsi dan bahkan menghitung persentase untuk setiap basa dalam sampel DNA sebenarnya sangat mudah.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Dalam setiap sampel DNA, ada empat basa yang berpasangan hanya dalam satu cara: adenin dan timin, guanin dan sitosin. Mereka berjumlah 100 persen dari sampel. Aturan Chargaff menyatakan bahwa konsentrasi untuk setiap basa dalam pasangan basa selalu sama dengan pasangannya, sehingga konsentrasi adenin sama dengan konsentrasi timin, misalnya. Dengan menggunakan informasi ini dan matematika sederhana, Anda dapat menemukan persentase adenin dalam sampel jika Anda mengetahui persentase basa lainnya.
Pasangan Basa DNA
Heliks ganda DNA mengandung dua untaian materi genetik yang dipilin bersama, sehingga cocok di dalam inti sel. Struktur spiral itu dihasilkan dari cara keempat basa berpasangan dan mengikat satu sama lain. Keempat basa tersebut adalah adenin, guanin, timin, dan sitosin.
Dalam hal struktur kimia, adenin dan guanin keduanya purin sedangkan timin dan sitosin adalah pirimidin. Perbedaan kimia ini memastikan bahwa ikatan hidrogen yang stabil antara basa selalu berpasangan dengan cara yang sama: adenin dengan timin dan guanin dengan sitosin.
Pengamatan Erwin Chargaff
Para ilmuwan tidak selalu mengetahui fungsi DNA. Faktanya, proposal tahun 1944 bahwa DNA mungkin merupakan materi genetik sel menginspirasi spekulasi dan bahkan kontroversi. Meski demikian, beberapa ilmuwan mulai mempelajari DNA dengan sungguh-sungguh, termasuk Erwin Chargaff. Pada tahun 1950, Chargaff memperhatikan bahwa, ketika dipisahkan, purin (adenin dan guanin) selalu ada dalam rasio 1:1 dengan pirimidin (timin dan sitosin). Temuan ini menjadi perlengkapan ilmiah: aturan Chargaff.
Menerapkan Aturan Chargaff
Aturan Chargaff berarti bahwa dalam sampel apa pun, konsentrasi adenin akan selalu sama dengan konsentrasi pasangan timinnya, dan konsentrasi guanin dan sitosin juga akan sama. Jika Anda perlu menghitung persentase adenin dalam sampel DNA, Anda dapat menggunakan aturan Chargaff untuk menyelesaikan masalah. Misalnya, jika Anda tahu sampel DNA adalah 20 persen timin, Anda secara otomatis juga tahu itu adalah 20 persen adenin, karena mereka berpasangan.
Anda juga dapat menghitung persentase adenin jika diberikan persentase guanin atau sitosin. Karena Anda tahu hanya ada empat basa dalam DNA, keempat basa bersama-sama harus sama dengan 100 persen sampel. Jika diberi informasi bahwa sampel adalah 20 persen guanin, Anda dapat menduga itu juga 20 persen sitosin karena guanin dan sitosin berpasangan satu sama lain. Bersama-sama, itu adalah 40 persen dari total sampel. Anda dapat mengurangi 40 persen dari 100 persen dan menentukan 60 persen sampel harus adenin dan timin bersama-sama. Karena kedua basa itu selalu ada dalam konsentrasi yang sama, Anda tahu sampel DNA adalah 30 persen adenin.
Konsep yang terkait dengan biokimia DNA terkadang tampak sangat rumit. Berkat Chargaff, menghitung persentase basa yang ada dalam sampel DNA menjadi tidak lebih dari masalah matematika sederhana.