Asam deoksiribonukleat, lebih sering disebut sebagai DNA, adalah bahan genetik utama untuk hampir semua kehidupan. Beberapa virus menggunakan asam ribonukleat (RNA) sebagai pengganti DNA, tetapi semua kehidupan seluler menggunakan DNA.
DNA itu sendiri adalah makromolekul yang terdiri dari dua untai komplementer yang masing-masing terdiri dari subunit individu yang disebut nukleotida. Ikatan inilah yang terbentuk antara urutan basa komplementer dari basa nitrogen yang menyatukan dua untai DNA untuk membentuk struktur heliks ganda yang membuat DNA terkenal.
Struktur dan Komponen DNA
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, DNA adalah makromolekul yang terdiri dari subunit individu yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida memiliki tiga bagian:
- Sebuah gula deoksiribosa.
- Sebuah kelompok fosfat.
- Sebuah basa nitrogen.
Nukleotida DNA dapat mengandung salah satu dari empat basa nitrogen. Basa-basa ini adalah adenin (A), timin (T), guanin (G) dan sitosin (C).
Nukleotida ini berkumpul untuk membentuk rantai panjang yang dikenal sebagai untai DNA. Dua
untai DNA komplementer ikatan satu sama lain dalam apa yang tampak seperti tangga sebelum berliku menjadi bentuk heliks ganda.Kedua untai disatukan melalui ikatan hidrogen yang terbentuk di antara basa nitrogen. Adenin (A) membentuk ikatan dengan timin (T) sedangkan sitosin (C) membentuk ikatan dengan guanin (G); A hanya pernah berpasangan dengan T, dan C hanya pernah berpasangan dengan G.
Definisi Pelengkap (Biologi)
Dalam biologi, khususnya dalam hal genetika dan DNA, yang saling melengkapi berarti bahwa untai polinukleotida yang dipasangkan dengan untai polinukleotida kedua memiliki urutan basa nitrogen yang merupakan komplemen terbalik, atau pasangan, dari untai lainnya.
Jadi, misalnya, komplemen guanin adalah sitosin karena basa itulah yang akan berpasangan dengan guanin; komplemen sitosin adalah guanin. Anda juga akan mengatakan pelengkap adenin adalah timin, dan sebaliknya.
Hal ini berlaku di sepanjang untai DNA, itulah sebabnya dua untai DNA disebut untai komplementer. Setiap basa pada untai tunggal DNA akan melihat komplemennya dicocokkan dengan untai lainnya.
Aturan Pasangan Basis Pelengkap Chargaff
Aturan Chargaff menyatakan bahwa A hanya berikatan dengan T dan C hanya berikatan dengan G dalam untai DNA. Ini dinamai ilmuwan Erwin Chargaff, yang menemukan bahwa dalam setiap molekul DNA, persentase guanin selalu kira-kira sama dengan persentase sitosin dengan benar yang sama untuk adenin dan timin.
Dari sini, ia menyimpulkan bahwa C berikatan dengan G dan A berikatan dengan T.
Mengapa Pasangan Basis Pelengkap Bekerja
Mengapa A hanya berikatan dengan T dan C hanya berikatan dengan G? Mengapa A dan T saling melengkapi dan bukan A dan C atau A dan G? Jawabannya berkaitan dengan struktur basa nitrogen dan ikatan hidrogen yang terbentuk di antara mereka.
Adenin dan guanin dikenal sebagai purin sedangkan timin dan guanin dikenal sebagai pirimidin. Semua ini berarti bahwa struktur adenin dan guanin terdiri dari cincin 6 atom dan cincin 5 atom yang berbagi dua atom sedangkan sitosin dan timin terdiri dari cincin 6 atom saja. Dengan DNA, purin hanya dapat berikatan dengan pirimidin; Anda tidak dapat memiliki dua purin dan dua pirimidin bersama-sama.
Ini karena ikatan dua purin akan memakan terlalu banyak ruang antara dua untai DNA, yang akan mempengaruhi struktur dan tidak memungkinkan untaian untuk disatukan dengan benar. Hal yang sama berlaku untuk dua pirimidin, kecuali mereka akan mengambil terlalu sedikit ruang.
Dengan logika itu, A bisa terikat dengan C, kan? Yah, tidak. Faktor lain yang membuat pasangan A-T dan C-G bekerja adalah ikatan hidrogen antara pangkalan. Ikatan inilah yang benar-benar menyatukan dua untai DNA dan menstabilkan molekul.
Ikatan hidrogen hanya dapat terbentuk antara adenin dan timin. Mereka juga hanya terbentuk antara sitosin dan guanin. Ikatan inilah yang memungkinkan komplemen A-T dan C-G terbentuk dan, dengan demikian, menyebabkan DNA memiliki dua untai ikatan komplementer.
Menerapkan Aturan Pasangan Basis Pelengkap
Mengetahui bagaimana untaian DNA berpasangan dengan aturan pasangan basa ini, Anda dapat menyimpulkan beberapa hal yang berbeda.
Katakanlah Anda memiliki urutan DNA dari gen tertentu pada satu untai DNA. Anda kemudian dapat menggunakan aturan pasangan basa komplementer untuk mengetahui untai DNA lain yang membentuk molekul DNA. Misalnya, katakanlah Anda memiliki urutan berikut:
AAGGGGTGACTCTAGTTTAATATA
Anda tahu bahwa A dan T saling melengkapi dan C dan G saling melengkapi. Itu berarti untai DNA yang berpasangan dengan yang di atas adalah:
TTCCCCACTGAGATCAAATTATAT