Denaturasi Dan Renaturasi DNA

Denaturasi dan Renaturasi DNA

DNA (deoxyribonucleic (deoxyribonucleic acid ) merupakan materi yang membentuk  beberapa kromosom dan juga merupakan mer upakan informasi genetic yang tersimpan dalam tubuh makhluk hidup. Informasi genetik ini pada dasarnya merupakan kumpulan  perintah yang mengaatur sel untuk bisa melakukan hal-hal hal -hal tertentu. DNA sendiri merupakan polimer asam nukleat yang tersusun atas polinukleotida yang  berbentuk double helix (berpilin) dan setiap nukleotidanya terdiri atas gugus fosfat, basa nitrogen atau basa nukleotida dan gula pentosa. Untai ganda DNA memiliki orientasi yang berlawanan. Kedua rantai tersebut dapat berikatan karena adanya ikatan hidrogen yang menghubungkan antara basa purin dan pirimidin. Peran utama dari molekul DNA adalah sebagai penyimpanan jangka panjang suatu informasi. Susunan kimia DNA adalah polimer berupa rantai panjang dari nukleutida. Satu nukleotida terdiri dari satu gugus fosfat, satu komponen gula pentosa (5karbon), dan satu basa nitrogen. Satu-satunya yang membedakan antara nuleotida satu dengan nukleotida lainnya adalah pada basa nitrogen. Pada basa nitrogen hanya terdapat 4 kemungkinan basa pada tiap nukleotida DNA, yaitu adenin (A), guanin (G), timin (T), dan sitosin (S). Variasi urutan dari keempat basa-basa tersebut membentuk suatu kode genetik dalam sel. Dengan adanya 4 kemungkinan  basa nitrogen yang ada, suatu informasi genetik dapat berbeda-beda dan dapat diwariskan pada keturunan makhluk hidup. Hal ini dikarenakan pada kromosom terdapat bejuta-juta nukleotida, sehingga didapatkan banyak kombinasi yang  berbeda-beda. Berikut gambar dari struktur untai DNA yang menunjukkan  pasangan basa (adenin dengan timin dan guanin guanin dengan sitosin):

Suatu DNA dapat melakukan proses denaturasi. Denaturasi adalah untai ganda molekul DNA yang dapat dipisahkan dengan perlakuan suhu maupun senyawa alkali sehingga konformasinya berubah dan hampir menjadi acak. Tingkat denaturasi DNA tergantung pada tingginya suhu. Perubahan tingkat denaturasi DNA dapat diikuti dengan memperlakukan DNA pada suhu yang  bertingkat, kemudian diukur absorbansinya pada panjang gelombang 260. Perlu diketahui bahwa basa asam nukleat menyerap dengan kuat cahaya pada panjang gelombang 260. Kurva hubungan antara peningkatan suhu terhadap suhu dengan nilai A260  menunjukkan perubahan tingkat denaturasi DNA. Banyaknya cahaya dapat diserap oleh molekul DNA tergantung pada struktur molekulnya. Semakin teratur molekulnya maka semakin sedikit cahaya yang diserap. Oleh karena itu nukleotida bebas menyerap cahaya lebih besar daripada molekul DNA untai tunggal atau RNA. Proses denaturasi DNA sebenarnya juga terjadi dalam kondisi fisiologis,  bahkan merupakan bagian dari proses fisiologis yang penting. DNA sebenarnya merupakan struktur yang dinamis dan merupakan bagian tertentu struktur gelembung untai tunggal. Fenomena ini disebut breathing . Dalam aktivitas fisiologis jasad hidup, keadaan semacam ini sangat penting karena DNA dapat  berinteraksi dengan banyak protein. Sebagai contoh proses replikasi dan transkripsi. Fenomena breathing   lebih banyak terjadi pada bagian yang kandungan A T nya lebih tinggi. Dengan adanya breathing   maka protein yang terlibat dalam proses replikasi dan transkripsi dapat berinteraksi dengan molekul DNA. Selain dapat melakukan denaturasi, DNA juga dapat melakukan proses renaturasi. Proses renaturasi ini sangat berhubungan dengan proses denaturasi. Renaturasi merupakan proses pembentukan kembali struktur untai ganda dari keadaan terdenaturasi. Renaturasi merupakan suatu proses yang dapat terjadi secara in vivo  maupun in vitro. Renaturasi in vitro  merupakan suatu fenomena yang sangat berguna untuk analisis molekuler, misalnya untuk mengetahui kesamaan atau kedekatan genetis antara suatu organisme dengan organisme lain, untuk mendeteksi macam RNA tertentu, untuk mengetahui apakah suatu urutan

nukleutida tertentu ada lebih dari satu pada suatu jasad, serta untuk mengetahui lokasi

spesifik

suatu

urutan

nukleutida

pada

genom.

Adapun

tahapan

renaturasi sebagai berikut: 1. Untai tunggal DNA (sense) bertemu dengan untai tunggal lainnya (antisense) secara acak 2. Jika urutan Nukleotida kedua untai tunggal tersebut komplementer, maka akan terjadi ikatan hidrogen dan terbentuk struktur untai ganda pada suatu bagian. Pembentukan ikatan hidrogen kemudian akan dilanjutkan pada bagian yang lain secara cepat sehingga terbentuk struktur untai ganda yang lengkap Tahapan

yang

menentukan

kecepatan

renaturasi

bukan

proses

 pembentukan untai gandanya melainkan proses tumbukan antara molekul untai tunggal dengan untai tunggal yang lain. Renaturasi dipengaruhi oleh hambatan friksional. Proses ini berlangsung secara acak sehingga sangat ditentukan oleh konsentrasi DNA. Syarat-syarat yang perlu diperhatikan dalam proses renaturasi sebagai berikut: 1. Konsentrasi garam cukup tinggi (0,15 sampai 0,5 M). Ion Na +  yang bersifat  positif akan menetralkan gugus fosfat DNA yang bermuatan negatif sehingga tidak terjadi saling tolak antar untaian DNA yang satu dengan untaian DNA yang lain. 2. Suhu renaturasi harus cukup tinggi (20 sampai 25˚C dibawah nilai Tm). 3. Konsentrasi DNA, semakin tinggi konsentrasinya maka probabilitas tumbukan antar molekul untai tunggal DNA menjadi semakin besar. 4. Kecepatan perlakuan renaturasi. Jika suatu molekul DNA didenaturasi dengan  perlakuan suhu tinggi kemudian suhunya diturunkan secara cepat, maka  probabilitas molekul DNA sense untuk berpasangan dengan molekul antisense secara akurat akan lebih kecil. Oleh karena itu proses renaturasi biasanya dilakukan dengan menurunkan suhunya secara bertahap.

TUGAS BIOMOLEKUL

DENATURASI DAN RENATURASI DNA

Disusun oleh: 1. M. Zainul Arifin (111810301046) 2. Eka Yustiana

(111810301050)

JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JEMBER 2013