Molekul Penyusun Asam Nukleat

Molekul asam nukleat merupakan polimer dengan nukleotida sebagai monomernya. Molekul nukleotida terdiri atas nukleosida dan asam fosfat. Molekul nukleosida terdiri atas gugus gula pentosa yang mengikat gugus basa nitrogen. Jadi apabila suatu nukleoprotein dihidrolisis sempurna, akan dihasilkan protein, asam fosfat, gula pentosa dan basa nitrogen (purin dan pirimidin).

Pentosa pada DNA ialah deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom oksigen) dan pada RNA ialah ribosa. 

DNA dan RNA memiliki basa-basa purin yang sama yakni adenin dan guanin. Basa-basa pirimidin pada DNA adalah sitosin dan timin, sedangkan pada RNA adalah sitosin dan urasil. Adapun pengertian dari basa purin adalah basa yang memiliki dua cincin, sedangkan basa pirimidin berarti basa bercincin satu.

Struktur kimia basa-basa nitrogen

Dari penjabaran struktur molekul-molekul penyusun DNA di atas, DNA dapat digambarkan seperti berikut.

Struktur DNA

Pita berwarna biru pada gambar di atas melambangkan tulang punggung DNA yang terbentuk dari ikatan kovalen kuat (ikatan fosfodiester) antara asam fosfat dan gula pentosa.

Sementara basa-basa nitrogen atau anak tangga dari DNA ini disatukan oleh ikatan hidrogen yang lebih lemah dibanding ikatan kovalen (garis yang terputus-putus). Ikatan inilah yang menyebabkan terpilinnya kedua untai DNA.

             

Basa-basa nitrogen pada asam nukleat tidak berpasangan secara acak. Pada mulanya, Watson dan Crick salah mengira bahwa suatu basa nitrogen memiliki pasangan yang sama, misalnya adenin dengan adenin dan guanin dengan guanin. Tetapi jika demikian, lebar DNA akan menjadi tidak sama, dikarenakan basa purin (A dan G) dua kali lebih lobar daripada basa pirimidin (C dan T). 

Perbandingan lebar basa-basa nitrogen

Erwin Chargaff meneliti lebih jauh pada basa-basa yang terkandung dalam DNA. Dia menyatakan persentase adenin (A) selalu sama dengan persentase timin (T), dan persentase guanine (G) selalu sama dengan persentase sitosin (C).

Dengan berpegangan pada hasil temuan Chargaff, Watson dan Crick akhirnya menemukan bahwa basa-basa nitrogen pada untaian yang satu memiliki pasangan yang tetap dengan basa-basa nitrogen pada untaian yang lain. Adenin berpasangan dengan timin dan guanin berpasangan dengan sitosin. Pasangan basa nitrogen A dan T dihubungkan oleh dua atom hidrogen (A=T). Adapun pasangan basa nitrogen C dan G dihubungkan oleh tiga atom hidrogen (C≡G).

Pasangan basa-basa nitrogen pada DNA

Posisi molekul-molekul penyusun asam nukleat jika dilihat dari penomoran atom C pada gula pentosa selalu tersusun seperti berikut.

• Gugus asam fosfat terikat pada atom C nomor 5 dari gula pentosa, sehingga ujung ini dinamakan ujung P atau ujung 5’
• Gugus hidroksil terikat pada atom C nomor 3 dari gula pentosa, sehingga ujung ini dinamakan ujung hidroksil atau ujung 3’
• Gugus basa nitrogen terikat pada atom C nomor 1 dari gula pentosa

Struktur molekul nukleotida

Kedua untai DNA bergulung ke arah yang berlawanan, artinya gula di satu untai posisinya terbalik dengan gula di untai yang lain.

Arah molekul gula pentosa (dilingkari merah) pada DNA yang berkebalikan