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
