UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
2. Molekul gula dengan 5 atom C pentosa. Pada RNA gulanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gulanya adalah deoksiribosa. Perbedaan antara kedua
bentuk gula tersebut terletak pada atom C nomor 2. Pada RNA, atom C nomor 2 berikatan dengan gugus hidroksil OH sedangkan pada DNA atom
C nomor 2 berikatan dengan atom hidrogen H. 3. Gugus fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 melalui ikatan fosfoester.
Gugus fosfat inilah yang menyebabkan asam nukleat bermuatan negatif kuat. Suatu basa yang terikat pada satu gugus gula disebut nukleosida, sedangkan
nukleotida adalah nukleosida yang berikatan dengan gugus fosfat. Di dalam molekul DNA atau RNA, nukleotida berikatan dengan nukleotida yang lain
melalui ikatan fosfodiester.
Gambar 1. Perbedaan DNA dan RNA
2.3.1. Struktur DNA
Pada tahun 1953, Watson dan Crick mengemukakan bahwa struktur molekul DNA merupakan rantai heliks ganda yang mempunyai diameter yang
sama dan memutar ke kanan berdasarkan atas foto difraksi sinar X yang dibuat oleh Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins Gaffar, 2007; Yuwono, 2009.
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Struktur molekul DNA terdiri atas dua rangkai nukleotida yang tersusun secara linier. Kedua rangkaian yang saling berikatan itu terbentuk seperti tali
berpilin, sehingga molekul DNA dikatakan sebagai double helix heliks ganda. Pada tahun 1950, Chargaff dan koleganya mengemukakan bahwa di dalam
hampir semua DNA, terdapat aturan dimana jumlah adenin sama dengan jumlah timin A=T, dan jumlah sitosin sama dengan jumlah guanin C=G. Hasilnya,
jumlah keseluruhan purin A+G sama dengan jumlah keseluruhan pirimidin T+C Purves et al., 2003; Raven dan Johnson, 2002. Basa A dari satu
nukleotida selalu berikatan dengan basa T dari nukleotida lainnya, sedangkan basa G selalu berikatan dengan basa C. Pasangan A dan T terbentuk dengan dua
ikatan hidrogen, sedangkan pasangan G dan C terbentuk dengan tiga ikatan. Oleh karena itu pasangan G dan C lebih stabil daripada pasangan A dan T Purves et
al., 2003; Yuwono, 2009; Muladno, 2011. Monomer nukleotida mempunyai gugus hidroksil pada posisi karbon 3’,
gugus fosfa t pada posisi karbon 5’ dan basa pada posisi karbon 1’ molekul gula.
Nukleotida satu dengan lainnya berikatan melalui ikatan fosfodiester antara gugus 5’ fosfat dengan 3’ hidroksil Gaffar, 2007; Raven dan Johnson, 2002.
2.3.2 . DNA Mitokondria
Mitokondria merupakan organel berbentuk tubular atau seperti sosis dengan ukuran hampir sama dengan bakteri dan ditemukan di semua sel eukariotik
Raven dan Johnson, 2002. Fungsi utama mitokondria adalah mengkonversi suatu potensi energi kimia menjadi bentuk energi yang dapat digunakan oleh sel:
molekul berenergi tinggi ATP Purves et al., 2003. Mitokondria merupakan organel yang terdapat di dalam sitoplasma yang mempunyai DNA sendiri, yang
disebut DNA mitokondria atau disingkat menjadi mtDNA. Ukuran mtDNA sangat pendek, biasanya kurang dari 17.000 bp dan tersusun atas gen yang mengontrol
metabolisme selular. Jika setengah dari DNA inti diperoleh dari garis maternal dan setengah lagi diperoleh dari garis paternal, maka mtDNA seluruhnya berasal
dari garis maternal. Berdasarkan kandungan basa guaninnya, mtDNA dibagi menjadi dua untai yaitu untai yang kaya G disebut untai berat heavy strand dan
yang mengandung sedikit G disebut untai ringan light strand Reyes et al., 1998.
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Berdasarkan jenis gennya, genom mitokondria dibagi menjadi dua bagian, yaitu daerah penyandi coding dan daerah bukan penyandi non coding region.
Daerah penyandi terdiri dari 37 gen yaitu 13 gen penyandi protein yang berperan penting di dalam transpor elektron dan fosfolirasi oksidatif, dua gen penyandi
rRNA ribosomal Ribonucleic Acid, dan 22 gen penyandi tRNA transfer RNA. Gen tersebar secara asimetris pada kedua untai DNA. Untai berat mtDNA
mengandung 28 gen yaitu dua gen penyandi rRNA 12S rRNA dan 16S rRNA, 12 gen penyandi protein yang terdiri dari enam NADH Dehidrogenase ND1,
ND2, ND3, ND4, ND5,, Cytochrome c Oxydase COX1, COX2, COX3, sebuah Cytochrome b Cyt. B, dua ATPase ATP6, ATP8, dan 14 gen penyandi tRNA
yang terdiri dari fenilanalin tRNA
Phe
, leusin tRNA
Leu
, valin tRNA
Val
, isoleusin tRNA
Ile
, metionin tRNA
met
, triptofan tRNA
Trp
, asam aspartat tRNA
Asp
, lisin tRNA
Lys
, glisin tRNA
Gly
, arginin tRNA
Arg
, histidin tRNA
His
, serin tRNA
Ser
, leusin tRNA
Leu
, dan treonin tRNA
Thr
. Sedangkan untai ringan mtDNA mengandung sisanya sembilan gen yaitu, satu gen
penyandi protein yaitu NADH Dehidrogense 6 ND6 dan delapan gen penyandi tRNA yang terdiri dari asam glutamat tRNA
Glu
, prolin tRNA
Pro
, serin tRNA
Ser
, tirosin tRNA
Tyr
, sistin tRNA
Cys
, asparagin tRNA
Asn
, alanin tRNA
Ala
, dan glutamin tRNA
Glu
. Daerah bukan penyandi genom mitokondria hanya terdiri dari daerah kontrol control region atau d-loop displacement loop
Reyes et al., 1998.
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Gambar 2. Struktur DNA Mitokondria Passarge, 2007
DNA mitokondria bersifat khusus yang diturunkan melalui induk betina tanpa mengalami rekombinasi. Adanya sifat tersebut dapat digunakan untuk suatu
rekonstitusi historik dari genealogi matrilinier suatu spesies maupun antar populasi yang ada. Beberapa hal yang mendukung penggunaan mtDNA sebagai
penanda dalam studi keragaman genetik dan studi biologi populasi pada hewan yaitu Solihin, 1994:
1. DNA mitokondria terdapat dalam jumlah kopi yang tinggi. Jumlah kopi yang tinggi ini menjadikannya mudah diisolasi dan dipurifikasi untuk berbagai
keperluan analisis genom. 2. Ukuran DNA mitokondria relatif kecil 14-39 kb sehingga dapat dipelajari
sebagai satu kesatuan yang utuh. 3. Bagian-bagian dari genom mitokondria berevolusi dengan kecepatan yang
berbeda. Tingkat evolusi dari suatu bagian DNA merupakan faktor penting yang menentukan penggunaan penanda DNA dalam studi sistematika dan
biogeografi. Gen-gen yang terkonservasi dengan baik dapat dijadikan sebagai dasar penulusuran kesamaan asal muasal sedangkan bagian yang berubah
UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
cepat digunakan untuk mengetahui seberapa cepat divergensi dalam spesies tersebut terjadi.
4. Genom mitokondria berukuran kecil karena mtDNA hewan tidak memiliki intron ataupun spacer yang berukuran besar antar gennya.
5. Penyusunan mtDNA sangat polimorf, baik untuk intrapopulasi maupun interspesies.
2.3.3. Isolasi DNA
