Membuat struktur DNA

 Laporan Percobaan Sederhana Model Tiga Dimensi Struktur DNA 

'Membuat Model Struktur DNA menggunakan bahan sederhana'

Disusun oleh :

1. Putri Devi Rudiani

2. Raihannah Naura .R.

3. Rara Annisa

4. Rika Handayani

5. Shafa Riandani

SMA ARRAHMAN DEPOK 2021/2022

Kata Pengantar

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat sehat wal'afit serta memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas Laporan Percobaan yang berjudul Membuat Model DNA menggunakan bahan sederhana

Adapun tujuan dari Laporan Percobaan ini adalah untuk memenuhi tugas Ibu Ratna Kania selaku guru yang mengajar Biologi. Selain itu, Laporan Percobaan ini juga bertujuan untuk menambah wawasan tentang materi DNA bagi para pembaca dan juga bagi penulis.

Kami mengucapkan terima kasih kepada Ibu Ratna Kania selaku guru pengajar mata pelajaran Biologi yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan sesuai dengan mata pelajaran Biologi yang kami tekuni.

Kami juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian pengetahuannya sehingga Kami dapat menyelesaikan Laporan Percobaan sederhana ini.

Kami menyadari, Laporan Percobaan yang kami buat ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan kami nantikan demi kesempurnaan Laporan Percobaan sederhana ini.

Bab I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

DNA (Deoxyribonucleic Acid)

Merupakan asam nukleat yang terdapat pada setiap makhluk hidup dan beberapa virus yang berperan sebagai penyimpan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah salah satu jenis asam nukleat yang memiliki kemampuan pewarisan sifat. Keberadaan asam deoksiribonukleat ditemukan di dalam nukleoprotein yang membentuk inti sel. James Dewey Watson dan Francis Crick merupakan ilmuwan pertama yang mengajukanm model struktur DNA pada tahun 1953 dengan bentuk pilinan ganda. Setiap DNA tersusun dari dua buah rantai polinukleotida. DNA merupakan sejenis biomolekul yang menyimpan dan menyandi instruksi-instruksi genetika setiap organisme dan banyak jenis virus. Instruksi-instruksi genetika ini berperan penting dalam pertumbuhan, perkembangan, dan fungsi organisme dan virus. DNA merupakan asam nukleat; bersamaan dengan protein dan karbohidrat, asam nukleat adalah makromolekul esensial bagi seluruh makhluk hidup yang diketahui. Kebanyakan molekul DNA terdiri dari dua unting biopolimer yang berpilin satu sama lainnya membentuk heliks ganda. Dua unting DNA ini dikenal sebagai polinukleotida karena keduanya terdiri dari satuan-satuan molekul yang disebut nukleotida. Tiap-tiap nukleotida terdiri atas salah satu jenis basa nitrogen (guanina (G), adenina (A), timina (T), atau sitosin/cytosine (C)), gula monosakarida yang disebut deoksiribosa, dan gugus fosfat. Nukleotida-nukelotida ini kemudian tersambung dalam satu rantai ikatan kovalen antara gula satu nukleotida dengan fosfat nukelotida lainnya. Hasilnya adalah rantai punggung gula-fosfat yang berselang-seling. Menurut kaidah pasangan basa (A dengan T dan C dengan G), ikatan hidrogen mengikat basa-basa dari kedua unting polinukleotida membentuk DNA unting ganda.

Dua unting DNA bersifat anti-paralel, yang berarti bahwa keduanya berpasangan secara berlawanan. Pada setiap gugus gula, terikat salah satu dari empat jenis nukleobasa. Urutan asam nukleat empat nukleobasa di sepanjang rantai punggung DNA inilah yang menyimpan kode informasi biologis. Melalui proses biokimia yang disebut transkripsi, unting DNA digunakan sebagai templat untuk membuat unting RNA. Unting RNA ini kemudian ditranslasikan untuk menentukan urutan asam amino protein yang dibangun.

Struktur kimia DNA yang ada membuatnya sangat cocok untuk menyimpan informasi biologis setiap makhluk hidup. Rantai punggung DNA resisten terhadap pembelahan kimia, dan kedua-dua unting dalam struktur unting ganda DNA menyimpan informasi biologis yang sama. Karenanya, informasi biologis ini akan direplikasi ketika dua unting DNA dipisahkan. Sebagian besar DNA (lebih dari 98% pada manusia) bersifat non-kode, yang berarti bagian ini tidak berfungsi menyandikan protein.

Dalam sel, DNA tersusun dalam kromosom. Semasa pembelahan sel, kromosom-kromosom ini diduplikasi dalam proses yang disebut replikasi DNA. Organisme eukariotik (hewan, tumbuhan, fungi, dan protista) menyimpan kebanyakan DNA-nya dalam inti sel dan sebagian kecil sisanya dalam organel seperti mitokondria ataupun kloroplas. Sebaliknya organisme prokariotik (bakteri dan arkaea) menyimpan DNA-nya hanya dalam sitoplasma. Dalam kromosom, protein kromatin seperti histon berperan dalam penyusunan DNA menjadi struktur kompak. Struktur kompak inilah yang kemudian berinteraksi antara DNA dengan protein lainnya, sehingga membantu kontrol bagian-bagian DNA mana sajakah yang dapat ditranskripsikan.

Para ilmuwan menggunakan DNA sebagai alat molekuler untuk menyingkap teori-teori dan hukum-hukum fisika, seperti misalnya teorema ergodik dan teori elastisitas. Sifat-sifat materi DNA yang khas membuatnya sangat menarik untuk diteliti bagi ilmuwan dan insinyur yang bekerja di bidang mikrofabrikasi dan nanofabrikasi material. Beberapa kemajuan di bidang material ini misalnya origami DNA dan material hibrida berbasis DNA.

1.2 Perumusan Masalah

1. Apa itu Gen?

2. Apa itu DNA?

3. Sejarah DNA

4. Struktur DNA?

5. Fungsi DNA

6. Sifat-sifat DNA?

1.3 Tujuan Penulisan

Laporan percobaan ini bertujuan untuk :

1. Menambah wawasan terhadap materi DNA

2. Menambah wawasan terhadap Sifat-sifat DNA

3. Mengetahui cara pembuatan model DNA dari barang sederhana

1.4 Manfaat Penulisan

Menambah pengetahuan serta wawasan bagi masyarakat dan untuk kita semua tentang materi DNA dan Sifat sifat DNA. serta mengenalkan bagaimana struktur DNA

Bab II

LANDASAN TEORI

1. Pengertian Gen

Gen pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Hunt Morgan, ahli Genetika dan 

Embriologi Amerika Serikat (1911), yang mengatakan bahwa substansi hereditas 

yang dinamakan gen terdapat dalam lokus, di dalam kromosom. Gen merupakan 

unit terkecil dari suatu makhluk hidup yang mengandung substansi hereditas, 

terdapat di dalam lokus gen. Gen terdiri dari protein dan asam nukleat (DNA dan 

RNA), berukuran antara 4 – 8 m (mikron).

Gen mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

- Mengandung informasi genetik.

- Tiap gen mempunyai tugas dan fungsi berbeda.

- Pada waktu pembelahan mitosis dan meiosis dapat mengadakan duplikasi.

- Ditentukan oleh susunan kombinasi basa nitrogen

- Sebagai zarah yang terdapat dalam kromosom

Gen merupakan unit terkecil materi genetik dan terdapat dalam setiap lokus yang 

khas pada kromosom, yang terdiri atas sepenggal DNA yang menentukan sifat 

individu melalui pembentukan polipeptida. Jadi, gen berperan penting dalam 

mengontrol sifat-sifat individu yang diturunkan. Sebagai materi hereditas, gen 

memiliki beberapa fungsi, antara lain:

- Sebagai zarah tersendiri yang ada pada kromosom.

- Menyampaikan informasi genetik dari induk kepada keturunannya.

- Mengatur proses metabolisme dan perkembangan

Kegiatan sel dikendalikan oleh gen di dalam inti. Pengendalian ini dilakukan dengan 

menyusun materi tertentu yang sesuai dengan pola gen untuk membentuk suatu 

rantai asam amino (polipeptida). Polipeptida tersebut difungsikan menjadi enzim 

yang akan mengatur reaksi metabolisme dalam sel. Walaupun demikian, gen-gen 

dapat diumpamakan dalam satu deretan berurutan dan teratur pada benang 

kromosom. 

Di dalam sel tubuh, kromosom biasanya berpasangan. Sepasang kromosom 

merupakan homolog sesamanya, artinya keduanya mempunyai bentuk yang sama 

dan lokus gen-gen yang bersesuaian. Gen-gen yang terdapat pada lokus yang 

bersesuaian ini disebut alel. Alel dapat memiliki tugas yang sama atau berlawanan 

untuk suatu pekerjaan tertentu. Alel yang mempunyai tugas yang sama disebut alel 

homozigot. Sedangkan, alel yang tugasnya berbeda disebut alel heterozigot. Karena 

genotipe diekspresikan menjadi suatu fenotipe, alel dapat menyebab kan 

perbedaan penampilan di antara individu dalam suatu populasi. Alel adalah gen-gen 

yang menempati atau terletak pada lokus yang sama pada kromosom homolognya 

yang mempunyai tugas berlawanan untuk suatu sifat tertentu

2. Pengertian DNA

DNA (Deoxyribonucleic Acid)

Merupakan asam nukleat yang terdapat pada setiap makhluk hidup dan beberapa virus yang berperan sebagai penyimpan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.

Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan singkatan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah salah satu jenis asam nukleat yang memiliki kemampuan pewarisan sifat. Keberadaan asam deoksiribonukleat ditemukan di dalam nukleoprotein yang membentuk inti sel. James Dewey Watson dan Francis Crick merupakan ilmuwan pertama yang mengajukanm model struktur DNA pada tahun 1953 dengan bentuk pilinan ganda. Setiap DNA tersusun dari dua buah rantai polinukleotida. DNA merupakan sejenis biomolekul yang menyimpan dan menyandi instruksi-instruksi genetika setiap organisme dan banyak jenis virus.

DNA sendiri merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotida 

(polinukleotida).

3. Sejarah DNA

> Johannes Friedrich Miescher

Tahun 1869 : Menyebut DNA dengan nama Nuclein

> James Watson dan Francis Crick

Menemukan model yang merepresentasikan struktur 3D dari DNA. Menurut mereka struktur DNA memiliki struktur Double Helix (ganda berpilin)

4. Struktur DNA

> DNA double helix

Untai ganda dan berpilin yaitu 2 buah untai yang saling berhadapan secara antiparalel satu sama lain.

> DNA

Polimer yang tersusun oleh monomer nukleotida.

Setiap nukleotida tersusun atas gugus fosfat, gula pentosa dan basa nitrogen

> Purin berpasangan dengan pirimidin yaitu :

• Adenin (A) dengan Timin (T) -> dihubungkan 3 ikatan hidrogen

• Guanin (G) dengan Sitosin (C) -> dihubungkan dengan 2 ikatan hidrogen

Aturan Chargaff

Jumlah Purin = Pirimidin

               A + T   = G + C

> DNA tersusun atas polinukleotida (banyak nukleotida)

> Antara nukleotida satu dan nukleotida lainnya dihubungkan oleh ikatan fosfodiester

5. Fungsi DNA

> Penyimpan informasi genetik dari satu generasi ke generasi berikutnya.

> Mengontrol reaksi metabolisme yang terjadi dalam sel.

6. Sifat sifat DNA

Molekul DNA mempunyai sifat-sifat, antara lain:

- DNA berbagai organisme mempunyai kandungan adenine (A) yang sama dengan 

Timin 

- (T). Perbedaan antara DNA dari spesies yang berlainan terletak antara 

kandungan A + T atau G + C.

- Setiap molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida. Antara kedua basa 

yang berpasangan terbentuk ikatan hidrogen. Adanya ikatan ini memberikan 

kelenturan pada DNA.

- DNA merupakan struktur yang aktif melakukan fungsi biologi

Bab III
PEMBAHASAN

DNA (Deoxyribonucleic acid)

DNA berperan sebagai pembawa informasi genetik dari satu generasi ke generasi 

lain. DNA sendiri merupakan polimer besar yang tersusun atas unit-unit nukleotida 

(polinukleotida)

Sebuah nukleotida tersusun atas:

- Gugus gula deoksiribosa (gula dengan lima atom karbon atau pentosa)

- Gugus asam fosfat (fosfat terikat pada C kelima dari gula)

- Gugus basa nitrogen (gugus ini terikat pada C pertama dari gula)

Jadi dikatakan 1 nukleotida terdiri atas 1 fosfat, 1 Gula, 1 Basa nitrogen yang 

tersusun secara berurutan. 

Dari gambar polinukleotida tersebut apakah kalian dapat menghitung berapa 

jumlah nukleotidanya?

Molekul gula ini terikat pada basa nitrogen yang tersusun atas basa purin dan basa 

pirimidin. Basa purin tersusun atas guanine (G) dan adenin (A), sedangkan basa 

pirimidin tersusun atas timin (T) dan sitosin atau Cytosine (C). Perhatikan gambar 

berikut.

Ikatan antara A-T membentuk dua ikatan hidrogen, sedangkan antara C-G 

membnetu tiga ikatan hidrogen. Adanya tiga ikatan hdrogen ini menghasilkan 

ikatan C-G lebih kuat dari ikatan A-T. Spesifikasi pasangan basa ini disebut dengan 

komplementaritas atau complementaryty. 

Molekul DNA mempunyai sifat-sifat, antara lain:

- DNA berbagai organisme mempunyai kandungan adenine (A) yang sama dengan 

Timin 

- (T). Perbedaan antara DNA dari spesies yang berlainan terletak antara 

kandungan A + T atau G + C.

- Setiap molekul DNA disusun oleh dua rantai polinukleotida. Antara kedua basa 

yang berpasangan terbentuk ikatan hidrogen. Adanya ikatan ini memberikan 

kelenturan pada DNA.

- DNA merupakan struktur yang aktif melakukan fungsi biologi.

DNA memiliki kemampuan untuk bereplikasi yaitu membentuk DNA baru yang 

sama persis dengan DNA asal. Terdapat 3 hipotesis replikasi DNA yaitu: replikasi 

konservatif, semi konservatif, dan dispersif. 

Faktor yang dibutuhkan untuk replikasi DNA:

- Polimerase DNA : berfungsi mempolimerisasi nukleotida-nukleotida

- Ligase DNA : berperan menyambung DNA

- Primase DNA : untuk memulai polimerisasi DNA pada lagging strand

- Helikase DNA : membuka jalinan DNA double heliks

Dibawah ini adalah cara membuat Model Struktur DNA dengan barang sederhana.

A. Judul : Membuat Model Tiga Dimensi Struktur DNA menggunakan bahan sederhana

 

B. Tujuan : tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengenalkan bagaimana Struktur DNA dan menentukan jenis asam amino yang dibentuk berdasarkan kode-kode dari basa nitrogen. Dan agar kita menjadi kreatif dan bisa berinovasi dalam hal kreativitas. Adapun tujuannya lainnya yaitu untuk menambah wawasan bagi pembaca serta penulis tentang materi DNA.

C. Lokasi (Waktu & Tempat) : Rumah ananda Rara Annisa - Siang Hari.

D. Alat dan bahan :

1. Tusuk gigi

2. Gunting 

3. Penggaris 

4. Spidol

5. Kuas 

6. Palet

7. Stik kayu / stik ice cream

8. Cat poster

9. Clay

10. Karton

11. Styrofoam

12. Penyangga

13. Lem

E. Langkah langkah kerja (Pembuatan)

1). Beri batas (jarak 2,5 cm) pada penggaris

2). Masukkan cat ke palet, campur dengan air dan aduk sampai cat merata

3). Cat stick kayu/stick ice cream, dengan keterangan :

a. Biru     = Timin

b. Hijau   = Guanin

c. Merah = Adenin (berpasangan dengan Timin (Biru))

d. Kuning = Sitosin (berpasangan dengan Guanin (Hijau))

Dan, tunggu hingga kering

4). Buat bola kecil dari clay sebagai fosfat

5). Lalu, buat bola lebih besar sebagai gula deoksiribosa

6). Letakkan gula diujung nitrogen

7). Letakkan penyangga di stand sementara

8). Tempelkan basa nitrogen ke penyangga

9). Lanjutkan ke stick-stick berikut nya dengan pola berputar.

10). Patahkan/potong tusuk gigi menjadi 2 bagian

11). Tancapkan bola fosfat ke tusuk gigi

12). Tusukkan ke bola gula deoksiribosa

13). Ulangi langkah sebelumnya

14). Ulangi sampai basa nitrogen yang terakhir

15). Pastikan tidak ada yang terlepas

16). Potong Styrofoam

17). Beri lubang dengan ditancapkan ke Styrofoam

18). Potong karton menggunakan gunting

19). Tempelkan diatas Styrofoam

20). Tancapkan DNA keatas Styrofoam pastikan bisa berputar

21). Tempelkan keterangan di atas Styrofoam yang dilapisi karton dengan keterangan sebagai berikut :

a. Biru     = Timin

b. Hijau   = Guanin

c. Merah = Adenin (berpasangan dengan Timin (Biru))

d. Kuning = Sitosin (berpasangan dengan Guanin (Hijau))

e. Bola Kecil = Fosfat

f. Bola Besar = gula deoksiribosa

PENUTUP 

Kesimpulan

DNA mengandung informasi genetic yang dapat diwariskan pada keturunan berikutnya. Berbentuk double heliks dengan struktur berbentuk benang panjang yang tersusun atas gula dan pospat serta basa nitrogen (adenine, timin, guanine dan sitosin/cytosine). Satu unit dasar yang menyusun molekul DNA disebut Nukleotida. Sebuah nukleotida tersusun atas pospat, gula deoksi ribose dan basa nitrogen (A, T, S, atau G). Kode-kode yang terdapat pada DNA digunakan untuk membuat protein dari asam amino di dalam sitoplasma. Proses pembentukan protein diawali dengan pembentukkan RNAd yang membuat salinan DNA di dalam inti, selanjutnya protein dibangun di ribosom.