Informasi genetik sebuah sel dalam bentuk DNA disimpan dalam
nukleus. Ruang di dalam nukleus terbatas dan harus berisi miliaran nukleotida
yang membentuk DNA sel. Oleh karena itu, DNA harus sangat terorganisir. Ada
beberapa tingkatan untuk kemasan DNA (Anonim, 2008).
Proses pengemasan DNA dan protein terjadi pada tahap
profase. Proses yang terjadi adalah sebagai berikut (Anonim, 2010):
1. Untai DNA dipintal dalam suatu protein histon. Protein
histon ini mengikat DNA menjadi suatu unit yang disebut nukleosom.
2. Nukleosom satu dengan lainnya bergabung membentuk benang
yang lebih padat dan terpintal menjadi lipatan lipatan yang disebut dengan
solenoid.
3. Solenoid satu dengan yang lainnya bergabung dan lebih padat
lagi membentuk benang yang disebut kromatin.
4. Benang benang halus kromatin memadat
membentuk lengan kromatid. Lengan kromatid berpasangan membentuk kromosom.
Kromosom juga digunakan sebagai cara
untuk mengacu pada dasar genetik dari suatu organisme baik sebagai diploid atau
haploid. Banyak sel eukariotik memiliki dua set kromosom dan disebut diploid.
Sel-sel lain yang hanya berisi satu set kromosom disebut haploid (Anonim, 2008)
Kromosom juga memainkan peran
penting dalam fenomena penuaan kematian terkait sel. Pada ujung kromosom yang
disebut telomere segmen. Sebagai DNA sel rusak, telomeres diperpendek. Setelah
telomere telah dikurangi ke tingkat, sel memutuskan bahwa hal itu tidak bisa
lagi memperbaiki dirinya sendiri dan inisiasi apoptosis, proses kematian
seluler. Hari ini, banyak upaya penelitian telah dikhususkan untuk menjelaskan
mekanisme tertentu dengan yang telomere menyebabkan kematian sel (Anonim, 2008)
Ø Pada Sel Prokariotik
Histon H1 letaknya di bagian
tepi nukleosom adanya molekul H1 berukuran lebih besar 20 pb disebut
dengan kromatosom. DNA nuklir dihubungkan dengan DNA-BINDING
protein atau yang disebut histones. Beberapa nuclease perlindungan chromatin
(DNA-HISTONE kompleks) mempertahankan struktur chromatin. Brown nuclease
merupakan perlindungan mengadakan percobaan yang kompleks yang diperlakukan
dengan suatu enzim untuk memotong DNA dan memposisikannya pada pasangannya.
Ukuran DNA fragmen menandai adanya posisi dari protein yang kompleks. (Hans
Jurgen Press. 1989).
Pengemasan terjadi dengan cara
pelilitan DNA di sekeliling sumbu nukleosom, Sumbu nukleosom tersusun
atas empat macam histon sumbu: H2A, H2B, H3, dan H4. Keempat macam histon ini berada
dalam bentuk oktamer (dua molekul) protein histon sumbu bersifat basa /
bermuatan positif (banyak arginin & lisin) (Godman, Arthur. 1996).
Setiap untai DNA sepanjang 146 pb
mengelilingi satu sumbu nukleosom, sedangkan bagian-bagian DNA lainnya menjadi
penghubung (linker) antara satu
sumbu nukleosom dan sumbu nukleosom berikutnya. Pelilitan DNA di sekeliling
sumbu nukleosom berlangsung dengan arah ke kiri atau terjadi superkoiling
negatif. Pelilitan terjadi demikian kuat karena DNA bermuatan negatif, sedangkan
histon sumbu bermuatan positif. Struktur ‘Beads-On-A-String’ yang
ditunjukkan di atas menghadirkan suatu pembongkaran format dari chromatin yang
terjadi hanya di nucleus. Terbentuknya rangkaian heliks nukleosom
terlihat sebagai serabut dengan diameter 30 nm yang dikenal sebagai serabut 30 nm. histon H1 berfungsi menstabilkan
struktur serabut 30 nm (Kimball, J.W. 1990).
Ø Pada sel Eukariotik
Berbeda dengan
DNA prokariot yang berbentuk sirkuler tertutup, DNA eukariot merupakan molekul
linier yang sangat panjang. Panjang DNA eukariot di dalam nukleus jauh melebihi
ukuran nukleus itu sendiri. Oleh karenanya, agar dapat dikemas di dalam
nukleus, DNA harus dimampatkan dengan suatu cara. Derajat pemampatan
(kondensasi) DNA dinyatakan sebagai nisbah pengepakan (packing
ratio)-nya, yaitu panjang molekul DNA
dibagi dengan panjang pengepakannya. Sebagai contoh, kromosom manusia yang
terpendek, yaitu kromosom nomor 21, berisi 4,6 x 107 pb DNA
(sekitar 10 kali ukuran genom E. coli). Ukuran DNA
kromosom ini setara dengan panjang 14.000 μm jika DNA ditarik lurus. Pada
kondisi yang paling mampat, yaitu selama mitosis, kromosom tersebut panjangnya
hanya sekitar 2 μm. Angka ini memberikan nisbah pengepakan sebesar 7.000
(14.000/2) (James Case
F.James, Vernon Estiers. 1971).
Untuk mencapai
nisbah pengepakan totalnya, DNA tidak langsung dikemas ke dalam struktur
terakhirnya (kromatin). Pengemasan DNA dilakukan melalui sejumlah tingkatan
organisasi kromosom. Tingkatan yang pertama diperoleh ketika DNA melilit-lilit
di sekeliling sumbu protein sehingga menghasilkan struktur seperti manik-manik
yang disebut nukleosom. Pada tingkatan ini
terdapat nisbah pengepakan sebesar 6. Tingkatan yang kedua adalah pemutaran
sejumlah nukleosom membentuk struktur heliks yang disebut serabut 30 nm. Struktur serabut 30 nm dijumpai baik
pada kromatin interfase maupun pada kromosom mitosis. Dengan struktur ini
nisbah pengepakan DNA meningkat menjadi sekitar 40. Pengemasan terakhir terjadi
ketika serabut 30 nm tersusun dalam sejumlah kala, struktur tangga, dan domain,
yang memberikan nisbah pengepakan tertinggi sebesar lebih kurang 1.000 pada
kromatin interfase dan 10.000 pada kromosom mitosis (Lud Waluyo, 2005).
Kromosom
eukariot terdiri atas suatu kompleks DNA-protein yang tersusun sangat kompak
sehingga memungkinkan DNA yang ukurannya begitu panjang tersimpan di dalam
nukleus. Istilah bagi struktur dasar kromosom adalah kromatin, sedangkan satuan
dasar kromatin adalah nukleosom. Dengan demikian, kromatin merupakan satuan
analisis kromosom yang menggambarkan struktur umum kromosom (Lud Waluyo, 2005).