veronikafoju

Biokimia asam nukleat


BAB 6

ASAM NUKLEAT

PENDAHULUAN

Asam nukleat  telah menjadi bahan penelitian sejak senyawa ini dapat diisolasi, terdapat dua jenis asam nukleat yakni asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA), asam nukleat terdapat dalam sel dan berperan dalam biosintesis protein. Molekul asam nukleat  membentuk polimer seperti halnya protein, hanya monomernya adalah nukleotida bukan asam amino. Untuk itu diharapkan setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa dapat :

  1. Menjelaskan pengertian asam nukleat.
  2. Menerangkan struktur  nukleotida dan nukleosida.
  3. Menerangkan cara isolasi asam nukleat.
  4. Menjelaskan struktur asam deoksiribonukleat.
  5. Menjelaskan struktur asam ribonukleat.

POKOK MATERI

  1. Pendahuluan

DNA merupakan makromolekul berupa benang sangat panjang yang terbentuk dari sejumlah besar deoksiribonukleotida, yang masing-masing tersusun  dari satu basa, satu gula, dan satu gugus fosfat.  Basa pada molekul DNA membawa informasi genetik, sedangkan gula  dan gugus fosfat mempunyai peranan struktural.

Gambar 6.1. Struktur ADP dan ATP

  1. Gula

DNA merupakan polimer unit-unit deoksiribonukleotida. Suatu molekul terdiri dari sebuah basa nitrogen, sebuah gula dan satu atau lebih gugus fosfat (gambar 6.2). Gula dalam deoksiribonukleotida merupakan deoksiribosa. Awalan deoksi menunjukkan bahwa gula  ini kekurangan satu atom oksigen yang ada pada ribosa, senyawa induknya.

Gambar 6.2.  Gula pentosa, Deoksiribosa dan Ribosa

Basa Nitrogen merupakan derivat purin dan pirimidin, purin dalam DNA adalah adenin (A) dan guanin (G) dan pirimidinnya adalah timin (T) dan sitosin (S) (gambar 6.3).

Gambar 6.3. Basa Purin dan Pirimidin

  1. Nukleosida dan Nukleotida

Sebuah nukleosida  terdiri dari basa purin dan pirimidin  yang berikatan dengan  gula. Keempat unit nukleosida  dalam DNA disebut deoksiadenosin, deoksi guanosin, deoksitimidin, dan deoksitidin.

Dalam sebuah deoksiribonukleosida (gambar 6.4),  N-9 dalam purin atau N-1 dalam pirimidin terikat  pada C-1 deoksiribosa. Konfigurasi ikatan N-glikosida ni adalah ikatan β (basanya terletak di atas bidang gulanya).

Suatu  nukleotida  merupakan suatu ester fosfat dari suatu nukleosida. Tempat esterifikasi yang paling umum  dalam nukleotida yang terdapat secara alamiah adalah gugus hidroksil C-5 pada gula. Senyawa seperti ini disebut nukleosida 5-fosfat atau 5-nukleotida. Misalnya dATP (gambar 6.4), merupakan prekursor  yang diaktifkan pada sintesis DNA; nukleotida ini diaktifkan kalau ada dua ikatan  fosfoanhidra dalam unit trifosfatnya. Bilangan dengan tanda menunjukkan atom pada gula,  sedangkan bilangan tanpa tanda  menunjukkan atom pada cincin purin atau pirimidin. Awalan d  dalam dATP menunjukkan bahwa gulanya berupa deoksiribosa untuk  membedakan  senyawa ini dari ATP gula dalam bentuk ribose.

Gambar 6.4. Nukleosida dan Nukleotida

  1. Struktur DNA dan RNA

Tulang punggung DNA, yang bersifat tetap disepanjang molekul , terdiri dari deoksiribosa yang berikatan dengan gugus-gugus fosfat, khususnya 3-hidroksil pada bagian gula  sebuah deoksiribonukleotida dihubungkan pada 5-hidroksil gula yang berdekatan melalui jembatan fosfidiester. Bagian yang bervariasi pada  DNA adalah urutan keempat macam basa (A,G, C, dan T). Unit-unit nukleotida tersebut  dinamakan deoksiadenilat, deoksiguanilat, deoksisitidilat, dan deoksitimidilat (gambar 6.5)

Gambar 6.5. Struktur DNA dan RNA

  1. Dobel Helix DNA

Pada tahun 1953, James Watson dan Francis Crick menggambarkan struktur  tiga dimensi DNA dan menyimpulkan  mekanisme replikasinya. Watson dan Crick  melakukan analisis gambaran difraksi sinar-X serat-serat DNA yang dibuat oleh Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins  dan menetapkan suatu model struktural yang pada dasarnya dapat dibuktikan.

Ciri-ciri model DNA adalah  ;

  1. Dua rantai heliks  polinukleotida melingkar menglilingi satu sumbu. Kedua rantai mempunyai arah yang berlawanan.
  2. Basa purin dan pirimidin  terdapat di bagian heliks, sedangkan unit-unit fosfat dan deoksiribosa terdapat dibagian luar.
  3. Diameter heliks adalah 20 A. Jarak antara  basa yang bersebelahan ialah 3,4 A pada poros heliks dengan sudut rotasi sebesar 360. Dengan demikian, perputaran heliks  berulang setelah 10 residu pada setiap rantai, yakni pada interval 34 A.
  4. Kedua rantai saling berhubungan melalui ikatan hidrogen  antara pasangan-pasangan basa. Adenin selalu berpasangan dengan timin, guanin selalu berpasangan dengan sitosin

Gambar 6.6. Dobel Heliks

  1. Struktur RNA

RNA digolongkan menjadi tiga macam yakni RNA transfer (tRNA), RNA ribosom (rRNA) dan RNA  kurir (mRNA)  yang masing-masing  mempunyai komposisi basa dan berat molekul yang khas dan terdiri dari rantai poliribonukleotida tunggal (gambar 6.5 dan gambar 6.7).

Gambar 6.7. Struktur α-helix RNA

RNA kurir (mRNA) terdiri dari basa A, G, S, dan U, dan disitensis di dalam  inti sel dalam proses transkripsi yakni proses penurunan urutan  basa dari salah satu untaian DNA pada kromosom dengan perantara enzim menjadi bentuk rantai tunggal mRNA. Basa mRNA yang terjadim ini merupakan komplemen urutan basa dalam  DNA tersebut.

Setelah proses transkripsi, mRNA keluar dari inti sel bergerak  ke ribosom, dan bersama-sama dengan ribosom memulai proses biosintesisi polipeptida, urutan triplet nukleotida adalah kodon yang terdapat  sepanjang rantai mRNA yang menentukan urutan residu asam amino yang membentuk rantai polipeptida.

tRNA berfungsi sebagai pembawa asam amino spesifik dalam proses biosintesis protein pada ribosom.

Dalam proses biosintesis protein, gugus amino akan dibawa ke ribosom dan dipindahkan ke rantai polipeptida yang sedang bertumbuh dalam proses pemanjangannya. rRNA membentuk 65 % berat ribosom.

LATIHAN

  1. Diskusikan pengertian asam nukleat.
  2. Diskusikan struktur  nukleotida dan nukleosida.
  3. Diskusikan struktur asam deoksiribonukleat dan ribonukleat.

RANGKUMAN

Asam nukleat terdiri dari campuran basa nitrogen, gula pentosa (deoksiribosa untuk deoksiribonukleat dan ribosa untuk ribonukleat). Terdapat dua jeni basa nitrogen yakni purin (guanin dan adenin) dan pirimidin (timin dan sitosin dalam DNA; urasil dan sitosin untuk RNA).

Dalam struktur asam nukleat, pirimidin atau purin berikatan dengan gula yang menghasilkan nukleosida. Nukleosida pada purin membentuk ikatan β-glikosida dari N-9 basa sampai C-1 gula, sedangkan pada pirimidin ikatannya ialah  dari N-1 basa sampai C-1 gula.

Nikleotida adalah ester asam fosfat dari nukleosida, dengan adanya fosfat pada posisi C-5. Nukleotida mengandung  gula deoksiribosa yakni deoksiribonukleotida dan nukleotida yang mempunyai ribosa disebut ribonukleotida.

Semua nukleotida  yang umum juga terdapat sebagai 5-difosfat (mempunyai dua fosfat) dan 5-trifosfat (mempunyai tiga fosfat).

Baik DNA dan RNA  merupakan polinukleotida yakni polimer  yang mengandung nukleotida sebagai unit berulang. Ikatan antara nukleotida  melalui ikatan fosfodiester antara C-3 dari suatu nukleotida dengan posisi 5 dari nukleotida lainnya. Ikatan ini akan berulang  sehingga menjadi struktur yang besar.

Struktur DNA

DNA adalah suatu molekul rangkap di mana dua rantai polinukleotida saling berikatan satu sama lain melalui pasangan basa purin dan pirimidin. Adenin dalam suatu rantai membentuk ikatan hydrogen dengan timin dalam untaian lainnya dan guanine berpasangan dengan sitosin dalam untaian lainnya. Kedua rantai ini dikatakan dalam keadaan komplementer.

Struktur RNA

RNA terdiri dari rantai poliribonukleotida dengan susunan basa yang biasanya adalah adenine, guanine, urasil dan sitosin. RNA berada dalam inti sel dan sitoplasma. RNA terdapat dalam beberapa bentuk seperti lekukan tangkai atai jepit rambut yang mempunyai peranan fungsional yang penting.

RNA digolongkan menjadi tiga macam yakni RNA transfer (tRNA), RNA ribosom (rRNA) dan RNA  kurir (mRNA). Ikatan fofsfodiester RNA dapat dilihat pada gambar berikut ini.

EVALUASI

  1. Jelaskan pengertian asam nukleat.
  2. Gambarkan dan jelaskan struktur  nukleotida dan nukleosida.
  3. Jelaskan tata cara isolasi asam nukleat.
  4. Gambarkan dan jelaskan struktur asam deoksiribonukleat.
  5. Gambarkan dan jelaskan struktur asam ribonukleat.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, P.N., A.D. Smith. 1982. Biochemistry Illustrated. Wilture Enterprises. Hong Kong.

Girindra, A. 1986. Biokimia 1. Gramedia. Jakarta.

Kay, E.R.M. 1966. Biochemistry : An Introduction to Dynamic Biology. Collier-Macmillan.Canada.

Kuchel, P., G. B. Ralston. 2006. Biokimia. Schaum. Terjemahan. Erlangga. Jakarta.

Lehninger, A..L., et al. 1997. Principles of Biochemistry. 2nd .Worth Publisher.    New York.

Ngili, Yohanis. 2009. Biokimia : Struktur dan Fungsi Biomolekul. Graha Ilmu. Yogyakarta.

Nur, M. A. 1990. Konsep Modern Biokimia I. PAU-Ilmu Hayat IPB. Bogor.

Poedjiadi, A., F.M. T. Supriyanti. 2006. Dasar-Dasar Biokimia. UI-Press. Jakaerta.

Stryer, L. 2000. Biokimia. Vol 2. Edisi 4. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.

Wirahadikusumah, M. 1981. Biokimia : Proteina, Enzima & Asam Nukleat. ITB. Bandung.

SENARAI

Asam Nukleat : terdiri dari DNA dan RNA

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Veronika

Flickr Photos

The Aged and the Ageless

Photonic Symphony

Kuifmees / Crested Tit / Mésange huppée

More Photos
%d bloggers like this: