BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi
genetika, yaitu seperangkat “ cetak biru “ tentang karakteristik aktual dan potensial yang
diterima oleh suatu organisme dari generasi sebelumnya, untuk kemudian diwariskan ke
generasi berikutnya. Asam Nukleat, terdiri dari dua macam, yaitu DNA dan RNA. Baik DNA
maupun RNA merupakan polimer atas unit-unit nukleotida. Suatu unit nukleutida terdiri atas
tiga bagian: gula pentosa, basa organik (senyawa heterosiklik yang mengandung nitrogen),
dan asam fosfat. Pentosa yang dikandung RNA adalah ribosa, sedangkan pentosa pada DNA
adalah deoksiribosa, yang kekurangan suatu satu atim oksigen dari ribose.
. Peran utama dari molekul DNA adalah penyimpanan jangka panjang informasi.
DNA sering dibandingkan dengan satu set cetak biru atau resep, atau kode, karena berisi
instruksi yang dibutuhkan untuk membangun komponen lain dari sel, seperti protein dan
molekul RNA. Segmen DNA yang membawa informasi genetik ini disebut gen, tetapi urutan
DNA lain yang memiliki tujuan struktural, atau terlibat dalam mengatur penggunaan
informasi genetik.
B. Rumusan masalah
1. Apa itu RNA dan apa itu DNA?
2. Bagaimana replikasi DNA?
4. Apa saja sifat-sifat dan fungsi RNA?
5. Bagaimana translasi informasi genetik?
6. Bagaimana sandi atau kode genetik?
C. Tujuan
1. Untuk mengetahui apa itu RNA dan DNA.
2. Untuk mengetahui bagaimana replikasi DNA itu terjadi.
3. Untuk mengtahui bagaimana transkip informasi genetik.
4. Untuk mengetahui apa saja sifat-sifat dan fungsi RNA.
5. Untuk mengetahui bagaimana translasi informasi genetik.
BAB II PEMBAHASAN
A. DNA
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan
tempat penyimpananinformasi genetik.
Struktur DNA
Padatahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA
sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda
Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer
nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan
berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
a. Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
b. basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanin
= G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
c. gugus fosfat
Berikut susunan struktur kimia komponen penyusun DNA :
Baik purin atau pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu
molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor
elementer untuk sintesis DNA. Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan
senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat. DNA tersusun dari
Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata. Akan
tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).
Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitosin (C) selalu sama. Fenomena ini dinamakan
ketentuan Chargaff. Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua
ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan
membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).
Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang
terbentuk sepanjang rantai tersebut. karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak
mengherankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk
memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai
rangkap berpilin. Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga. Anak tangganya adalah
susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C. Kedua “tulang punggung tangganya”
adalah gula ribosa. Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara
kimia melalui ikatan fosfodiester.
DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas. Polaritas heliks
ganda berlawanan orientasi satu sama lain. Kedua rantai polinukleotida DNA yang
membentuk heliks ganda berjajar secara anti pararel.
B. RNA
RNA adalah hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan
polimer yang jauh lebih pendek dibanding DNA. RNA (ribonucleic acid) atau asam
ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur
informasi genetik. RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik
virus, terutama golongan retro virus. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang
dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian di translasi oleh sel inang untuk
menghasilkan virus-virus baru.
RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis
protein. RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim (ribosom) yang dapat mengkalis formasi
RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
Struktur RNA
RNA merupakan rantai tungga polinukleotida. Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga
gugus molekul, yaitu :
b. basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan
pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
c. gugusfosfat
Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang
dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis
DNA. Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau
ribonukleotida. RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA
merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.
Tipe RNA
RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ),
tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr
( RNA ribosomal ).
a. RNAd
RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan
basa rantai DNA. RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di
dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma). Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi
cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida. RNAd
berupa rantai tunggal yang relatif panjang.
b. RNAr
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom. Setiap subunit
ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom. Pada
salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian anti kodon pendek. Suatu asam amino akan
melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung anti kodon. Pelekatan ini
merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya
berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada
RNAd.
C. Perbedaan antara DNA dan RNA
Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita dapat menyimpulkan beberapa perbedaan
antara DNA dengan RNA sebagai berikut :
Komponen :
Gula pada DNA deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa
Basa nitrogen : – purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan
Guanin.
Pirimidin DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin
Bentuk : DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks) sedangkan RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin.
Letak : DNA terletak di dalamnukleus, kloroplas, mitokondria sedangkan RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria
D. Fungsi RNA
Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia
berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup
lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel
korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untukmenghasilkan virus-virus baru.
Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara
antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua
organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa
nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk ‘triplet’,
tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu
asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat ekspresi
genetik untuk keterangan lebih lanjut.
Penelitian Mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori
‘dunia RNA’, yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA merupakan bahan
genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.
Fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu:
1. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi,
berlangsung didalam inti sel.
2. RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.
3. RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini
E. Replikasi
Replikasi atau duplikasi atau disebut juga sintesis DNA artinya satu untai (single
strand) DNA mencetak satu untai pasangannya. Replikasi berlangsung dalam inti pada saat
fase S dari siklus sel. Replikasi DNA biasanya terjadi secara semikonservatif. Hal ini yang
menyebabkan DNA baru membawa informasi yang persis sama dengan DNA
induk atau cetakan.
Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada setiap sel, kecuali
sel gamet, pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan
memiliki informasi genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta
bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan “konjugat” dari rantai
pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai
pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada beberapa teori yang mencoba menjelaskan
bagaimana proses replikasi DNA ini terjadi.
Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA
baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggal merupakan rantai DNA
dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru
disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak sebagai
“cetakan” untuk membuat rantai pasangannya.
Proses replikasi memerlukan protein atau enzim pembantu; salah satu yang terpenting
dikenal dengan nama DNA polimerase, yang merupakan enzim pembantu pembentukan
rantai DNA baru yang merupakan suatu polimer. Proses replikasi diawali dengan pembukaan
untaian ganda DNA pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan
enzim girase yang mampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang terbentuk
akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua
rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda
tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah
membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka
setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut sampai seluruh rantai telah
benar-benar terpisah.
Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis
rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan
monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya
kesalahan sintesis amatlah kecil.
F. Transkripsi
Transkripsi merupakan proses pengkopian atau penyalinan molekul DNA menjadi
utas RNA yang komplementer atau merupakan tahap awal dari kompleksitas ekspresi
gen. Prosesnya berlangsung didalam inti. Transkripsi diatur oleh enzim RNA polimerase.
RNA polimerase menghubungkan nukleotida bersama-sama dengan mengkatalisis
pembentukan ikatan fosfodiester internukleotida. RNA polimerase dalam membuat RNA
menggunakan DNA untai tunggal. Setiap gen hanya mengendalikan satu protein, maka
dianggap hanya satu untai RNA yang dibuat.
Proses transkripsi ini berlangsung di dalam nukleus. Mula-mula, sebagian dari
itu. Basa pada RNA-d ini komplemen dengan basa penyusun pita DNA itu.Jadi, jika urutan
basa pada pita DNA adalah CTCGACTAA, maka urutan basa pada RNA-d adalah
GAGCUGAUU.
RNA polimerase dapat menambahkan nukleotida hanya memanjang ke satu arah.
Urutan nukleotida spesifik di sepanjang DNA menandai lokasi dimana transkripsi suatu gen
dimulai dan diakhiri. Molekul RNA yang telah menyalin nukleotida dari DNA atau dengan
kata lain RNA-d yang telah membawa pesan atau melalui tiga tahap yaitu: inisiasi
(permulaan), elongasi (pemanjangan) dan terminasi (penghentian).
G. Translasi (penerjemahan)
Translasi merupakan proses penerjemahan kodon-kodon pada mRNA menjadi
polipeptida. Hanya mRNA yang akan disintesis menjadi protein sedangakn tRNA dan rRNA
tidak disintesis menjadi protein. Translasi berlangsung pada ribosom, didalam proses
translasi kode-kode genetik merupakan aturan yang penting.Dalam proses translasi
(translation= penerjemahan), suatu sel menginterpretasi suatu pesan genetik dan membentuk
polipetida yang susuai. Pesan yang diterjemahkan berupa serangkaian kodon di sepanjang
molekul RNA-d, sedangkan penerjemahnya adalah RNA-t.
Fungsi RNA-t adalah mentransfer asam amino-asam amino dari sitoplsma ke
ribosom. Ribosom menambahkan tiap asam amino yang dibawa oleh RNA-t ke ujung rantai
polipeptida yang sedang memanjang. Ribosom juga memberikan permukaan yang cocok
untuk tempat melekatnya RNA-d dan merakit asam amino menjadi protein.
Asam amino dalam sintesis polipeptida perlu diaktivasi terlebih dahulu oleh ATP,
tiap asam amino mengikatkan diri pada RNA-t yang sesuai dengan dibantu oleh enzim
spesifik ini juga. Artinya, paling sedikit ada 20 enzim semacam ini di dalam sel, satu enzim
untuk tiap asam amino.
RNA-d yang telah ditranskripsi dari DNA, segera meninggalkan nukleus melalui
membran nukleus dan menuju ke ribosom di dalam sitoplasma. Setelah sampai di ribosom,
maka 3 nukleotida dari RNA-t yang disebut anti kodon berpasangan dengan 3 basa dari
RNA-d yang disebut kodon. Misalnya kodon RNA-d UUU yang diterjemahkan (ditranslasi)
sebagai asam amino fenialanin akan berpasangan dengan antikodon AAA dari RNA-t yang
membawa fenilalanin. Pada saat RNA-d meluncur melalui ribosom, fenilalanin akan
ditambahkan pada rantai polipeptida.
Informasi genetik akan ditranslasi kodon demi kodon. RNA-t bergantian datang
sambil membawa asam amino. Asam amino-asam amino itu ditambahkan pada rantai
polipetida sehingga polipetida semakin panjang. RNA-t yang telah melepaskan asam amino,
kemabali ke sitoplasma untuk mengulangi fungsinya.
H. Kode Genetik
1. Kode genetik adalah cara pengkodean urutan nukleotida pada DNA atau RNA untuk
menentukan urutan asam amino pada saat proses sintesis protein.
2. Informasi pada kode genetik ditentukan oleh basa nitrogen pada rantai DNA yang akan
menentukan susunan asam amino.
3. Mudahnya dari susunan kode kode genetik itu ternyata bisa digunakan sebagai bahasa
sandi antar DNA dan RNA untuk mengumpulkan asam amino yang merupakan kumpulan
BAB III PENUTUP
Kesimpulan
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan
tempat penyimpanan informasi genetik.
RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang
berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik. RNA sebagai penyimpan
informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus. RNA
sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein.
RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim ( ribozim ) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya
sendiri atau molekul RNA lain.
Replikasi atau duplikasi atau disebut juga sintesis DNA artinya satu untai (single
strand) DNA mencetak satu untai pasangannya. Replikasi berlangsung dalam inti pada saat
fase S dari siklus sel. Replikasi DNA biasanya terjadi secara semikonservatif. Hal ini yang
menyebabkan DNA baru membawa informasi yang persis sama dengan DNA
induk atau cetakan.
Transkripsi merupakan proses pengkopian atau penyalinan molekul DNA menjadi
utas RNA yang komplementer atau merupakan tahap awal dari kompleksitas ekspresi
gen. Prosesnya berlangsung didalam inti. Transkripsi diatur oleh enzim RNA polimerase.
RNA polimerase menghubungkan nukleotida bersama-sama dengan mengkatalisis
Translasi merupakan proses penerjemahan kodon-kodon pada mRNA menjadi
polipeptida. Hanya mRNA yang akan disintesis menjadi protein sedangakn tRNA dan rRNA
DAFTAR PUSTAKA
Prof.Dr.AD.Corebima,M.Pd.2008.Materi Genetik Pelatihan Materi Biologi Genetika SMA/MA.
Penerbit Universitas Negeri Malang
James D,Watson,dkk.1988. DNA Recombinaan Suatu Pelajaran Singkat.Jakarta. Penerbit
Erlangga
Ngili,Yohanis.Biokimia Dasar.Bandung.Penerbit Rekayasa Sains.
http://www.google.co.id/imgres?
imgurl=http://www.cs.stedwards.edu/chem/Chemistry/CHEM43/CHEM43/tRNA/trna1.gi
