ASAM NUKLEAT
ASAM NUKLEAT
Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik.
Asam nukleat yang paling umum adalah Asam
deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat
(RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel
hidup serta pada virus
Struktur
Asam nukleat dinamai demikian karena
keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. ASAM INTI (merupakan penyusun
utama inti sel)
Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida.
Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan
sebuah gugus fosfat.
Ingat: basa nitrogen, gula pentosa, gugus fosfat
Struktur
Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut
(misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa).
Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan:
adenin, sitosin, dan guanin dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timin dapat
ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
SEJARAH PENEMUAN ASAM NUKLEAT
1879, Albrecht Kossel menemukan asam
nukleat yang tersusun oleh suatu
gugus gula, gugus fosfat, dan gugus
basa
• Gula pada asam
nukleat adalah ribosa.
• Ribosa (b-D-furanosa) adalah gula pentosa (jumlah karbon 5).
• Perhatikan penomoran.
• Dalam penulisan diberi tanda prime(') untuk membedakan
penomoran pada basa nitrogen
5
1 2 3
4
GULA RIBOSA
PERHATIKAN
• Ikatan gula ribosa dengan basa nitrogen (pada atom karbon nomor 1).
• Ikatan gula ribosa dengan gugus fosfat (pada atom karbon nomor 5).
• Gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2
BASA NITROGEN
• Basa nitrogen berikatan dengan ikatan-b pada atom karbon nomor1' dari gula ribosa atau
deoksiribosa.
• Pirimidin berikatan ke gula ribosa pada atom N-1 dari struktur cincinnya.
• Purin berikatan ke gula ribosa pada atom N-9 dari struktur cincinnya.
BASA PIRIMIDIN DAN PURIN
Perhatikan struktur cincinnya
BASA-BASA DALAM ASAM NUKLEAT
GUGUS FOSFAT
Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil
disebut nukleotida.
RIBONUKLEOTIDA
• Gula ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen (dalam contoh di samping adalah suatu pirimidin, urasil dan sitosin)
pada atom karbon nomor 1‘nya disebut ribonukleosida (dalam contoh di samping adalah uridin dan sitidin).
• Ribonukleosida yang
terfosforilasi pada atom karbon nomor 5‘nya disebut
ribonukleotida (dalam contoh di samping adalah uridilat atau sitidilat)
• Penyampaian ribonukleotida
biasana dalam bentuk singkatan (misalnya) U, atau UMP (uridin monofosfat)
RIBONUKLEOTIDA UTAMA
Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada pirimidin) yang berikatan dengan atom C nomor 1’
dari ribosa
KERAGAMAN IKATAN FOSFAT
• Hidrolisis RNA oleh enzim
menghasilkan ribonukleosida 5’-
mono-fosfat atau ribonukleosida 3'-monofosfat.
KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT
2 1 3
Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat
ASAM NUKLEAT (2)
ASAM NUKLEAT
Monomer nukleotida dapat berikatan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester antara -OH di atom C nomor 3‘nya dengan gugus fosfat dari nukleotida berikutnya.
Kedua ujung poli- atau oligonukleotida yang dihasilkan menyisakan gugus fosfat di atom karbon nomor 5'
nukleotida pertama dan gugus hidroksil di atom karbon nomor 3' nukleotida terakhir.
KERANGKA GULA-FOSFAT
• Oleh karenanya kerangka dasar polinukleotida atau asam nukleat tersusun atas residu fosfat dan ribosa yang berselang-seling.
• Urutan basa dalam polinukleotida ditulis dari ujung yang memiliki gugus fosfat di atom karbon nomor 5' ke ujung yang memiliki
gugus hidroksil di atom karbon nomor 3‘, atau biasa disebut ujung 5' ke 3': 5'-ATGCTAGC-3'
• Perhatikan bahwa kerangka dasar polinukleotida memiliki muatan negatif.
BASA NITROGEN DAPAT BERPOSISI
SYN- ATAU ANTI-
KONFORMASI KERANGKA DASAR GULA-FOSFAT
• Polinukleotida memiliki
kebebasan berotasi tak terbatas, kecuali pada kerangka cincin
ribosanya.
NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT
Ribonukleotida adalah penyusun RNA
Ribonukleotida
RNA
KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAM NUKLEAT
Organisme A G C T
Escherichia coli 24,7 26,0 25,7 23,6
Khamir 31,3 18,7 17,1 32,9
Gandum 27,3 22,7 22,8 27,1
Salmon 29,7 20,8 20,4 29,1
Ayam 28,8 20,5 21,5 29,3
HASIL PENELITIAN CHARGAFF
1.
Asam nukleat yang diisolasi dari berbagai jaringan organisme yang sama memiliki
komposisi basa yang sama (dlm 1 individu)
2.
Komposisi basa Asam nukleat beragam pada organisme yang berbeda
3.
Komposisi basa Asam nukleat suatu spesies tidak berubah oleh umur, nutrisi, dan
lingkungan
4.
Jumlah residu adenin selalu setara dengan
jumlah residu timin, sedangkan jumlah residu
guaninn selalu setara dengan jumlah residu
sitosin
Chargaff's rules
Chargaff found that a peculiar regularity in the ratios of nucleotide bases. In the DNA of each species he studies, the number of adenines
approximately equaled the number of thymine, and the number of guanines approximately equaled the number of cytosine. In human DNA, for example, the four bases are present in these percentages:
A=30.9% and T=29.4%; G=19.9% and C=19.8%.
The A=T and G=C equalities, later known as
Chargaff's rules, helped Watson and Crick to
discover the structure of DNA.
KESIMPULAN PENELITIAN CHARGAFF
Asam nukleat merupakan bahan penentu sifat mahluk hidup
Asam nukleat diturunkan/ditransfer dari
induk ke keturunannya
MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN
DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di
atom C nomor 2’, lebih stabil
RIBOSA vs DEOKSIRIBOSA
• Turunan penting dari ribosa adalah 2'-
deoksiribosa, sering hanya disebut
deoksiribosa, yang pada karbon nomor 2‘nya OH digantikan oleh H.
• Deoksiribosa ditemukan di DNA (deoxyribonucleic
acid)
• Ribosa ditemukan di RNA (ribonucleic acid).
• Penggantian –OH oleh H di atom C nomor 2
mempengaruhi struktur!
DNA RNA
DEOKSIRIBONUKLEOTIDA – PENYUSUN DNA
Penyampaian Deoksiribonukleotida biasanya dalam bentuk singkatan (misalnya) A, atau dA (deoksiA), atau dAMP (deoksiadenosin
monofosfat)
• Gula 2'-deoksiribosa yang
berikatan dengan basa nitrogen (dalam contoh di samping
adalah purin - adenin dan guanin)
pada atom karbon nomor 1‘nya disebut deoksiribonukleosida
(dalam contoh di samping adalah deoksiadenosin dan deoksiguanosine).
• Deoksiribonukleosida yang
terfosforilasi pada atom karbon nomor 5‘nya disebut
Deoksiribonukleotida (dalam contoh di samping adalah deoksiadenilat dan
deoksiguanilat).
DEOKSIRIBONUKLEOTIDA UTAMA
PENAMAAN NUKLEOTIDA (1)
PENAMAAN NUKLEOTIDA (2)
ASAM NUKLEAT
Monomer nukleotida dapat
berikatan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester antara -OH di atom C nomor 3‘nya dengan gugus fosfat dari nukleotida
berikutnya.
Kedua ujung poli- atau
oligonukleotida yang dihasilkan menyisakan gugus fosfat di
atom karbon nomor 5'
nukleotida pertama dan gugus hidroksil di atom karbon nomor 3' nukleotida terakhir.
IKATAN HIDROGEN ANTAR RANGKAIAN BASA DNA
Watson-Crick base pairing
NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT
Deoksiribonukleotida adalah penyusun DNA
Deoksiribonukleotida DNA
H
STRUKTUR DNA
• DNA terdiri atas dua
rangkaian heliks anti-paralel (paralel berlawanan arah) yang melilit ke kanan suatu poros.
• Ukuran lilitan adalah 36 Å, yang mengandung 10.5
pasangan basa per putaran.
• Kerangka yang berselang- seling antara gugus
deoksiribosa dan fosfat terletak di bagian luar.
• Ikatan hidrogen antara basa purin dan pirimidin terletak d bagian dalam.
RANGKAIAN BENANG DNA
• Basa penyusun suatu benang DNA yang antiparallel tidak sama
melainkan bersifat komplemen terhadap benang pasangannya.
• Basa C berpasangan dengan G, sedangkan A dengan T. Hal ini sangat bemanfaat dalam kaitan untuk penyimpanan dan
pemindahan.
DIMANA ASAM NUKLEAT BERPERAN?
• DNA mengandung gen, informasi yang mengatur sintesis protein dan RNA.
• DNA mengandung bagian-bagian yang menentukan pengaturan ekspresi gen (promoter, operator, dll.)
• Ribosomal RNA (rRNA) merupakan komponen dari ribosom, mesin biologis pembuat protein
• Messenger RNAs (mRNA) merupakan bahan pembawa informasi genetik dari gen ke ribosom
• Transfer RNAs (tRNAs) merupakan bahan yang menterjemahkan informasi dalam mRNA menjadi urutan asam amino
• RNAs memiliki fungsi-fungsi yang lain, di antaranya fungsi-fungsi katalis
Terima Kasih
TUGAS INDIVIDU
MEMBUAT PAPER TENTANG
“ASAM NUKLEAT: STRUKTUR DAN FUNGSI”
Bentuk file, minimal 5 hal ukuran A4
Diberi nama, NIM dan No Absen
Kirim ke [email protected]
