STRUKTUR DNA DAN RNA

STRUKTUR

DNA DAN RNA

MATERIAL GENETIKA

• Informasi genetika dari organisme dibawa dalam bentuk molekul DNA yang pada beberapa

makhluk / organisme dalam bentuk RNA yang kemudian akan dipindahkan dalam bentuk

protein.

• Untuk mendapatkan informasi genetik maka utas DNA tersebut harus dipotong terlebih dahulu

menggunakan enzim restriksi tertentu sesuai

dengan utas DNA yang dikenalinya.

MATERIAL GENETIKA

Kromosom (Protein + Asam Nukleat)

Ekstra Kromosom: -. Plasmid( Pada Prokaryot) Ekstra Kromosom: -. Mitokondria

-. Kloroplas (organ yang (Pada Eukaryot ) berklorofil)

-.Sitoplasma

SANDI GENETIK

• Sandi ( kode ) genetik

• Adalah merupakan triplet kodon ( triplet code )

• Merupakan gabungan dari 3 nukleotida yang menyandikan asam amino

• Basa nukleotida terdiri dari A,G,C,T tetapi dalam proses alaminya triplet kodon dalam bentuk RNA ( sekuen basa mRNA → A,G,C,U)

• Basa tunggal mRNA tidak mengkode satu asam aminopun.

• Basa duplet (2 basa) : 4² → 16 asam amino < 20 asam amino

• Basa triplet (3 basa) : 4³ → 64 asam amino >> 20 asam amino sehingga satu asam amino dapat disandikan lebih dari satu triplet kodon

• Triplet kodon diawali / ditentukan menggunakan pendekatan sama dengan percobaan Nirenberg

• Dari 64 kodon → 61 menyandikan 20 asam amino

• 3 kodon yang tidak menyandikan asam amino adalah UAA

UAG stop codon UGA ( nonsense codon )

• Asam amino pertama adalah : AUG = Me onin → startcodon

• Kode genetik selain degenerated ( universal ) : Seperangkat kodon yang sama dipakai oleh semua organisme dan tipe sel.

• TABEL M RNA

BASA KEDUA

Basa pertama

U C A G Basa

ketiga

U

UUU Phe UUCUUA

UUG Leu

UCU UCC

ser

UCA UCG

UAU

Tyr UAC

UAA

Stop kodon UAG

UGU

Cys UGC

UGA Stop kodon UGG Trp

U C A G

C

CUU CUC

Leu CUA CUG

CCU CCC

Pro CCA

CCG

CAU

His CAC

CAA

Gln CAG

CGU CGC

Arg CGA

CGG

U C A G

A

AUU AUC Ile AUA

ACU ACC

Thr ACA

ACG

AAU

Asn AAC

AAA

Lys AAG

AGU

Ser AGC

AGA

Arg AGG

U C A G

G

GUU GUC

Val GUA GUG

GCU GCC

Ala GCA

GCG

GAU

Asp GAC

GAA

Glu GAG

GGU GGC

Gly GGA

GGG

U C A G AUG Met

STRUKTUR ASAM NUKLEAT

• Asam nukleat adalah suatu senyawa yang merupaka asam inti yang terdiri dari DNA dan RNA

• Merupakan rantai POLINUKLEOTIDA

yaitu : Makromolekul yang tersusun oleh molekul yang lebih sederhana yang disebut Nukleotida

• Nukleotida merupakan molekul yang tersusun atas

• satu gula,

• satu basa, dan

• satu fosfat.

• Nukleosida adalah kombinasi suatu gula pentosa yang dihubungkan

dengan basa purin atau pirimidin melalui ikatan C - N

NUKLEOTIDA

• Protein yang bergabung dengan asam nukleat .

• Nukleotida dalam sitoplasma dan dalam inti adalah sama tetapi jenis asam nukleatnya berbeda.

• Nukleotida tersusun atas :

1 Basa DNA

1 Gula Komponen yang essential

1 Fosfat RNA

• Gula → Ribosa & Deoksiribosa

• Basa → Adenin, Guanin, Timin, Sitosin

• Polinukleotida

adalah→ Ikatan antara 2 nukleotida dari 2 gugus fosfat yang terikat pada 2 pentosa → ikatan Fosfodiester

• Tiap struktur DNA / RNA merupakan suatu polinukleotida yang ujung-ujungnya C₃ & C₅

• Nukleotida & Nukleosida

No Nukleotida Nukleosida

1 Adenosin monofosfat Adenosin

2 Guanosin monofosfat Guanosin

3 Timidin monofosfat Timidin

4 Sitidin monofosfat Sitosin

5 Uridin monofosfat Uridin

STRUKTUR MOLEKUL DNA DAN RNA

• Bahan dasar penyusun molekul asam nukleat

JENIS DNA RNA

GULA DEOKSIRIBOSE RIBOSE

PIRIMIDIN -. ^SITOSIN

-. TIMIN

-. ^SITOSIN -. ^URASIL PURIN -. ^ADENIN

-. GUANIN

-. ^ADENIN

-. GUANIN

BASA PURIN DAN PIRIMIDIN

NUKLEOTIDA

 Nukleotida (nukleosida

fosfat) adl ester asam fosfat dr nukleosida

 merupakan nukleosida yg terfosforilasi.

 Berperan serta dlm sejumlah besar proses biokimiawi

 peran yg paling dikenal adl sbg prekursor monomer RNA dan DNA

NH₂ N

N

N N

OCH₂ P

O HO

O

OH OH

O

Basa (adenin)

1 3 2

4 5

Subunit Nukleotida dari DNA Subunit Nukleotida dari RNA

H

POLINUKLEOTIDA



Polimer mononukleotida



Deoksi asam ribonukleat (DNA)



Asam ribonuklaet (RNA)

DNA

 DNA merupakan struktur yang dibangun oleh KH pentosa (deoksiribosa), fosfat dan suatu basa dalam bentuk polimer dan berkombinasi membentuk helix ganda.

 Blok pembangun DNA adalah “5-carbon sugar deoxyribose”

yang saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester sehingga terbentuk dua untai ganda dengan tulang punggungnya dibentuk dari ikatan KH-fosfat pada bagian luar helix.

STRUKTUR DNA

 Kedua strand dari helix saling merupakan komplemeternya masing-masing.

 Setiap pentosa-nya juga terikat pada salah satu dari keempat basa yang terdiri dari adenine (A), guanine (G),

cytosine (C) atau thymine (T).

 Gula deoksiribosa dan fosfat yg menyusun DNA terletak dibgn luar molekul, sdgkan bs purin dan pirimidin t’letak di sebelah dlm untaian (heliks)

 Strand yang berlawanan diikat oleh suatu ikatan non kovalen diantara dua basa yang selalu berpasangan G dengan C oleh tiga ikatan hidrogen dan A dipasangkan dengan T oleh dua ikatan hidrogen.

 Terdapat dua posisi dari pentosa yang terikat pada gugus fosfat yaitu pada ujung 5’-P dan ujung 3’-OH.

Menurut James Watson & Francis

Crick

 Ukuran jarak antara pasangan basa

 0,34 nm (3,4

^o

A)

 Setiap putaran untaian td 10 ps basa dan jarak satu putar heliks  3,4 nm

 Diameter untaian DNA  2,0 nm

Bentuk Fisik Struktur DNA

 B’dsrkan jml ps basa  bbrp tipe (bentuk)

Tipe Pasangan bs/putaran

Diameter heliks (nm) A

B C D E Z

11 10 9,33

8 7,5

12

2,3 1,9 1,9

- - 1,8

 Untaian (strand) DNA td dua lekukan (groove)

 lekukan besar (major groove)

 lekukan kecil (minor groove)

 lekukan pada tipe B lebih

mudah m’ikat protein drpd

tipe A ( lebih dalam)

DNA (Gen) terdiri dari tiga struktur penting yaitu :

• Bagian yang disebut “gene regulatory segment”  m’ngdung srtuktur yang terlibat pada proses inisiasi dan pengaturan proses transkripsi.

• Exon  bagian yang mengandung codon untuk ditranslasikan oleh mRNA menjadi protein.

• Intron  bagian struktur yang tidak mengandung codon

(intervening sequence).

KROMOSOM

KROMATIN

NUKLEOSOM

RNA

 Pada DNA molekul RNA dibentuk oleh nukleotida yang saling dihubungkan menjadi satu rantai

 KH pada DNA deoksiribosa. Sedangkan RNA KH-nya adalah ribosa.

 Basa timin diganti oleh urasil pada RNA

STRUKTUR RNA



DNA terdiri dari dua untai yang saling komplementer membentuk helix ganda, ttp RNA hanya terdiri dari satu untai tunggal, akan tetapi dapat melipat lipat dirinya dalam suatu aturan tertentu.

 Basa pada RNA sama spt DNA,

kecuali timin diganti oleh urasil.

3 macam RNA penting

 mRNA (messenger-RNA) yg melakukan tranfer informasi mengenai deretan asam amino pada protein yang akan dibangun sesuai dengan

urutan kode pada DNA asal.

 rRNA (ribosomal-RNA) yang membangun ribosom bersama dengan protein

 tRNA (transfer-RNA) yang mentransfer asam

amino ke ribosom untuk sintesis protein.

tRNA

 Td 75 bh nukleotida

 Td 4 lengan utama

 lengan akseptor

 lengan antikodon

 lengan D

 lengan T C

 lengan tambahan

 Fungsi sbg penyelaras

utk translasi

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESTABILAN DNA

Kestabilan struktur DNA

 Tumpukan (stacking) basa nukleotida pd satu rantai

 interaksi hidrofobik antara basa-basa nukleotida

 hilang krn panas & reagensia  struktur tdk teratur :

 serapan cahaya

 Ikatan hidrogen

antara basa-basa yg berpasangan pd rantai ganda

 terutama pada ps antara C dan G

makin >> ps C-G, makin stabil struktur

Denaturasi DNA

 Pecahnya ikatan hidrogen antara ps basa pada rantai ganda

 rantai tunggal (single Stranded) Penyebab Denaturasi

 Panas

 ikt hidrogen

 stacking

 Asam – basa

 asam  protonasi ggs N dr A,G dan C

 basa  deprotonasi ggs N dr G dan C

Tingkat denaturasi DNA t’gantung pd tinggi suhu

 p’ubahan tk denaturasi DNA  suhu b’tingkat  absorban 

₂₆₀

makin > p’geseran str, mk makin > nilai absorban cahaya 

efek hiperkromik

 denaturasi lengkap DNA  suhu > 90

^o

C

Renaturasi

 Proses p’bentukan kembali str untai ganda dr keadaan

terdenaturasi