bab vii asam nukleat

SEJARAH PENEMUAN ASAM NUKLEAT

1879, Albrecht Kossel menemukan asam nukleat1879, Albrecht Kossel menemukan asam nukleat

yang tersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dan gugus yang tersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dan gugus basabasa

Merupakan polimer yang dibentuk oleh mononukleotida sebagai satuan pembentuknya.

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.

ASAM NUKLEAT

Asam Nukleat Asam nukleat atau asam inti, dikatakan

demikian karena asam tersebut pertama kali diketemukan didalam inti sel

Didalam inti sel asam nukleat ada dalam bentuk: DNA dan RNA

DNA (Deoksiribo Nukleic Acid) merupakan bahan genetik yang disebut Gen

RNA (Ribo Nukleic Acid) merupakan bahan cetakan (template) informasi genetic

Fungsi

Mekanisme molekuler1.Menyimpan, mereplikasi dan

mentranskripsi informasi genetika

Fungsi lainnya1.Penyimpan energi : ATP2.Beberapa berperan sebagai ko-

enzim : NADP

• Gula pada asam nukleat adalah ribosa.

• Ribosa (-D-furanosa) adalah gula pentosa (jumlah karbon 5).

• Perhatikan penomoran.

• Dalam penulisan diberi tanda prime(') untuk membedakan penomoran pada basa nitrogen

5

1

23

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.

PURIN DAN PIRIMIDIN Inti Purin dan Pirimidin adalah inti dari senyawa

komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA

Derivat Purin berupa senyawa: Adenin dan Guanin Derivat Pirimidin berupa senyawa: sitosin, urasil

dan timin

Basa Purin (adenin, guanin) Basa Pirimidin (sitosin, urasil, timin) Nukleosida diberi nama sesuai nama basa

pembentuknya: adenin nukleisida (adenosin), guanin nukleisida (guanosin), urasil nukleosida (uridin), timin nukleisida (timidin), sitosin nukleisida (sitidin)

BASA-BASA DALAM ASAM NUKLEAT

GUGUS FOSFAT

Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil

disebut nukleotida.

Mononukleotida

Terdiri :1.Basa Nitrogen2.Gula dengan 5 atom C3.Asam FosfatJenis Basa Nitrogen1.Pirimidin, tediri Urasil(U),

Timin(T) dan Citosin (C)2.Purin, terdiri Adenin(A) dan

Guanin(G)

Nukleosida

• Terdiri : Basa Nitrogen dan Gula dengan 5 atom C

• Jenis Gula : Ribonukleosida dan Deokribonukleosida

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

12

3

Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat

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-

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

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

Asam nukleat===.> polimer terdiri atas banyak molekul nukleotida

Asam nukleat

Nukleotida

Nukeosida asam fosfat

Basa purin pentosa Basa pirimidin deoksiribosa

ribosa

DNA = residu gula = deoksiribosaRNA = residu gula = ribosa

MononukleotidaTerdiri :1.Basa Nitrogen2.Gula dengan 5 atom C3.Asam FosfatJenis Basa Nitrogen1.Pirimidin, tediri Urasil(U), Timin(T) dan

Citosin (C)2.Purin, terdiri Adenin(A) dan Guanin(G)

Nukleosida• Terdiri : Basa Nitrogen dan Gula dengan 5

atom C• Jenis Gula : Ribonukleosida dan

Deokribonukleosida

Nukleotida

Nukleotida (Nukleotida Fosfat) merupakan ester asam fosfat dari nukleosida

Fosfat terikat pada gugus hidroksil (-OH) dari salah satu atom C Pentosa

Nukleotida, terdiri :1. Ribonukleotida, 3 gugus –OH bebas dapat mengikat asam fosfat

posisi 2’, 3’ dan 5’ dari cincin pentosa

2. Deokribosanukleotida, terdapat gugus –OH yang bebas yakni posisi 3’ dan 5’

DinukleotidaDisusun oleh dua nukleotidaDihubungkan ikatan diester asam fosfatIkatan terjadi pada :

C no 3 MN I dengan

C no 5 MN II yang memegang asam fosfat

Molekul nukleosida === nukleosida yang berikatan dengan asam fosfatNukleosida pentosa (dioksiribosa/ribosa) yang mengikat satu basa (purin/pirimidin)

Asam nukleat•Diisolasi dari inti sel• terdapat pada semua sel hidup • bertugas menyimpan dan mentransfer informasi genetik, menterjemahkan informasi tersebut secara tepat untuk mensintesis protein yang khas bagi masing-masing sel.• biopolimer dengan BM tinggi dengan unit monomernya == mononukleotida• dialam = 2 macam asam nukleat

i. DNA = deoxyribonukleic acid = ADN =asam deoksiribo n ukleatii. RNA = ribonucleic acid = ARN = asam ribo nukleat

* Struktur DNA dan RNA ==ulangan fosfatdan residu gula.

DNA residu gulanya = deoksiribosaRNA residu gulanya = ribosa Ribosa ; deoksiribosa terikat pada basa nutrogen

berupa substitusi pada purin atau pirimidin

Semua asam nukleat dibentuk dari komponen Nukletida terdiri dari: * basa nitrogen

* gula* gugus fosfat

Basa terdiri dari :* purin == adenin (ade)

guanin (Gua) * pirimidin = - sitosin (Cyt)

- Urasil (Ura)- Timin (thy)

DNA = Adenin GuaninTiminSitosin

}==[Purin]

}== Pirimidin

RNA = AdeninGuaninSitosinUrasil } Pirimidin

}==[Purin]

Hidrolisis Protein

Nukleoprotein

Protein asam nukleat

Nukleotida

Nukleosida

nukleosida asam posfat

basa pentosa purin/Pirimidin adenin Sitosin Guanin Thimin

Nukleosida : senyawa == purin dan pirimidin terikat pada D ribofuranosaBasa RNA DNAAdenin adenosin 2’-deoksisdeninGuanin guanosin 2’-deoksiguanosinUrasil uridin 2’-deoksiuridinSitosin sitidin 2’ deoksisitidinTimin timin ribo nukleotida 2’ – deoksi timidin

Nukleotida = ester fosfat dari nukeleosida

* Nukleotida sangat penting ==== AMP = adenosis 5’ monofosfat ADP = adenosin 5’ difosfat

ATP = Adenosin 5’ Trifosfat

penyimpanan energi selama metabolisme sel berlangsung

Polinukleotida• Polimer dari Nukleotida• Ikatan serupa dengan Dinukleotida• Mempunyai ujung 5’ pospat dan 3’ -OH• Contoh : a. Deoxyribonucleic Acid (DNA) b. Ribonucleic Acid (RNA)• Pembacaan urutan nukleoteida : dari

ujung 5’ ke 3’

DNABasa N penyusun : A, T, G dan CStruktur : disusun oleh 2 benang (rantai)

bentuk heliks saling melilit arah : anti paralel

Pasangan basa : A = T dan G = CMempunyai variasi ukuran berbeda Pentosa : Deoksiribonukleosida

RNA• Macam RNA : mRNA (messanger RNA) tRNA (transfer RNA) rRNA ( ribosomal RNA)• Struktur : berserat tunggal• Basa penyusun : A , G , C dan U• Pentosa : D-Ribosa

RNA

Basa monofosfat difosfat trifosfat

Adenin AMP ADP ATPGuanin GMP GDP GTPSitosin CMP CDP CTPUrasil UMP UDP UTP

DNA

Adenin dAMP dADP dATPGuanin dGMP dGDP dGTPSitosin dCMP dCDP dCTPTimin dTMP dTDP dTTP

Nukledoprotein = beberapa asam amino bergabung = sistem struktur yang sangat kompleks . contoh : virus dan ribosom

Diagram molekul RNA dengan bentuk bulat

Dalam sintesis protein

tRNA ( transfer RNA)mRNA ( mesengger RNA)rRNA (ribosomal RNA)

Terima Kasih