April 18, 2023 1

ASAM NUKLEATPolimer Informasi

Adelina Simamora, MS

April 18, 2023 2

ASAM NUKLEAT

Sasaran belajar :Mhs memahami:1. struktur kimia komponen dasar asam nukleat

yaitu: basa N, gula pentosa, dan Fosfat. 2. struktur kimia nukleosida (ikatan glikosidik)3. ikatan kimia dalam DNA yaitu ikatan primer

(fosfodiester) dan sekunder (jembatan H)4. perbedaan struktur kimia DNA dan RNA5. ikatan kimia dalam replikasi DNA6. Turunan nukleotida yang mempunyai fungsi

berbeda.

April 18, 2023 3

Pendahuluan

Organisme hidup merupakan sistem yang amat kompleks

Ratusan ribu jenis protein melaksanakan berbagai fungsi dalam sistem tersebut.

Berbagai protein ini disintesis sendiri dengan menggabung-gabungkan berbagai asam amino dengan urutan dan spesifikasi tertentu.

April 18, 2023 4

Dibutuhkan sejumlah besar informasi untuk mengontrol proses sistesis ini.

Informasi yang berisi detil struktur khusus protein dalam tubuh disimpan oleh molekul yang disebut asam nukleat.

Asam nukleat menyimpan dan menghantar informasi herediter.

Asam nukleat : polimer kondensasi nukleotida

Asam nukleat dalam sel : DNA dan RNA

April 18, 2023 5

DNA menyimpan informasi untuk sintesis protein

RNA membawa informasi genetik ini sampai ke perkakas pensintesis protein

Fungsi lain asam nukleat : - sebagai molekul penyimpan energi

(dalam bentuk ATP, ADP dan AMP) - Pembentuk koenzim penting seperti :

NAD+, NADP+, FAD, dan Coenzim A.

April 18, 2023 6

Asam Nukleat

Definisi: polimer linier dari nukleotidaFungsi: molekul penyimpan informasi

(DNA) dan molekul transmisi (RNA).Struktur nukleotida:

Basa Nitrogen + Gula + Fosfat

April 18, 2023 7

Struktur Nukleotida

Gugus Posfat

Komponen Nukleotida :

Basa Nitrogen(Pirimidin atau Purin)

Gula Pentosa

April 18, 2023 8

Struktur Nukleosida

Nukleosida : menghilangkan gugus Posfat dari Nukleotida

H

April 18, 2023 9

Gula Ribosa

April 18, 2023 10

Ribosa

• Ribosa (-D-furanosa) : suatu gula pentosa (Gula Cincin-5).

• Perhatikan penomoran atom C. Untuk membedakan dengan penomoran Basa N, digunakan ‘nomor’.

5

1

23

4

April 18, 2023 11

Gula Dua jenis gula yang ditemukan di asam nukleat :

Ribosa (RNA) Deoksiribosa (DNA)

April 18, 2023 12

Basa Purin dan Pirimidin

April 18, 2023 13

Basa Nitrogen

April 18, 2023 14

Turunan Basa Purin

6-aminopurin 2-amino-6-oksipurin

April 18, 2023 15

Basa Pirimidin

4-amino-2-oksipirimidin 5-metilurasil 2,4-dioksipirimidin

April 18, 2023 16

Posfat

April 18, 2023 17

Nukleosida

Nukleosida : basa + gula.Ikatan : melalui ikatan -N Glikosidik

antara atom C anomer Ribosa dengan N1 (Pirimidin) atau N9 (Purin)

ikatan -N Glikosidik dapat terjadi dalam 2 bentuk konformasi yaitu Syn dan Anti.

April 18, 2023 18

Dua konformasi ikatan N-glikosidik Konformasi anti adalah yang lebih banyak

dijumpai.

Syn-adenosin anti-adenosin

April 18, 2023 19

Contoh Nukleosida lain

Guanosin Deoksisitidin

(Guanin + Ribosa) (Sitosin + deoksiribosa)

April 18, 2023 20

Contoh Nukleosida lain

April 18, 2023 21

Nukleotida

Nukleotida : basa Nitrogen + Gula + PosfatNukleotida : Nukleosida + Posfat

Gula terikat ke gugus Posfat pada posisi 3’ dan atau 5’.

Basa Nitrogen terikat melalui posisi 1’

April 18, 2023 22

Adenosin 5’-monoPosfat (AMP)

= Adenin + Ribosa + Posfat

April 18, 2023 23

Adenin, A Adenosin Adenosin

Monopos

fat

AMP

Guanin, G Guanosin Guanosin

Monopos

fat

GMP

Rumus

basa

Basa (X=H)

Nukleosida Nukleotida

April 18, 2023 24

Sitosin, C Sitidin Sitidinmono

Posfat, CMP

Urasil, U Uridin Uridinmono

Posfat, UMP

Timin, T Timidin Timidin

monoposfat

TMP

April 18, 2023 25

Nukleotida dihubungkan satu dengan yang lain melalui ikatan fosfodiester

April 18, 2023 26

Struktur Asam Nukleat

Polimer dari nukleotidaRNA: Ribosa, dan A, G, C, UDNA: deoksiRibosa dan A, G, C, T

Basa N Basa N Basa N

Gula – Posfat – Gula – Posfat – Gula – Posfat

April 18, 2023 27

Konformasi Tulang Punggung Gula - Posfat

•Polinukleotida mengalami rotasi bebas yang hanya dibatasi oleh hambatan ruang karena struktur.

April 18, 2023 28

Asam Nukleat - Polinukleotida

Polinukleotida : polimer kodensasi 2 atau lebih nukleotida.

Kondensasi terjadi antara OH 5’-posfat dari satu nukleotida dengan OH 3’-posfat dari nukleotida yang lain.

Kondensasi membentuk ikatan posfodiester + air

Contoh penulisan : 5’-pGpApTpC-3’

April 18, 2023 29

Asam Nukleat – PolinukleotidaTata nama

5’-TAG-3’

April 18, 2023 30

5’-TUA-3’

April 18, 2023 31

Struktur Primer dan sekunder Polinukleotida

Struktur primer : urutan nukleotida Urutan basa dari kiri ke kanan, dari ujung 5’ ke

ujung 3’. Contoh : 5’-TAG-3’ Tulang punggung : rantai Posfat – Gula

sepanjang Polinukleotida. Struktur sekunder : struktur 3 dimensi dari rantai

polinukleotida Untuk DNA terjadi rantai double helix yang

terbentuk melalui jembatan H antar basa Nitrogen

April 18, 2023 32

Asam deoksiRibonukleat (DNA)

Basa Nitrogen : A, T, G, C Terdiri dari 2 untaian ganda dengan konformasi

double helix (heliks ganda). Tulang punggung deoksiribosa-posfat ada di bagian luar, sedangkan basa N berpasangan di dalam untaian.

Ujung-ujung untaian (5’ PO4 & 3’OH) mengakibatkan kepolaran asam nukleat.

Arah kepolaran kedua untaian berbeda satu sama lain (antiparalel).

April 18, 2023 33

Replikasi DNA

Penurunan sifat genetik didasarkan pada replikasi double helix.

Guanin berpasangan dengan SitosinAdenin berpasangan dengan TiminUrutan nukleotida bersifat komplementer.Salah satu untaian berfungsi sebagai

cetakan untuk pembentukan untaian yang lain.

April 18, 2023 34

Untaian double helix mempunyai kemampuan unik untuk meng-copy dirinya (self-replicate)

Pada saat lebih banyak DNA dibutuhkan tubuh (contoh : selama reproduksi dan pertumbuhan sel), ikatan H antar basa N putus membentuk 2 untaian yang terpisah.

Basa komplementer baru dibawa oleh sel untuk membentuk molekul untaian double helix baru.

April 18, 2023 35

Double Helix

Antiparalel : Rantai yang satu membentang dari 5’ ke 3’ dan

rantai yang lain dari 3’ ke 5’.

`

April 18, 2023 36

antiparalel

April 18, 2023 37

Pasangan basa – Jembatan Hidrogen

April 18, 2023 38

Watson-Crick base pairing

April 18, 2023 39

Asam Ribonukleat (RNA)

Basa Nitrogen : A, G, C, UGula : RibosaUntaian TunggalMerupakan materi genetik untuk virus.Umumnya terdapat di sitoplasma dan

bergerak bebas dalam sel.

April 18, 2023 40

RNA diperlukan sel dalam sintesis protein. Merupakan penyampai pesan genetik, yaitu menyampaikan pesan yang disimpan oleh DNA sel keluar inti ke bagian lain dalam sel untuk membantu sintesis protein.

- messenger RNA (m-RNA) - transfer RNA (t-RNA) - ribosomal RNA (r-RNA)

April 18, 2023 41

DNA dan RNA (perbandingan)

April 18, 2023 42

Nukleotida yang mempunyai fungsi lain

ATP: molekul penyimpan energiPembentuk koenzim penting:

NAD+, NADP+, FAD, dan Coenzim A

April 18, 2023 43

ATP: molekul penyimpan energi

April 18, 2023 44

NAD dan NADP

April 18, 2023 45

NAD dan NADP

April 18, 2023 46

NADH sebagai ekivalen pereduksi dalam rantai transport elektron

April 18, 2023 47

Kosa kata

Nukleotida - GuanidinRibonukleotida - SitosinDeoksiribonukleotida - UrasilUjung 5’ Posfat - DNAUjung 3’ Hidroksil - RNAAdeninTimin

April 18, 2023 48

“It’s not that I’m smart, it’s just that I stay with problems longer” (albert einstein)