BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Asamnukleatmerupakansuatupolinukleotida,yaitupolimerlinieryangtersusu

ndarimonomer-

monomernukleotidayangberikatanmelaluiikatanfosfodiester.Fungsiutamaasamnuk

leatadalahsebagaitempatpenyimpanandanpemindahaninformasigenetik, sehingga

keberadaan asam nukleat menjadi sangat penting dalam kehidupan

organism

e.Informasiiniditeruskandariselindukkeselanakmelaluiprosesreplikasi.Selmemiliki

duajenisasamnukleatyaituasamdeoksiribonukleat(deoxyribonucleicacid/

DNA)danasamribonukleat(ribonucleic acid/RNA).(Marks Dawn, et al., 2000).

Asam nukleat adalah makromolekul yang terdapat sebagai polimer yang

disebut polinukleotida.Seperti yang diindikasikan oleh namanya, setiap

polinukleotida terdiri atas monomer-monomer yang disebut nukleotida

(nucleotide). Setiap nukleotida tersusun dari tiga bagian: basa nitrogen

(nitrogenous base), gula berkarbon lima (pentosa), dan gugus fosfat. Nukleotida

yang tanpa gugus fosfat disebut nukleosida (Campbell, dkk. 2008: 93).

Asam nukleat telah menjadi bahan penelitian para ahli biokimia sejak

senyawa ini diisolasi dari inti sel untuk pertama kalinya.Ada dua jenis asam

nukleat yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat dan

RNA (ribonucleic acid) atau asam ribonukleat.Untuk pembahasan selanjutnya

akan digunakan singkatan DNA dan RNA.

DNA ditemukan pada tahun 1869 oleh seorang dokter muda Friedrich

Miescher yang percaya bahwa rahasia kehidupan dapat diungkapkan melalui

penelitian kimia pada sel-sel. Ia memilih sel yang terdapat pada nanah untuk

dipelajari dan ia mendapatkan sel-sel tersebut dari bekas pembalut luka yang

diperolehnya dari ruang bedah. Sel-sel tersebut dilarutkan dalam asam encer dan

dengan cara ini diperolehnya inti sel yang masih terikat pada sejumlah protein.

Kemudian dengan menambahkan enzim pemecah protein ia dapat memperoleh ini

1

sal saja dan dengan dan dengan cara ekstraksi terhadap inti sel ini ia memperoleh

suatu zat yang larut dalam basa tetapi tidak larut dalam asam. Pada waktu itu ia

belum dapat menentukan rumus kimia zat tersebut, sehingga ia menamakan

nuclein. Sebenarnya apa yang dia temukan dari ekstrak ini sel tersebut adalah

campuran senyawa- senyawa yang mengandung 30% DNA.

Sejak tahun 1940 studi tentang genetika telah berkembang pesat dan orang

telah mengetahui bahwa kromosom adalm sel adalah pembawa sifat-sifat

keturunan pada seseorang. Pada tahun 1951 seorang ahli genetika Amerika, James

Watson, bekerja sama dengan dua orang sarjana fisika dari Inggris Francis Crick

dan Maurice Wilkins yang telah melakukan penelitian terhadap komosom ini.

Atas ketekunan mereka, telah dapat dijelaskan bentuk molekul DNA dengan

sejumlah model, dan untuk itu pada tahun 1961 mereka memperoleh Nobel.Asam

nukleat terdapat dalam semua sel dan mempunyai peranan yang sangat penting

dalam biosintesis protein.Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada

umumnya terikat oleh protein yang mempunyai sifat basa, misanya DNA nukleat

dengan protein ini disebut nucleoprotein.Molekul asam nukleat merupakan suatu

polimer seperti protein, tetapi yang menjadi monomer bukan asam amino,

melainkan nukleotida.Oleh karena itu untuk mempelajari asam nukleat, perlu

dipelajari terlebih dahulu tentang nukleotida.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari makalah ini adalah:

1. Bagaimanakah yang dimaksud asam nukleat ?

2. Bagaimanakah jenis-jenis asam nukleat ?

3. Bagaimanakah struktur asam nukleat ?

4. Bagaimanakah fungsi asam nukleat ?

1.3. Tujuan Penulisan

Tujuan dari makalah ini adalah:

1. Untuk mendeskripsikan asam nukleat

2. Untuk mendeskripsikan jenis-jenis asam nukleat

3. Untuk mendeskripsikan struktur asam nukleat

2

Asam nukleat

Nukleotida

Nukleosida Asam posfat

Basa nitrogen Gula

4. Untuk mendeskripsikan fungsi asam nukleat

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Asam Nukleat

Asam nukleat adalah biopolimer yang berbobot molekul tinggi yang terdiri

atas banyak molekul nukleotida.Asam nukleat terdapat pada semua sel hidup dan

bertugas untuk menyimpan dan mentransfer genetik, kemudian menerjemahkan

informasi ini secara tepat untuk mensintesis protein yang khas bagi masing-

masing sel. Asam nukleat, jika unit-unit pembangunnya deoksiribonukleotida ,

disebut asam deoksiribonukleotida (DNA) yang merupakan bahan utama

pembentukan inti sel dan jika terdiri dari unit-unit ribonukleotida disebut asam

ribonukleotida (RNA) yang berguna dalam sintesis protein. Dalam asam nukleat

terdapat 4 basa nitrogen yang berbeda yaitu 2 purin dan 2 primidin.Baik dalam

RNA maupun DNA purin selalu adenine dan guanine.Dalam RNA pirimidin

selalu sitosin dan urasil, sedangkan dalam DNA pirimidin selalu sitosin dan timin.

3

Gambar 2.1

Berdasarkan gambar 2.1 dijelaskan bahwa asam nukleat tersusun atas

nukleotida-nukleotida.Nukleotida tersusun atas asam posfat, basa nitrogen dan

gula deoksiribosa.Nukleotida tanpa ada asam posfat maka disebut nukleosida.

2.1.1 Nukleotida

Asam nukleat adalah makromolekul yang terdapat sebagai polimer yang

disebut polinukleotida (polynucleotide), setiap polinukleotida terdiri atas polimer

dari monomer-monomer yang disebut nukleotida.Nukleotida secara umum

sebenarnya adalah nukleosida yang berikatan dengan sebuah atau lebih gugus

fosfat. Suatu nukleotida terdiri atas tiga bagian, yaitu sebuah molekul organik

yang disebut basa-nitrogen, sebuah pentosa (gula berkarbon lima), dan satu atau

lebih gugus fosfat.

Terdapat dua keluarga basa nitrogen, yaitu pirimidin dan purin. Pirimidin

memiliki cincin enam-anggota yang terdiri dari atom karbon dan atom nitrogen.

Anggota keluarga pirimidin adalah sitosin (S), timin (T), dan urasil

(U). Purin lebih besar, dengan cincin enam-anggota yang menyatu dengan suatu

cincin lima-anggota.Yang termasuk purin adalah adenin (A) dan guanin

(G).Pirimidin dan purin yang spesifik berbeda dalam hal gugus fungsional yang

terikat ke cincinnya.Adenin, guanin dan sitosin ditemukan pada kedua jenis asam

nukleat.Timin hanya ditemukan dalam DNA dan urasil hanya ditemukan pada

RNA.

2.1.2 Nukleosida

Nukleosidamerupakansebutanuntukbagiandar

inukleotidatanpagugusfosfat.Dengandemikian,nukleosidatersusundarigularibosaat

audeoksiribosadanbasanitrogen.Nukleosidamerupakankerangkadasarbagiterbentuk

nyaAMP,ADPdanATP.Prosespembentukanketiga

senyawapembawaenergikimiainibiasanyaterjadidimitokondriasebagaibagiandarire

aksikatabolism atau respirasi.

2.2 Jenis-jenis Asam Nukleat

Asam nukleat dalam sel ada dua jenis yaitu (1) DNA (deoxyribonucleic

acid) atau asam deoksiribonukleat dan (2) RNA (ribonucleic acid ) atau asam

4

ribonukleat. Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada umumnya terikat

oleh protein dan bersifat basa.

1. DNA (Deoksiribosa Asam Nukleat)

DNA merupakan rangkaian nukleotida atau polinukleotida.Setiap

nukleotida DNA terdiri atas satu gugus gula pentosa yang disebut

Deoksiribosa, satu gugus fosfat, dan satu basa nitrogen. Basa nitrogen terdiri

atas Adenin(A) dan guanin (G) dari golongan purin serta sitosin (S) dan Timin

(T) dari golongan pirimidin. DNA memiliki struktur heliks ganda atau seperti

tangga tali yang terpilin dan tersusun atas dua rantai polinukleotida secara

antiparalel (berlawanan) satu sama lain yaitu satu benang berjalan dari ujung 3

ke ujung 5 dan benang lain dari ujung 5 ke ujung 3. Pasangan basa

nitrogen  pada DNA selalu tetap yaitu adenin dengan timin(A-T) yang

dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen, dan sitosin dengan guanin (S-G) yang

dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen. DNA terdapat didalam nukleos,

mitokondria, plastida dan sentriol.

2. RNA (ribonucleic acid )

Asam Ribonukleat RNA adalah asam nukleat lain selain DNA. Ada

sebagian virus yang mempunyai RNA sebagai bahan dasar genomnya,

sedangkan makhluk yang lain termasuk bakeri dan eukariot menggunakan

DNA sebagai genomnya. Dilihat dari segi evolusi diduga bahwa gen makhluk

hidup pertama adalah RNA, jadi virus RNA merupakan pionir makhluk hidup.

Pada umumnya molekul RNA merupakan rantai berutas tunnggal. RNA

sebagaimana DNA disusun oleh nukleotida-nukleotida satu dengan yang lain

dihubungkan dengan ikatan 5-3 fosfodiester. Fosfat yang terdapat pada C ke 5

pada satu ribonukleotida dihubungkan dengan C ke 3 pada nukleotida yang

lain. Sehingga akan terbentuk satu rantai nukleotida sebagaimana DNA,

dengan kedua ujungnya terdiri dari ujung 5’p dan ujung 3‘ OH. (Muhammad

Jusuf, Genetika 1 Struktur dan ekspresi gen)

Berdasarkan penjabar mengenai DNA dan RNA, maka dapat dituliskan

sebagai berikut:

No

.Parameter DNA RNA

5

1. Nukleotida

Deoksi ribose

Adenin, Guanin,

Citosin dan Timin

Ribose

Adenin, Guanin,

Citosil dan Urasil

2. Bentuk molekul Untai ganda Untai tunggal

3. Letak Inti sel inti sel,

sitoplasma,ribosom

4. Bagian pentose Deoksiribose Ribose

2.3 Struktur Asam Nukleat

Asam nukleat tersusun atas nukleotida dan nukleosida.Berikut ini struktur

nukleotida dan nukleosida sebagai penyusun asam nukleat.

A. Nukleotida

Berikut ini struktur nukleotida berdasarkan basa nitrogennya.

No Nama Struktur

1.

Adenin nukleotida (asam adenilat)

atau

Adenosinmonophosphate (AMP)

2.

Guanin nukleotida(Asam guanilat)

Atau

Guanosinmonofosfat (GMP)

6

3.

Urasil nukleotida (Asam uridilat)

Atau

Uridinmonofosfat (UMP)

4.

Sitidin nukleotida(Asam sitidilat)

Atau

Sitidinmonofosfat (SMP)

B. Nukleosida

Berikut ini struktur nukleosida berdasarkan basa nitrogennya.

No Basa nitrogen struktur

1. Adenin

2. Guanin

7

3. Uridin

4. Timin

C. DNA (deoksiribosa Asam Nukleat) dan RNA (ribonucleic acid)

Struktur asam nukleat DNA dan RNA adalah mirip.Struktur ini dibagi

menjadi empat tingkatan yang berbeda, primer, sekunder, tersier dan kuarterner.

Ada tiga struktur DNA dan RNA yang dikenal selama ini. Struktur -struktur

DNA dan RNA tersebut adalah sebagai berikut:

1. Struktur primer

DNA tersusun dari monomer-monomer nukleotida. Setiap nukleotida terdiri

dari satu basa nitrogen berupa senyawa purin atau pirimidin, satu gula pentosa

8

Gambar 2.1

berupa 2-deoksi-D-ribosa dalam bentuk furanosa, dan satu molekul fosfat.

RNA mirip dengan DNA, perbedaanya terletak pada:

a. Basa utama RNA adalah Adenin, Guanin, Sitosin dan Urasil.

b. Unit gula RNA adalah D-ribosa.

2. Struktur sekunder

Struktur sekunder adalah interaksi antara basa. Struktur ini menunjukkan

bagian mana helai terikat satu sama lain. Kedua untai DNA dalam double

heliks DNA terikat satu sama lain dengan batas hidrogen. Struktur sekunder

DNA didominasi pasangan basa dua helai polinukleotida membentuk double

heliks.

9

3. Struktur tersier

Kebanyakan DNA virus dan DNA mitokondria merupakan molekul

lingkar.Konformasi ini terjadi karena kedua untai polinukleotida membentuk

struktur tertutup yang tidak berujung.Molekul DNA lingkar tertutup yang

diisolasi dari bakteri, virus dan mitokondria seringkali berbentuk superkoil,

selain itu DNA dapat berbentuk molekul linier dengan ujung-ujung rantai yang

bebas.

10

Gambar 3.1 Struktur sekunder DNA

Gambar 3.2 Struktur sekunder RNA

(a) DNA sirkular

(b) DNA linear

Gambar 3.2 Struktur sekunder RNA

2.4 Fungsi Asam Nukleat

1. DNA menyimpan informasi genetik dalam sel-sel semua makhluk hidup.

Ini berisi kode genetik. Ini adalah kode yang menginstruksikan sel

bagaimana membuat protein. Instruksi yang dikodekan dalam urutan basa

nitrogen dalam rantai nukleotida DNA. Salinan RNA dan menafsirkan kode

genetik dalam DNA dan juga terlibat dalam sintesis protein berdasarkan

kode.

2. Fungsi utamanya adalah menyimpan dan mentransfer informasi genetik.

DNAmerupakan struktur yang sangat kompleks yang tersusun dari

polinukleotida.

Fungsi atau peranan DNA ini sebenarnya tidak sekadar sebagai pembawa

materi genetik, melainkan juga menjalankan fungsi yang sangat kompleks

pula, antara lain:

a. Sebagai pembawa materi genetika dari generasi ke generasi berikutnya.

b. Mengontrol aktivitas hidup secara langsung maupun tidak langsung.

c. Melakukan sintesis protein.

d. Sebagai autokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk menggandakan

diri(replikasi).

e. Sebagai heterokatalis, yaitu kemampuan DNA untuk dapat mensintesis

senyawa lain

Rna

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

1. Asam nukleat adalah biopolimer yang berbobot molekul tinggi yang terdiri

atas banyak molekul nukleotida. Asam nukleat terdapat pada semua sel

11

hidup dan bertugas untuk menyimpan dan mentransfer genetik, kemudian

menerjemahkan informasi ini secara tepat untuk mensintesis protein yang

khas bagi masing-masing sel.

2. Jenis asam nukleat adalah DNA (Deoksiribose Asam Nukleat) dan RNA

(ribonucleic acid)

3. Struktur asam nukleat dibedakan berdasarkan nukleotida dan nukleosida,

sedangkan struktur DNA dan RNA dibagi menjadi struktur primer,

struktur sekunder dan struktur tersier.

4. Fungsi asam nukleat adalah menyimpan dan mentransfer genetik.

12