Sifat-sifat Fisika-Kimia Asam Nukleat

Beberapa sifat fisika-kimia asam nukleat :

a. Stabilitas asam nukleat

Ketika kita melihat struktur tangga berpilin molekul DNA atau pun

struktursekunder RNA, sepintas akan nampak bahwa struktur tersebut menjadi

stabil akibatadanya ikatan hidrogen di antara basa-basa yang berpasangan.

Padahal, sebenarnyatidaklah demikian. Ikatan hidrogen di antara pasangan-

pasangan basa hanya akan samakuatnya dengan ikatan hidrogen antara basa

dan molekul air apabila DNA berada dalambentuk rantai tunggal. Jadi, ikatan

hidrogen jelas tidak berpengaruh terhadap stabilitasstruktur asam nukleat,

tetapi sekedar menentukan spesifitas perpasangan basa.Penentu stabilitas

struktur asam nukleat terletak pada interaksi penempatan(stacking

interactions) antara pasangan-pasangan basa. Permukaan basa yang

bersifathidrofobik menyebabkan molekul-molekul air dikeluarkan dari sela-

sela perpasangan basa sehingga perpasangan tersebut menjadi kuat.

b. Pengaruh asam

Di dalam asam pekat dan suhu tinggi, misalnya HClO4 dengan suhu lebih

dari 100ºC, asam nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna menjadi

komponen 21 komponennya. Namun, di dalam asam mineral yang lebih encer,

hanya ikatan glikosidik antara gula dan basa purin saja yang putus sehingga

asam nukleat dikatakan bersifat apurinik.

c. Pengaruh alkali

Pengaruh alkali terhadap asam nukleat mengakibatkan terjadinya

perubahan status tautomerik basa. Sebagai contoh, peningkatan pH akan

menyebabkan perubahan struktur guanin dari bentuk keto menjadi bentuk

enolat karena molekul tersebut kehilangan sebuah proton. Selanjutnya,

perubahan ini akan menyebabkan terputusnya sejumlah ikatan hidrogen

sehingga pada akhirnya rantai ganda DNA mengalami denaturasi. Hal yang

sama terjadi pula pada RNA. Bahkan pada pH netral sekalipun, RNA jauh

lebih rentan terhadap hidrolisis bila dibadingkan dengan DNA karena adanya

gugus OH pada atom C nomor 2 di dalam gula ribosanya.

d. Denaturasi kimia

Sejumlah bahan kimia diketahui dapat menyebabkan denaturasi asam

nukleat pada pH netral. Contoh yang paling dikenal adalah urea (CO(NH2)2)

dan formamid (COHNH2). Pada konsentrasi yang relatif tinggi, senyawa-

senyawa tersebut dapat merusak ikatan hidrogen. Artinya, stabilitas struktur

sekunder asam nukleat menjadi berkurang dan rantai ganda mengalami

denaturasi.

e. Viskositas

DNA kromosom dikatakan mempunyai nisbah aksial yang sangat tinggi

karena diameternya hanya sekitar 2 nm, tetapi panjangnya dapat mencapai

beberapa sentimeter. Dengan demikian, DNA tersebut berbentuk tipis

memanjang. Selain itu, DNA merupakan molekul yang relatif kaku sehingga

larutan DNA akan mempunyai viskositas yang tinggi. Karena sifatnya itulah

molekul DNA menjadi sangat rentan terhadap fragmentasi fisik. Hal ini

menimbulkan masalah tersendiri ketika kita hendak melakukan isolasi DNA

yang utuh.

f. Kerapatan apung

Analisis dan pemurnian DNA dapat dilakukan sesuai dengan kerapatan

apung (bouyant density)-nya. Di dalam larutan yang mengandung garam pekat

dengan berat 22 molekul tinggi, misalnya sesium klorid (CsCl) 8M, DNA

mempunyai kerapatan yang sama dengan larutan tersebut, yakni sekitar 1,7

g/cm3. Jika larutan ini disentrifugasi dengan kecepatan yang sangat tinggi,

maka garam CsCl yang pekat akan bermigrasi ke dasar tabung dengan

membentuk gradien kerapatan. Begitu juga, sampel DNA akan bermigrasi

menuju posisi gradien yang sesuai dengan kerapatannya. Teknik ini dikenal

sebagai sentrifugasi seimbang dalam tingkat kerapatan (equilibrium density

gradient centrifugation) atau sentrifugasi isopiknik.

Oleh karena dengan teknik sentrifugasi tersebut pelet RNA akan berada di

dasar tabung dan protein akan mengapung, maka DNA dapat dimurnikan baik

dari RNA maupun dari protein. Selain itu, teknik tersebut juga berguna untuk

keperluan analisis DNA karena kerapatan apung DNA (ρ) merupakan fungsi

linier bagi kandungan GC-nya. Dalam hal ini, ρ = 1,66 + 0,098% (G + C).

DAFTAR PUSTAKA