ASAM NUKLEAT

  Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme,

termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolisme memiliki dua

arah lintasan reaksi kimia organik, yaitu anabolisme dan katabolisme.

Katabolisme itu sendiri yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik

untuk mendapatkan energi. Adapun anabolisme merupakan reaksi yang merangkai

senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.

         Berawal tahun 1868 Friedrich Miescher (1844-1895) adalah orang yang

mengawali pengetahuan mengenai kimia dan inti sel. Pada tahun 1868,

dilaboratorium Hoppe-Syler di  Tubingen, beliau memilih sel yang terdapat pada

nanah bekas pembalut luka, kemudian sel-sel tersebut dilarutkan dalam asam

encer dan dengan cara ini diperoleh inti sel yang masih  terikat pada sejumlah

protein. Dengan menambahkan enzim pemecah protein ia dapat memperoleh inti

sel saja dan dengan cara ekstraksi terhadap inti sel diperoleh suatu zat yang  larut

dalam basa tetapi tidak larut dalam asam. Kemudian zat ini dinamakan ”nuclein” 

sekarang dikenal dengan nama nucleoprotein. Selanjutnya dibuktikan bahwa asam

nukleat  merupakan salah satu senyawa pembentuk sel dan jaringan normal. 

         Asam nukleat adalah biopolymer yang berbobot molekul tinggi dengan unit 

monomernya mononukleotida. Asam nukleat terdapat dalam semua sel dan

memiliki peranan yang sangat penting  dalam biosintesis protein. Bila nukleotida

mengandung ribose, maka asam nukleat yang terjadi adalah RNA (Ribnucleic acid

= asam ribonukleat)  yang berguna dalam sintesis protein. Bila nukleotida

mengandung deoksiribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah DNA

(Deoxyribonucleic acid = asam deoksiribonukleat) yang merupakan bahan utama

pementukan inti sel. Dalam asam nukleat terdapat 4 basa nitrogen yang berbeda 

yaitu 2 purin dan 2 primidin. Baik dalm RNA maupun DNA purin selalu adenine

dan guanine. Dalam RNA primidin selalu sitosin dan urasil,  dalam DNA primidin

selalu sitosin dan timin.

Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada umumnya terikatpada

protein yang mempunyai sifat basa, misalnya DNA dalam inti sel terikat

pada histon.  Senyawa gabungan antara asam nukleat dengan protein ini disebut

nukleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan suatu polimer seperti protein, 

tetapi yang menjadi monomer bukan asam amino, melainkan nukleotida.

Asam nukleat tersusun atas monomer-monomer berupa nukeotida, yang

masing-masing terdiri atas sebuah gugus fosfat, sebuah gula pentosa, dan sebuah

basa N. dengan demikian, setiap nukeotida pada asam nukleat dapat dilihat

sebagai nukleosida monofosfat. Namun, pengertian nukleotida secara umum

sebenarnya adalah nukleosida dengan sebuah atau ebih gugus fosfat. Sebagai

contoh, molekul ATP (adenosine trifosfat) adalah nukleotida yang merupakan

nukleosida dengan tiga gugus fosfat.

Jika gula pentosanya adalah ribose seperti halnya pada RNA, maka

nukleosidanya dapat berupa adenosine, guanosin, sitidin, dan uridin. Begitu pula,

nukleotidanya akan ada empat macam, yaitu adenosine monofosfat, guanosin

monofosfat, sitidin monofosfat, dan uridin monofosfat. Sementara itu, jika gula

pentosanya adalah deoksiribosa seperti halnya DNA, maka nukleosidanya terdiri

atas deoksiguanosin, deoksisitidin, dan deoksitimin.

Gambar asam nukleat

Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) 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 dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam

inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer

penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen,

yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula

pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula

yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam

deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang

ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina,

sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan

timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada

RNA.

SINTESIS PROTEIN

Sintesis protein (bahasa inggris: protein synthesis) yang disebut juga

biosintesis protein adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan

biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi

oleh DNA. Dalam proses sintesis protein, molekul DNA adalah sumber

pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein

tetapi tidak terlibat secara langsung dalam prosesnya. Molekul DNA pada suatu

sel ditranskripsi menjadi molekul RNA. Molekul RNA inilah yang ditranslasi

menjadi asam amino sebagai penyusun protein. Dengan demikian molekul RNA

lah yang terlibat secara langsung dalam proses sintesis protein. Proses sintesis

protein : Tiga aspek penting dalam mekasnisme sintesis protein adalah: (1) lokasi

berlangsungnya sintesis protein pada sel; (2) mekanisme berpindahnya Informasi

atau hasil transformasi dari DNA ke tempat terjadinya sintesis protein; dan (3)

mekanisme asam amino penyusun protein pada suatu sel berpisah membentuk

protein-protein yang spesifik. Sintesis protein berlangsung di dalam ribosom

dengan menghasilkan protein yang non-spesifik atau sesuai dari m-RNA yang di

translasi.

Proses sintesis protein

Komponen-komponen yang diperlukan dalam sintesis protein :

1. Bahan berupa 20 jenis asam amino

2. Pelaksana mRNA, rRNA, dan tRNA

3. Sumber energi berupa ATP

4. Enzim RNA polimerase

Tahap-tahap sintesis protein ;

1. Transkripsi, yaitu tahap pencetakan mRNA oleh DNA didalam inti

2. Translasi, yaitu penterjemahan kode yang dibawa mRNA oleh tRNA ke

dalam urutan asam amino, terjadi di sitoplasma.

TRANSKRIPSI dibagi dalam tiga tahapan :

Inisiasi ; merupakan tahap awal dimana RNA polymerase melekat pada

molekul DNA sehingga sebagian double helixnya membuka. Salah satu

pita DNA bertindak sebagai pola cetakan untuk membentuk mRNA. Pita

yang dimaksud disebut dengan rantai sense atau DNA template, sedang

pita yang satunya sebagai rantai antisense.

Elongasi merupakan tahap pemanjangan, yaitu RNA polymerase terus

membantu pembentukan mRNA sehingga mRNA yang terbentuk

bertambah panjang.

Terminasi ; merupakan tahap akhir, yaitu transkripsi akan terhenti apabila

(terminal site) di DNA. Pada eukaryotik RNA polymerase akan berhenti

polymerase bebas, mRNA lepas dari DNA kemudian melalui pori-pori

kmembrane inti akan keluar menuju sitoplasma, dan double helix DNA

menutup kembali.

TRANSLASI dibagi dalam tiga tahapan :

Inisiasi ; yaitu mRNA sudah menempatkan diri pada ribosom, sebuah

tRNA memuat asam amino pertama dari polipeptida dan dua sub unti

ribosom. Pertama, sub unit kecil ribosom mengikatkan diri pada mRNA

dan tRNA sebagai inisiator khusus, pada arah ke bawah, sub unit kecil

pada mRNA terdapat kodon inisiasi AUG, memberikan sinyal dimulainya

sintesis protein, maka tRNA akan membawa asam amino metionin.

Elongasi ; asam amino-asam amino akan ditambahkan satu-persatu pada

asam amino pertama (metionin). Antara asam amino-asam amino

dirangkai dengan ikatan peptida, ikatan ini dibentuk oleh katalis yang ada

pada ribosom. Siklus elongasi membutuhkan waktu 1/10 detik dan akan

diulang pada saat tiap asam amino ditambahkan sehingga sampai

membentuk polipeptida yang lengkap.

Terminasi ; elongasi berlanjut hingga kodon stop mencapai ribosom.

Triplet basa kodon stop adalah UAA<UAG<UGA. Kodon stop tidak

mengkodekan asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal berhenti.

Kadang-kadang dalam proses sintesis protein bisa terjadi kesalahan sehingga

menimbulkan mutasi. Pada umumnya mutasi dapat mengakibatkan kelainan atau

cacat. Misalnya kasus pada penderita anemia sel sabit yang memiliki susunan Hb

yang berbeda dengan Hb orang normal. Hal ini terjadi karena asam amino urutan

no. 6 yang seharusnya asam glutamat berubah menjadi valin.