7. nukleotida dan asam nukleat

Nukleotida dan asam Nukleotida dan asam nukleatnukleat

Slamet PriyantoSlamet Priyanto

Nukleotida

Merupakan prekursor / dasar untuk asam nukleat, Merupakan prekursor / dasar untuk asam nukleat, RNA dan DNARNA dan DNA

Struktur terdiri dari Struktur terdiri dari – BasaBasa– GulaGula– phosphatphosphat

Nukleotida berbeda dengan nukleosida Nukleotida berbeda dengan nukleosida karena nukleosida tdk mempunyai gugus karena nukleosida tdk mempunyai gugus fosfatfosfat

Sehingga kita sering menuliskan nukleotida Sehingga kita sering menuliskan nukleotida sebagai sebagai – Nukleosida monofosfatNukleosida monofosfat– Nukleosida difosfatNukleosida difosfat– Nukleosida trifosfatNukleosida trifosfat

Tergantung pada jumlah fosfat yg dimilikiTergantung pada jumlah fosfat yg dimiliki

Deoksiribonukleotida ditulis dng tambahan Deoksiribonukleotida ditulis dng tambahan “d” “d” menunjukkan adanya gugus hidroksil menunjukkan adanya gugus hidroksil pd atom C nomer 2pd atom C nomer 2

Terdiri dari 2 golongan :Terdiri dari 2 golongan :– RibonukleotidaRibonukleotida– DeoksiribonukleotidaDeoksiribonukleotida

Jenis nukleotida : Jenis nukleotida : – Nama tergantung pada basanyaNama tergantung pada basanya– Jumlah fosfat yang dimilikiJumlah fosfat yang dimiliki

Adenin AMP, ADP, ATP, dAMP, dADP, dATPAdenin AMP, ADP, ATP, dAMP, dADP, dATP

Guanin GMP, GDP, GTP, dGMP, dGDP, dGTPGuanin GMP, GDP, GTP, dGMP, dGDP, dGTP

Sitosin CMP, CDP, CTP, dCTP, dCDP, dCTP Sitosin CMP, CDP, CTP, dCTP, dCDP, dCTP

Timin TMP, TDP, TTP, -Timin TMP, TDP, TTP, -

Urasil UMP, UDP, UTP, dUMP, dUDP, dUTPUrasil UMP, UDP, UTP, dUMP, dUDP, dUTP

Nukleotida mengikat basa nitrogennya Nukleotida mengikat basa nitrogennya pada atom C no. 1, dgn ikatan glikosidapada atom C no. 1, dgn ikatan glikosida

Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil atom C no. 5atom C no. 5

Kedua kondisi diatas, menyebabkan Kedua kondisi diatas, menyebabkan nukleotida mempunyai sifat sifat:nukleotida mempunyai sifat sifat:– Gugus phosphat Gugus phosphat bertindak sbg asam bertindak sbg asam

kuat (pKa= 1)kuat (pKa= 1)– Gugus amina dr basa purin dan Gugus amina dr basa purin dan

pirimidine, dpt di protonasipirimidine, dpt di protonasi– Nukleotida mampu menyerap sinar uv Nukleotida mampu menyerap sinar uv

dapat diukur konsentrasinya dapat diukur konsentrasinya

Asam nukleatAsam nukleat

Merupakan bagian organisme hidup yg Merupakan bagian organisme hidup yg sangat pentingsangat penting

Membawa informasi genetika yang akan Membawa informasi genetika yang akan diturunkan / ditransfer dr generasi ke diturunkan / ditransfer dr generasi ke generasi. Semua informasi yg ada dlm sel generasi. Semua informasi yg ada dlm sel DNA DNA

Ada 2 macam:Ada 2 macam:– Asam deoksiribonukleat : AND / DNAAsam deoksiribonukleat : AND / DNA– Asam ribonukleat : ARN / RNAAsam ribonukleat : ARN / RNA

Asam nukleat mrpk polimer nukleotida yg Asam nukleat mrpk polimer nukleotida yg dihubungkan dgn ikatan fosfodiesterdihubungkan dgn ikatan fosfodiester

DNA (DNA (DDeoxyriboeoxyriboNNucleic ucleic AAcid cid ))

Dikenal sebagai materi genetikDikenal sebagai materi genetik Merupakan komponen kromosomMerupakan komponen kromosom Merupakan polimer Merupakan polimer

deoksiribonukleotida yg dihubungkan deoksiribonukleotida yg dihubungkan dengan ikatan fosfodiesterdengan ikatan fosfodiester

Backbone (rangka) terdiri dr: gugus Backbone (rangka) terdiri dr: gugus fosfat dan gula yg saling berselingfosfat dan gula yg saling berseling

Memiliki orientasi 5’ Memiliki orientasi 5’ 3’ jk gugus 3’ jk gugus fosfat dr C5 berikatan dgn OH C3fosfat dr C5 berikatan dgn OH C3

Didalam sel Didalam sel dalam dalam jalin ganda (double jalin ganda (double helix)helix)

Dimana gugus fosfat Dimana gugus fosfat berada di luar dan berada di luar dan basa nitrogennya di basa nitrogennya di dalamdalam

Jalin ganda yg Jalin ganda yg terbentuk bersifat anti terbentuk bersifat anti parallel parallel ? ?

Susunan basa nitrogen Susunan basa nitrogen pada jalin ganda DNA pada jalin ganda DNA tidak randomtidak random

Guanin (G) – Sitosin (C)Guanin (G) – Sitosin (C)Adenin (A) - Timin (T)Adenin (A) - Timin (T)

Antara basa nitrogen satu Antara basa nitrogen satu dengan yang lain dengan yang lain dihubungkan dengan ikatan dihubungkan dengan ikatan hidrogen hidrogen

Watson and Crick : Watson and Crick : replikasi replikasi sangat mungkin sangat mungkin untuk suatu DNA untuk suatu DNA diperbanyak dg informasi yg diperbanyak dg informasi yg samasama

DNA di dalam sel DNA di dalam sel ditemukan ditemukan 3 3 bntk utamabntk utama– Bentuk BBentuk B– Bentuk ABentuk A– Bentuk ZBentuk Z

Perbedaanya ?Perbedaanya ?

seperti seperti halnyahalnya protein, asam nukleat juga protein, asam nukleat juga mempunyai struktur primer, sekunder dan mempunyai struktur primer, sekunder dan tersiertersier– asam nukleat mempunyai arah senseasam nukleat mempunyai arah sense- Mempunyai individualitas Mempunyai individualitas ditentukan dari ditentukan dari

urutan basa nitrogennya urutan basa nitrogennya disebut sebagai disebut sebagai struktur primerstruktur primer

- Informasi genetikInformasi genetik ada pada struktur primer ada pada struktur primer

PP

A

3’

5’

C

P

P

3’

5’

G

P

3’

5’

T

P

3’

5’

C

5’

OH

3’ACGTC

Struktur sekunder Struktur sekunder

Double helixDouble helix– Watson n Crick Watson n Crick menjawab struktur 3D DNA menjawab struktur 3D DNA

dgn X-ray diffraction pattern : hsl penelitian dgn X-ray diffraction pattern : hsl penelitian Rosalind Franklin Rosalind Franklin

– Mampu menyimpulkan bahwa :Mampu menyimpulkan bahwa : mempunyai struktur double helixmempunyai struktur double helix dengan 10 basa setiap putarandengan 10 basa setiap putaran putaran 360putaran 360, , basa Nitrogen A-T , G – Cbasa Nitrogen A-T , G – C cekukan mayor and minorcekukan mayor and minor double helix memutar ke kanandouble helix memutar ke kanan self replicationself replication

Semikonservatif pd Replikasi DNASemikonservatif pd Replikasi DNA

Mekanisme pengkopian DNA melibatkan pembukaan double helix

Setiap rantai menjadi pola / templat untuk pita baru

Semi konservatif apa beda dengan konservatif dan dispersive?

X-ray diffraction : ada 2 macamX-ray diffraction : ada 2 macam Yg telah diterjemahkan struktur 3 D Yg telah diterjemahkan struktur 3 D

nya : B formnya : B form Bentuk yang umum adalah B formBentuk yang umum adalah B form A form A form RNA double helix RNA double helix

– Gugus OH pd RNA Gugus OH pd RNA tidak tidak memungkinkan melipat lebih dekat memungkinkan melipat lebih dekat membentuk A form yang lebih lebarmembentuk A form yang lebih lebar

Dalam kondisi normal (kondisi fisiologis) DNA relatif stabil

Kadang menjadi tidak stabil krn proses2 replikasi, transkripsi

Disosiasi double helix DNA Disosiasi double helix DNA denaturasidenaturasi– apabila DNA dipanaskan diatas melting apabila DNA dipanaskan diatas melting

temperaturnya (Tm) maka double helix temperaturnya (Tm) maka double helix akan terbukaakan terbuka

– Tm Tm tergantung pada rasio tergantung pada rasio (G+C)/(A+T)(G+C)/(A+T)

– G/C content dapat dihitung dengan G/C content dapat dihitung dengan (G+C) / (Total Basa N) x 100% (G+C) / (Total Basa N) x 100%

RNARNA

Ada 4 mcmAda 4 mcm

Hn RNAHn RNA mRNAmRNA rRNArRNA tRNAtRNA snRNAsnRNA

hnRNA hnRNA heterogeonous nuclear RNA heterogeonous nuclear RNA merupakan hasil transkripsi langsung dr DNA merupakan hasil transkripsi langsung dr DNA

mRNA mRNA – telah mengalami proses posttranskripsi telah mengalami proses posttranskripsi

menghilangkan intronmenghilangkan intron informasi genetik informasi genetik dlm btk codon dlm btk codon (urutan 3 nukleotida)(urutan 3 nukleotida)

rRNA rRNA – Komponen ribosom dimana translasi berlangsungKomponen ribosom dimana translasi berlangsung

tRNA tRNA – Menerjemahkan kode genetikMenerjemahkan kode genetik– Menghubungkan antara asam nukleat dengan asam Menghubungkan antara asam nukleat dengan asam

amino amino protein protein snRNA snRNA

– Small nuclear RNA Small nuclear RNA membantu proses splicing dalam membantu proses splicing dalam post transkripsi proses post transkripsi proses

Transfer RNA (tRNA)Transfer RNA (tRNA)composed of a nucleic acid and a specific amino acid

provide the link between the nucleic acid sequence of mRNA and the amino acid sequence it codes for.

An anticodon a sequence of 3 nucleotides in a tRNA that is complementary to a codon of mRNA

Structure of tRNAs

Fungsi biologisFungsi biologis

DNA sebagai DNA sebagai pembawa pembawa informasi genetikinformasi genetik– DNA DNA komponen komponen

dr kromosomdr kromosom Fungsi yang lain:Fungsi yang lain:

– Nukleotida sbg Nukleotida sbg pembawa energipembawa energi

– Nukleotida sebagi Nukleotida sebagi koensimkoensim

– enzimenzim