ASAM NUKLEAT

Dirangkum oleh Ami Soewandi J.S. Tutuk B. Soewandi

DNA with tens of Billions of Carbon atoms

Metana (satu atom C)

Senyawa karbon dari yang sederhana dapat membentuk struktur yang kompleks yang terdiri

dari beberapa milyar atom C.

Asam nukleat suatu biomolekul

Yang termasuk asam nukleat adalah :

• DNA = deoxyribonucleic acid

• RNA = ribonucleic acid

Keduanya, DNA dan RNA, adalah pembawa informasi genetik dalam sel secara kimiawi.

DNA dan RNA sangat berbeda ukurannya :

Molekul DNA sangat besar, berat molekul jutaan

Molekul RNA kecil, mengandung kira-kira 60 nukleotida dengan MR sekitar 22.000

Juga terdapat turunan (derivat) asam nukleat ; misalnya :

ATP yang berperan sebagai phosphorylating agent pada berbagai jalur biokimia

Beberapa jenis koenzim, termasuk NAD+, FAD, coenzim A

Semua turunan itu mempunyai komponen asam nukleat pada strukturnya

Asam nukleat terdiri dari 3 unsur utama :

gula, basa amina heterosiklis, ion fosfat Gula dan basa amina berikatan membentuk nukleosida Nukleosida berikatan dengan gugus fosfat membentuk nukleotida Banyak nukleotida membentuk polimer yaitu asam nukleat

gula gula gula

basa amina basa amina basa amina

+

fosfat

H3PO4 Asam nukleat

nukleosida nukleotida

Protein dan Asam Nukleat berupa polimer

C

O

CH

R1

HN C

O

CH

R2

NH

C

O

CH

R3

NH

C

O

CH

R4

NH

ikatan amida

beda rantai samping

ujung-N ujung-C

PROTEIN

gula

basa3

gula fosfat

basa2

gula fosfat

basa1

fosfat

beda jenis basa amina

ikatan ester fosfat

ASAM NUKLEAT

Protein : Polimer asam amino berikatan melalui ikatan amida

Asam nukleat : Polimer nukleotida berikatan melalui ikatan ester fosfat

Asam nukleat : DNA dan RNA (suatu polimer) Subunit adalah nukleotida: basa nitrogen (A, C, G, T dalam DNA, A, C, G dan U pada RNA) gula pentosa (ribosa pada RNA, deoksiribosa dalam DNA) kelompok fosfat DNA berupa untaian ganda antar untaian disatukan oleh ikatan hidrogen dalam bentuk double helix untaian itu sendiri saling-hubung oleh ikatan gula- fosfat sebagai kerangka utama

Komponen gula penyusun DNA dan RNA

Unit gula dalam bentuk furanosa Berikatan dengan gugus fosfat melalui –OH pada C-3’ dan C-5’

(disebut juga ikatan fosfodiester)

H

OH

H

HOH2C

HO OH

H H

O

H

OH

H

HOH2C

HO H

H H

O

Ribosa

(pada RNA)

2-Deoksiribosa

(pada DNA)

1'

2'3'

4'

5'

1'

2'3'

4'

5'

Basa amina heterosiklis pada DNA dan RNA

N

N NH

N

N

N

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

pirimidin purin

N

NNH

N

NH2

NH

NNH

N

O

NH2

N

NH

NH2

O

Adenine (A)DNA, RNA

Guanine (G)DNA, RNA

Cytosine (C)DNA, RNA

Jenis basa amina pada DNA dan RNA mempunyai inti purin dan pirimidin

NH

NH

O

O

NH

NH

O

O

H3C

Thymine (T)DNA

Uracil (U)RNA

Pada setiap C-1’ dari unit gula terikat pada basa amina melalui ikatan β-glikosidik membentuk nukleosida

Contoh : Ribosa dan basa Adenine membentuk nukleosida adenosine Deoksiribosa dan basa Adenine membentuk nukleosida 2-deoksiadenosine

Esterifikasi antara –OH pada C-5’ dari gula dengan asam fosfat menghasilkan satu unit basa-gula-fosfat yang disebut nukleotida

Contoh : Adenosine berikatan pada –OH dari C-5, dengan fosfat membentuk Adenosine-5’-fosfat 2-Deoksiadenosine berikatan pada –OH dari C-5, dengan fosfat membentuk 2-deoksiadenosine-5’-fosfat

Nama nukleotida

Empat jenis nukleotida pada DNA

1. 2’-deoksiadenosin-5’-fosfat

2. 2’-deoksiguanosin-5’-fosfat

3. 2’-deoksicytidin-5’-fosfat

4. 2’-deoksitimidin-5’-fosfat

Empat jenis nukleotida pada RNA

1. adenosin-5’-fosfat

2. guanosin-5’-fosfat

3. cytidin-5’-fosfat

4. uridin-5’-fosfat

Bagaimanakah struktur nukleotida tersebut ?

Ikatan Fosfodiester: Pada DNA dan RNA, nukleotida saling terikat melalui ikatan fosfodiester [RO-(PO2-)-OR] antara : Gugus fosfat dengan –OH pada C-5’ nukleosida yang satu, dengan –OH pada C-3’ nukleosida yang lain.

Ujung asam nukleat dengan –OH bebas, disebut ujung-3’; ujung yang lain mempunyai gugus fosfat pada C-5’, disebut ujung-5’. Penulisan runtunan nukleotida dimulai dari ujung-5’; menggunakan singkatan G, C, A, T (atau U pada RNA)

Pembentukan kerangka utama DNA (Backbone)

S T R U K T U R P R I M E R

Aturan Chargaff untuk Basa Berpasangan

Aturan untuk pasangan basa (or nucleotide pairing) adalah:

A dengan T: purine adenine (A) selalu berpasangan dengan pyrimidine thymine (T) C dengan G: pyrimidine cytosine (C) selalu berpasangan dengan purine guanine (G)

Struktur Double Helix dari DNA

S T R U K T U R S E K U N D E R

Bentuk double helix DNA mulai terlepas, memunculkan bagian basa amina Rantai polinukleotida baru terbentuk, Susunan nukleotida merupakan komplementer dari basa amina Terjadi dua double helix yang baru

Replikasi DNA :

“Central dogma of molecular genetics” (menurut Francis Crick) Fungsi DNA adalah menyimpan informasi dan meneruskannya pada RNA Fungsi RNA adalah membaca pesan, memberi kode, dan menggunakan informasi yang didapat dari DNA untuk membuat protein.

Ada tiga proses dasar yang berlangsung : 1. Replikasi : proses membuat copy DNA yang identik sehingga informasi

disimpan untuk dapat diteruskan (dalam inti sel) 2. Transkripsi : proses membaca pesan genetik, kemudian dipindah dari

inti sel ke ribosom, tempat protein disintesis 3. Translasi : proses pemberian kode pada pesan genetik dan dipakai

untuk mensintesis protein (dalam ribosom)