Makalah Biokimia Lanjut

ANABOLISME ASAM NUKLEAT

Disusun Oleh Kelompok II:

Ummi Rahayu

Harianthy Aneke

Sahrah Safira

Annisa Setyaningrum

Fathiah Riskah

Nurfitrah

Gladys

Anita

Nurbaya

G 301 09 009

G 301 09 040

G 301 10 021

G 301 11 002

G 301 11 010

G 301 11 018

G 301 11 025

G 301 11 035

G 301 12 059

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TADULAKO

PALU

2014Bab I

Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, adalah aktivasi senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat.

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. Ada dua jenis asam nukleat yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) atau asamdeoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid) atau asam ribonukleat. DNA oleh seorang dokter muda Friedrich Miescher yang mempercayai bahwa rahasiakehidupan dapat diungkapkan melalui penelitian kimia pada sel-sel.Sel yang dipilih oleh Friedrich adalah sel yang terdapat pada nanah untuk dipelajari nyadan ia mendapatkan sel-sel tersebut dari bekas pembalut luka yang diperolehnya dari dari ruang bedah. Asam nukleat terdapat dalam semua sel dan memiliki peranan yang sangat penting dalam biosintesis protein. 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. Pada makalah ini akan dibahas mengenai anabolisme asam nukleat.1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah anabolisme asam nukleat.2. Bagaimanakah biosintesis nukleosida dan nukleotida.3. Bagaimanakah biosintesis DNA.Bab II

Isi

Anabolisme Asam Nukleat

2.1 Asam NukleatAsam nukleat adalah biopolymer yang berbobot molekul tinggi dengan unit monomernya mononukleotida. Asam nukleat terdapat pada semua sel hidup dan bertugas untuk menyimpan dan mentransfer genetic, 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) dan jika terdiri- dari unit-unit ribonukleaotida disebut asam ribonukleaotida (RNA). Asam Nukleat juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida. 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. Asam-asam nukleat terdapat pada jaringan tubuh sebagai nukleoprotein, yaitu gabungan antara asam nukleat dengan protein. Untuk memperoleh asam nukleat dari jaringan-jaringan tersebut, dapat dilakukan ekstraksi terhadap nukleoprotein terlebih dahulu menggunakan larutan garam IM. Setelah nukleoprotein terlarut, dapat diuraikan atau dipecah menjadi protein-protein dan asam nukleat dengan menambah asam-asam lemah atau alkali secara hati-hati, atau dengan menambah NaCl hingga jenuh akan mengendapkan protein.

Cara lain untuk memisahkan asam nukleat dari protein ialah menggunakan enzim pemecah protein, misal tripsin. Ekstraksi terhadap jaringan-jaringan dengan asam triklorasetat, dapat pula memisahkan asam nukleat. Denaturasi protein dalam campuran dengan asam nukleat itu dapat pula menyebabkan terjadinya denaturasi asam nukleat itu sendiri. Oleh karena asam nukleat itu mengandung pentosa, maka bila dipanasi dengan asam sulfat akan terbentuk furfural. Furfural ini akan memberikan warna merah dengan anilina asetat atau warna kuning dengan p-bromfenilhidrazina. Apabila dipanasi dengan difenilamina dalam suasana asam, DNA akan memberikan warna biru. Pada dasarnya reaksi-reaksi warna untuk ribosa dan deoksiribosa dapat digunakan untuk keperluan identifikasi asam nukleat.

2.2 Jenis-jenis Asam Nukleat

Asam nukleat dalam sel ada dua jenis yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat. Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada umumnya terikat oleh protein dan bersifat basa. Misalnya DNA dalam inti sel terikat pada histon. Senyawa gabungan antara protein danasam nukleat disebut nucleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan polimer sepertiprotein tetapi unit penyusunnya adalah nukleotida. Salah satu contoh nukleutida asam nukleat bebas adalah ATP yang berfungsi sebagai pembawa energy. 2.3 Struktur DNA dan RNA

Asam nukleat biasanya tersusun atas DNA dan RNA yang terdiri dari monomer nukleotida,dimana nukleotida ini biasanya tersusun atas gugus fosfat, basa nitrogen,dan gula pentosa serta kelompok basa purin dan piridin seperti: adenine, guanine, sitosin, timin dan danurasil.

a. DNA (deoxyribonucleic acid)

Asam ini adalah polimer yang terdiri atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga membentuk rantai polinukleotida yang panjang. Molekul DNA yang panjang ini terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Secara kimia DNA mengandung karakteri/sifat sebagai berikut: 1. Memiliki gugus gula deoksiribosa. 2. Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A). 3. Memiliki rantai heliks ganda anti paralel 4. Kandungan basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan spesifik satu dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin (GC), dan adenidan adenin berpasangan dengan timin (A - T), sehingga jumlah guanin selalu sama dengan jumlah sitosin. Demikian pula adenin dan timin. b. RNA (Ribonukleat acid)

Asam ribonukleat adalah salah satu polimer yang terdiri atas molekul- molekul ribonukleotida. Seperti DNA, asam ribonukleat ini terbentuk oleh adanya ikatan antara atom C nomer 3 dengan atom C nomer 5 pada molekul ribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Dibawah ini adalah gambar struktur sebagian dari molekul RNA:

Meskipun banyak persamaannta dengan DNA, RNA mempunyai beberapa perbedaan dengan DNA yaitu:

1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah deoksiribosa.

2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda. Bentuk molekul RNA bukan heliks ganda, tetapi berupa rantai tunggal yang terlipat sehingga menyerupai rantai ganda.

3. RNA mengandung basa Adenin, Guanin dan Sitosin seperti DNA, tetapi tidak mengandung Timin. Sebagai gantinya, RNA mengandung Urasil. Dengan demikian bagian basa pirimidin RNA berbeda dengan bagian basa pirimidin DNA.

4. Jumlah Guanin adalah molekul RNA tidak perlu sama dengan Sitosin, demikian pula jumlah adenin tidak harus sama dengan Urasil.

2.3 Nukleotida dan Nukleosida Molekul nukleotida terdiri atas nukleosida yang mengikat asam fosfat. Molekul nukleosida terdiri atas pentosa (deoksiribosa atau ribose) yang mengikat suatu basa (purin atau pirimidin). Jadi apabila suatu nukleoprotein dihidrolisis sempurna akan dihasilkan protein, asam fosfat, pentosa dan basa purin atau pirimidin. Rumus berikut ini akan memperjelas hasil hidrolisis suatu nukleoprotein. Pentosa yang berasal dari DNA ialah deoksiribosa dan yang berasal dari RNA ialah ribose. Adapun basa purin dan basa pirimidin yang berasal dari DNA ialah adenin,sitosin dan timin. Dari RNA akan diperoleh adenin, guanin, sitosin dan urasil. Urasil terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk keto atau laktam dan bentuk enol atau laktim. Pada PH cairan tubuh, terutama urasil terdapat dalam entuk keto. Nukleosida terbentuk dari basapurin atau pirimidin dengan ribose atau deoksiribosa. Basa purin atau pirimidin terikat padapentosa oleh ikatan glikosidik,yaitu pada atom karbon nomor 1. Guanosin adalah suatunukleosida yang terbentuk dari guanin dengan ribosa. Pada pengikatan glikosidik ini sebuah molekul air yang dihasilkan terjadi dari atom hidrogen pada atom N-9 dari basa purin dengan gugus OH pada atom C-1 dari pentosa. Untuk basa pirimidin,gugus OH pada atom C-1 berikatandengan atom H pada atom N-1 Apabila pentose yang diikat oleh deoksiribosa, maka nama nukleosida diberi tambahan deoksi di depanya. Sebagai contoh deoksiadinosin, deoksisitidin dan sebagainya. Disamping lima jenis basa purin atau basa pirimidin yang biasa terdapat pada asam nukleat, ada pula beberapa basa purin dan basa pirimidin lain yang membentuk nukleosida. Hipoksantin dengan ribosa akan membentuk hipoksantin nukleosida atau inosin. DNA pada bakteri ternyata mengandung hidroksimetilsitosin. Demikian pula tRNA (transfer RNA) mengandung derivat metal basa purin atau basapirimidin, misalnya 6-N-dimetiladenin atau 2-N- dimetilguanin. Dalam alam nukleosida terutama terdapat dalam bentuk ester fosfat yang disebut nukleotida. Nukleotida terdapat sebagai molekul bebas atau berikatan dengan sesama nukleotida membentuk asam nukleat.Dalam molekul nukleotida gugus fosfat terikat oleh pentosa pada atom C-5. Pentosa yang terdapat dalam molekul nukleotida pada contoh diatas ialah ribosa. Apabila pentosanya deoksiribosa, maka ditambah deoksi di depan nama nukleotida tersebut misalnya deoksiadenosin-monofosfat atau disingkat dAMP. Ada beberapa nukleotida yang mempunyai gugus fosfat lebih dari 1 misalnya adenosintrifosfat dan uridintrifosfat, kedua nukleotida ini mempunyai peranan penting dalam reaksi-reaksi kimia dalam tubuh. Pada rumus molekul ATP dan UTP, ikatan antara gugus-gugus fosfat diberi tanda yang khas. Pada proses hidrolisis ATP akan melepaskan gugus fosfat dan terbentuk adenosindifosfat (ADP). Pada hidrolis ini ternyata dibebaskan energy yang cukup besar yaitu 7.000 kal/mol ATP.Oleh karena itu ikatan antara gugus fosfat dinamakan ikatan berenergi tinggi dan diberi tanda ~ .Dalam tubuh,ATP dan UTP berfungsi sebagai penyimpan energi yang diperoleh dariproses oksidasi senyawa-senyawa dalam makanan kita untuk kemudian dibebaskan apabila energi tersebut diperlukan.

2.4 Sintesis RNA dan DNA

a. Sintesis RNA

Sintesis RNA biasanya dikatalisis oleh enzim DNA-RNA polimerase- menggunakan sebagai template, sebuah proses yang dikenal sebagai transkripsi. Inisiasi transkripsi dimulai dengan pengikatan enzim ke urutan promotor dalam DNA (biasanya ditemukan "upstream" dari gen). DNA helix ganda dibatalkan oleh aktivitas helikase enzim. Enzim kemudian berlanjut sepanjang untai template dalam arah 3 'to 5', mensintesiskan molekul RNA komplementer dengan elongasi terjadi di 5 'ke 3' arah. Urutan DNA juga menentukan di mana berakhirnya sintesis RNA akan terjadi. RNA sering dimodifikasi oleh enzim setelah transkripsi. Misalnya, poli dan topi 5 'ditambahkan ke mRNA eukariotik intron pra-dan dikeluarkan oleh spliceosome. Ada juga sejumlah polimerase RNA RNA-tergantung yang menggunakan RNA sebagai template mereka untuk sintesis untai baru RNA. Sebagai contoh, sejumlah virus RNA (seperti virus polio) menggunakan jenis enzim untuk mereplikasi materi genetik mereka. Juga, RNA-dependent RNA polimerase merupakan bagian dari jalur interferensi RNA di banyak organisme. Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai komplemennya disebut rantai antisense. Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi. Informasi dari DNA untuk sintesis protein dibawa oleh mRNA. RNA dihasilkan dari aktifitas enzim RNA polimerase. Enzim polimerasi membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkaikan nukleotida RNA. Enzim RNA polimerase merangkai nukleotida-nukleotida RNA dari arah 5 3, saat terjadi perpasangan basa di sepanjang cetakan DNA. Urutan nukleotida spesifik di sepanjang cetakan DNA. Urutan nukleotida spesifik di sepanjang DNA menandai dimana transkripsi suatu gen dimulai dan diakhiri. Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), terminasi (pengakhiran) rantai mRNA.

1. Inisiasi

Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.

2. Elongasi

Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka pilinan heliks ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNA- nya.

3. Terminasi

Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai sinyal terminasi yang sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi; yaitu, polimerase mencapai titik terminasi sambil melepas RNA dan DNA. Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase terus melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA. Pada titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong hingga terlepas dari enzim tersebut.

b.Sintesis DNA

Sintesis DNA disini dimaksud adalah replikasi DNA yaitu proses perbanyakan bahan genetic. Pengkopian rangkaian molekul bahan genetik( DNA atau RNA) sehingga dihasilkan molekul anakan yang sangat identik. Model replikasi DNA secara semikonservatif menunjukkan bahwa DNA anakan terdiri atas pasangan untaian DNA induk dan untaian DNA hasil sintesis baru. Model ini memberikan gambaran bahwa untaian DNA induk berperanan sebagai cetakan (template) bagi pembentukan untaian DNA baru. Model ini memberikan gambaran bahwa untaian DNA induk berperanan sebagai cetakan (template) bagi pembentukan untaian DNA baru.

Komponen utama Replikasi, adalah sebagai berikut :

1. DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi.

2. Molekul deoksiribonukleotida, yaitu dATP, dTTP, dCTP, dan dGTp. Deoksiribonukleotida terdiri atas tiga komponen yaitu: (i) basa purin atau pirimidin, (ii) gula 5-karbon( deoksiribosa) dan (iii) gugus fosfat.

3. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisi proses polimerisasi nukleotida menjadi untaian DNA.

4. Enzim primase, yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untuk memulai replikasi DNA.

5. Enzim pembuka ikatan untaian DNA induk, yaitu enzim helikase dan enzim lain yang membantu proses tersebut yaitu enzim girase.

6. Molekul protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka,yaitu protein SSB (single strand binding protein).

7. Enzim DNA ligase, yaitu suatu enzim yang berfungsi untuk menyambung fragmen- fragmen DNA.

Meknisme dasar replikasi, adalah sebagai berikut :

1. Denaturasi (pemisahan) untaian DNA induk,

2. Peng-"awal"-an( initiation, inisiasi) sintesis DNA.

3. Pemanjangan untaian DNA,

4. Ligasi fragmen-fragmen DNA, dan

5. Peng-"akhir"-an (termination, terminasi) sintesis DNA. Sintesis untaian DNA yang baru akan dimulai segera setelah kedua untaian DNA induk terpisah membentuk garpu replikasi Pemisahan kedua untaian DNA induk dilakukan oleh enzim DNA helikase. Sintesis DNA berlangsung dengan orientasi 5'-P, 3'-OH. Oleh karena ada dua untaian DNA cetakan yang orientasinya berlawanan, maka sintesis kedua untaian DNA baru juga berlangsung dengan arah geometris yang berlawanan namun semuanya tetap dengan orientasi 5' , 3'.

Sintesis untaian DNA baru yang searah dengan pembukaan garpu replikasi dapat berlangsung tanpa terputus (sintesis secara kontinu). Untaian DNA yang disintesis secara kontinu semacam ini disebut sebagai untaian DNA awal (leading strand). Sintesis untaian DNA baru yang searah dengan pembukaan garpu replikasi dapat berlangsung tanpa terputus (sintesis secara kontinu). Untaian DNA yang disintesis secara kontinu semacam ini disebut sebagai untaian DNA awal (leading strand). Pada untaian DNA awal, polimerisasi DNA berlangsung secara kontinu sehingga molekul DNA baru yang disintesis merupakan satu unit. Pada untaian DNA awal, polimerisasi DNA berlangsung secara kontinu sehingga molekul DNA baru yang disintesis merupakan satu unit. Fragmen-fragmen DNA pendek yang disintesis tersebut disebut fragmen Okazaki, karena fenomena sintesis DNA secara diskontinu tersebut pertama kali iungkapkan oleh Reiji Okazaki pada tahun 1968.

Proses replikasi DNA merupakan suatu masalah yang kompleks, dan melibatkan set protein dan enzim yang secara kolektif merakit nukleotida dalam urutan yang telah ditentukan. Dalam menanggapi isyarat molekul yang diterima selama pembelahan sel, molekul-molekul ini melakukan replikasi DNA, dan mensintesis dua untai baru menggunakan helai yang ada sebagai template atau cetakan. Masing-masing dua resultan, molekul DNA yang identik terdiri dari satu untai baru lama dan salah satu DNA. Oleh karena itu proses replikasi DNA disebut sebagai semi-konservatif.Rangkaian peristiwa yang terjadi selama replikasi DNA prokariotik telah dijelaskan di bawah ini. InisiasiReplikasi DNA dimulai pada lokasi spesifik disebut sebagai asal replikasi, yang memiliki urutan tertentu yang bisa dikenali oleh protein yang disebut inisiator DnaA. Mereka mengikat molekul DNA di tempat asal, sehingga mengendur untuk docking protein lain dan enzim penting untuk replikasi DNA. Sebuah enzim yang disebut helikase direkrut ke lokasi untuk unwinding (proses penguraian) heliks dalam alur tunggal.

Helikase melepaskan ikatan hidrogen antara pasangan basa, dengan cara yang tergantung energi. Titik ini atau wilayah DNA yang sekarang dikenal sebagai garpu replikasi (Garpu replikasi atau cabang replikasi adalah struktur yang terbentuk ketika DNA bereplikasi). Setelah heliks yang unwound, protein yang disebut untai tunggal mengikat protein (SSB) mengikat daerah unwound, dan mencegah mereka untuk annealing (penempelan). Proses replikasi sehingga dimulai, dan garpu replikasi dilanjutkan dalam dua arah yang berlawanan sepanjang molekul DNA.

Sintesis Primer

Sintesis DNA Primer

Sintesis baru, untai komplementer DNA menggunakan untai yang ada sebagai template yang dibawa oleh enzim yang dikenal sebagai DNA polimerase. Selain replikasi mereka juga memainkan peran penting dalam perbaikan DNA dan rekombinasi.Namun, DNA polimerase tidak dapat memulai sintesis DNA secara independen, dan membutuhkan 3 gugus hidroksil untuk memulai penambahan nukleotida komplementer. Ini disediakan oleh enzim yang disebut DNA primase yang merupakan jenis DNA dependent-RNA polimerase. Ini mensintesis bentangan pendek RNA ke untai DNA yang ada. Ini segmen pendek disebut primer, dan terdiri dari 9-12 nukleotida. Hal ini memberikan DNA polimerase platform yang diperlukan untuk mulai menyalin sebuah untai DNA. Setelah primer terbentuk pada kedua untai, DNA polimerase dapat memperpanjang primer ini menjadi untai DNA baru.Unwinding DNA dapat menyebabkan supercoiling (bentukan seperti spiral yang mengganggu) di wilayah berikut garpu. Ini superkoil DNA Unwinding oleh enzim khusus yang disebut topoisomerase yang mengikat ke bentangan DNA depan garpu replikasi. Ini menciptakan nick di untai DNA dalam rangka untuk meringankan supercoil tersebut.

Sintesisleading strand

Replikasi DNA untaian pengawal (leading strand)

DNA polimerase dapat menambahkan nukleotida baru hanya untuk ujung 3 dari untai yang ada, dan karenanya dapat mensintesis DNA dalam arah 5 3 saja. Tapi untai DNA berjalan di arah yang berlawanan, dan karenanya sintesis DNA pada satu untai dapat terjadi terus menerus. Hal ini dikenal sebagai untaian pengawal (leading strand). Di sini, DNA polimerase III (DNA pol III) mengenali 3 OH akhir primer RNA, dan menambahkan nukleotida komplementer baru. Seperti garpu replikasi berlangsung, nukleotida baru ditambahkan secara terus menerus, sehingga menghasilkan untai baru.

Sintesis lagging Strand (untai tertinggal)Pada untai berlawanan, DNA disintesis secara terputus dengan menghasilkan serangkaian fragmen kecil dari DNA baru dalam arah 5 3. Fragmen ini disebut fragmen Okazaki, yang kemudian bergabung untuk membentuk sebuah rantai terus menerus nukleotida. Untai ini dikenal sebagai lagging Strand (untai tertinggal) sejak proses sintesis DNA pada untai ini hasil pada tingkat yang lebih rendah.

sintesis lagging Strand

Di sini, primase menambahkan primer di beberapa tempat sepanjang untai unwound. DNA pol III memperpanjang primer dengan menambahkan nukleotida baru, dan jatuh ketika bertemu fragmen yang terbentuk sebelumnya. Dengan demikian, perlu untuk melepaskan untai DNA, lalu geser lebih lanjut up-stream untuk memulai perluasan primer RNA lain. Sebuah penjepit geser memegang DNA di tempatnya ketika bergerak melalui proses replikasi.

Penghapusan PrimerMeskipun untai DNA baru telah disintesis primer RNA hadir pada untai baru terbentuk harus digantikan oleh DNA. Kegiatan ini dilakukan oleh enzim DNA polimerase I (DNA pol I). Ini khusus menghilangkan primer RNA melalui 5 3 aktivitas eksonuklease nya, dan menggantikan mereka dengan deoksiribonukleotida baru oleh 5 3 aktivitas polimerase DNA.

menghilangkan primer RNA

LigasiSetelah penghapusan primer selesai untai tertinggal masih mengandung celah atau nick antara fragmen Okazaki berdekatan. Enzim ligase mengidentifikasi dan segel nick tersebut dengan menciptakan ikatan fosfodiester antara 5 fosfat dan 3 gugus hidroksil fragmen yang berdekatan.

Ligasi

PemutusanReplikasi mesin ini menghentikan di lokasi terminasi khusus yang terdiri dari urutan nukleotida yang unik. Urutan ini diidentifikasi oleh protein khusus yang disebut tus yang mengikat ke situs tersebut, sehingga secara fisik menghalangi jalur helikase. Ketika helikase bertemu protein tus itu jatuh bersama dengan terdekat untai tunggal protein pengikat.

2.5 Transkripsi dan Translasi

Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA meniadi molekul RNA. Transkripsi adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul RNA digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang komptementer. Translasi adalah proses penerjemah urutan nucleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Hanya molekul mRNA yang ditranslasi, sedangkan rRNA dan tRNA tidak ditranslasi. Molekul mRNA merupakan transkrip (salinan) urutan DNA yang menyusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame, kerangka baca terbuka). Molekul rRNA adalah salah satu molekul penyusun ribosom, yakni organel tempat berlangsungnya sintesis protein, tRNA adalah pembawa asam-asam amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida.

Dalam proses translasi, rangkaian nukleotida pada mRNA akan dibaca tiap tiga nukleotida sebagai satu kodon untuk satu asam amino, dan pembacaan dimulai dari urutan kodon metionin (ATG pada DNA atau AUG pada RNA). 2.6 Biosintesis Nukleotidaa. Biosintesis Nukleotida PurinTerjadinya sintesis purin dalam hati. Sintesis dari nukleotida purin dimulai dengan PRPP dan mengarah ke penuh pertama terbentuk nukleotida, inosine 5-monophosphate (IMP). jalur ini adalah diagram di bawah ini. Basis purin tanpa terikat pada molekul ribosa terlampir adalah Hipoxantina. Basis purin dibangun di atas ribosa dengan beberapa amidotransferase dan reaksi transformylation. Sintesis IMP membutuhkan lima mol ATP, dua mol glutamin, satu mol glisin, satu mol CO 2, satu mol aspartate dan dua mol formate. Para moieties formil dilakukan pada tetrahydrofolate (THF) dalam bentuk N 5, N 10-methenyl-THF dan N 10-formil-THF.

Sintesis AMP dan GMP dari IMPSintesis pertama terbentuk sepenuhnya nukleotida purin, monophosphate inosine, IMP dimulai dengan 5-phospho--ribosyl-1-pirofosfat, PRPP. Melalui serangkaian reaksi menggunakan ATP, tetrahydrofolate (THF) derivatif, glutamin, glisin dan aspartate ini menghasilkan jalur IMP. Tingkat membatasi reaksi ini dikatalisis oleh glutamin amidotransferase PRPP, enzim ditunjukkan oleh 1 pada Gambar tersebut. Struktur nucleobase dari IMP (Hipoxantina) akan muncul.IMP merupakan titik cabang untuk biosintesis purin, karena dapat dikonversi menjadi baik AMP atau GMP melalui dua jalur reaksi yang berbeda. jalur yang mengarah ke AMP memerlukan energi dalam bentuk GTP; yang mengarah ke GMP memerlukan energi dalam bentuk ATP. Pemanfaatan GTP dalam jalur untuk sintesis AMP memungkinkan sel untuk mengontrol proporsi AMP dan GMP untuk dekat kesetaraan. GTP akumulasi kelebihan akan menyebabkan sintesis AMP dipercepat dari IMP sebaliknya, dengan mengorbankan sintesis GMP. Sebaliknya, sejak konversi IMP untuk GMP memerlukan ATP, akumulasi kelebihan ATP menyebabkan sintesis percepatan GMP atas yang AMP.

c. Biosintesis Nukleotida PirimidinSintesis pirimidin kurang kompleks dibandingkan dengan purin, karena dasar jauh lebih sederhana. . Basis menyelesaikan pertama adalah berasal dari 1 mol glutamin, satu mol ATP dan satu mol CO 2 (yang merupakan karbamoilfosfat) dan satu mol aspartate. Sebuah mol tambahan glutamin dan ATP diperlukan dalam konversi UTP untuk CTP. Jalur biosintesis pirimidin adalah diagram di bawah ini.Karbamoilfosfat digunakan untuk sintesis nukleotida pirimidin berasal dari glutamin dan bikarbonat, dalam sitosol, yang bertentangan dengan siklus urea carbamoyl fosfat berasal dari amonia dan bikarbonat dalam mitokondria. Reaksi siklus urea dikatalisis oleh sintetase karbamoilfosfat I (CPS-I) sedangkan prekursor nukleotida pirimidin disintesis oleh CPS-II. Carbamoyl phosphate is then condensed with aspartate in a reaction catalyzed by the rate limiting enzyme of pyrimidine nucleotide biosynthesis, aspartate transcarbamoylase (ATCase). karbamoilfosfat kemudian kental dengan aspartat dalam reaksi dikatalisis oleh enzim rate limiting biosintesis nukleotida pirimidin, transcarbamoylase aspartate (ATCase). Sintesis karbamoilfosfat oleh CPS IISintesis UMP dari karbamoilfosfat. Carbamoyl fosfat digunakan dalam sintesis nukleotida pirimidin berbeda dari yang disintesis pada siklus urea, yang merupakan sintesis dari glutamin bukan amonia dan disintesis dalam sitosol. Reaksi ini dikatalisis oleh fosfat II carbamoyl sintetase (CPS-II). Selanjutnya karbamoilfosfat dimasukkan ke dalam jalur biosintesis nukleotida pirimidin melalui aksi transcarbamoylase aspartate, ATCase (enzim # 1) yang merupakan rate limiting langkah dalam biosintesis pirimidin Setelah selesai sintesis UMP dapat terfosforilasi untuk UTP dan digunakan sebagai substrat untuk synthase CTP untuk sintesis nukleotida CTP uridina. Juga merupakan prekursor untuk sintesis de novo dari nukleotida timin.Sintesis pirimidin berbeda dalam dua cara yang signifikan dari tahun purinPertama, struktur cincin dipasang sebagai basa bebas, tidak dibangun di atas PRPP. PRPP akan ditambahkan ke base pertama terbentuk sepenuhnya pirimidin (asam orotic), membentuk monophosphate orotate (OMP), yang kemudian dekarboksilasi menjadi UMP. Kedua, tidak ada cabang di jalur sintesis pirimidin. UMP adalah fosforilasi dua kali untuk menghasilkan UTP (ATP merupakan donor fosfat). Yang pertama adalah fosforilasi dikatalisis oleh kinase uridylate dan yang kedua oleh nukleosida difosfat kinase mana-mana. Akhirnya UTP adalah aminated oleh aksi synthase CTP, menghasilkan CTP. Para nukleotida timin yang pada gilirannya diturunkan oleh sintesis de novo dari Dump atau dengan jalur selamatkan dari deoxyuridine atau deoxythymidine. Sintesis CTP dari UTPDe novo jalan menuju dTTP sintesis pertama yang membutuhkan penggunaan Dump dari metabolisme baik UDP atau CDP. tempat pembuangan sampah diubah menjadi dTMP oleh aksi synthase timidilat. Kelompok metil (ingat timin yang 5-metil urasil) adalah disumbangkan oleh N 5, 10-metilen THF N, mirip dengan sumbangan dari kelompok metil selama biosintesis dari purin. Sifat unik dari tindakan synthase timidilat adalah bahwa THF dikonversi menjadi dihydrofolate (DBD), yang hanya menghasilkan reaksi seperti DBD dari THF. Agar reaksi synthase timidilat untuk melanjutkan, THF harus dibuat ulang dari DBD. Hal ini dilakukan melalui aksi reduktase dihydrofolate (DHFR). . THF kemudian dikonversi menjadi N 5, N 10-THF melalui tindakan transferase hidroksimetil serin. Peran penting dalam biosintesis nukleotida DHFR timidin membuat target yang ideal untuk agen kemoterapi.

Bab III

Kesimpulan

3.1 KesimpulanAdapun kesimpulan dari makalah ini antara lain:a. Asam nukleat adalah biopolymer yang berbobot molekul tinggi dengan unit monomernya mononukleotida. b. Asam nukleat, jika unit-unit pembangunnya deoksiribonukleotida, disebut asam deoksiribonukleotida (DNA) dan jika terdiri dari unit-unit ribonukleotida disebut asam ribonukleaotida (RNA). Daftar PustakaAnonim, 2014. Tahap Proses Replikasi DNA. http://www.sridianti.com/tahap-proses-replikasi-dna-7-langkah.html. Diakses pada tanggal 21 Mei 2014.Anonim, 2014. Metabolisme nukleotida purin pirimidin.http://septimargi. wordpress.com /2010/07/28/metabolisme-nukleotida-purin-pirimidin/. Diakses pada tanggal 21 Mei 2014.Dryer, L Robert. 1994. BIOKIMIA suat pendekatan berorientasi kasus. UI press.Jakarta

Lehninger, Albert. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Erlangga. Jakarta.

Mardjono, Mahar. 2007. Farmakologi dan Terapi. Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Murray, Robert K, 1996, Harpers, Biochemistry. Mc Graw Hill. New York.Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. 2003, Biokimia Harper, Edisi XXV, Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC

Poedjiadi, Anna. 2007. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI Press

Stryer L. 1996. Biokimia Edisi IV. Penerjemah: Sadikin dkk (Tim Penerjemah Bagian Biokimia FKUI). Jakarta: EGC23