Asam NukleatKata Kunci: asam nukleat, larutan asam, larutan basa, senyawa gula, struktur asamDitulis oleh Zulfikar pada 04-12-2010

Asam nukleat adalah makromolekul pertama yang berhasil diisolasi dari dalam inti sel. Asam nukleat berbentuk rantai linier yang merupakan gabungan monomer nukleotida sebagai unit pembangunnya. Molekul ini menyimpan informasi pertumbuhan sel dan reproduksi.

Monomer nukleotida sebagai struktur primer asam nukleat diperoleh dari hasil hidrolisis asam nukleat. Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa. Jika hidrolisis dilanjutkan kembali terhadap senyawa nukleosida dalam larutan asam berair akan dihasilkan molekul gula dan basa nitrogen dengan bentuk heterosiklik. Sehingga komposisi molekul penyusun asam nukleat diketahui dengan jelas, seperti yang ditunjukkan gambar 14.54 hingga bagan pada Gambar 14.57.

Gambar 14.54. Molekul sederhana asam nukleat

Gambar 14.57. Skema hidrolisis Asam nukleat

Dari Gambar 14.54 tampak bahwa struktur utama asam nukleat adalah molekul gula yang mengandung asam posfat dan basa Nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan posfodiester membentuk rantai panjang. Monomer nukleotida dapat dilihat pada Gambar 14.55 dan 14.56.

Gambar 14.55. Molekul Nukleotida

Gambar 14.56. Molekul Nukleosida

Senyawa gula penyusun nukleotida merupakan gula dengan atom Karbon 5 (lima) yaitu 2-deoksi-D-ribosa dan D-ribosa, lihat Bagan dibawah ini.

Bagan 14.58. Molekul penyusun Asam nukleat

Basa nukleosida yang ditemukan pada asam nukleat adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), timin (T) dan urasil (U), lihat Bagan 14.58.

Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin.

Asam nukleat

Asam Nukleat

Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi genetika,

yaitu seperangkat “ cetak biru “ tentang karakteristik actual dan potensial yang diterima oleh

suatu organisme dari generasi sebelumnya, untuk kemudian diwariskan ke generasi berikutnya.

 

Asam nukleat ada dua macam :

1. Asam Deoksiribonukleat (DNA)

2. Asam Ribonukleat (RNA)

DNA merupakan molekul raksasa yang tardapat didalam nukleus ( inti sel ), dengan massa

molekul relatif (Mr) berkisar dari 6 juta sampai 16 juta. Setiap bagian fungsional DNA dikenal

sebagai gen. Ribuan gen dari suatu organisme mengandung sandi genetic untuk urutan protein.

Artinya, ia mengandung suatu informasi untuk sederetan rantai asam amino protein. Setiap asam

amino dituliskan didalam urutan DNA yang sesuai dengan bantuan kodon yang terdiri atas tiga

pasangan basa yang berurutan. Sebagai contoh adalah kodon untuk asam amino Fenilalanin (Phe)

yaitu TTC. Molekul DNA terdiri dari dua rantai polimer yang melengkung heliks ganda. Heliks

ganda tersebut dikukuhkan oleh ikatan hydrogen antara lain timin dari rantai yang satu dengan

adenine dari rantai yang lain. Dan antara sitosin dari rantai yang satu dengan guanin dari rantai

lainnya.

Untuk ekspresi suatu gen, artinya sintasis dari protein-protein yang sesuai, informasi urutan

DNA perlu diubah menjadi suatu urutan protein. Karena DNA sendiri tadak ikut ambil begian

pada sintesis protein. Maka informasi perlu dipindahkan dari inti sel sempai ketempat dimana

protein disintesis yaitu di ribosom. Untuk itu pertama melalui proses penyalinan ( transkripsi ).

RNA merupakan polimer yang mempunyai massa molekul lebih kecil yaitu dari 20 ribu sampai

40 ribu. Bagian yang relevandari gen, disalin menjadi suatu RNA caraka (messenger RNA,

mRNA). Urutan mRNA yang berbentuk sejodoh dengan rantai DNA yang mengandung sandi gen

yang sesuai. Karena RNA mengandung urasil sebagai pengganti ti-min, maka dari triplet DNA

AAG misalnya akan terbentuk kodon mRNA UUC.

Baik DNA maupun RNA merupakan polimer atas unit-unit nukleotida. Suatu unit nukleutida

terdiri atas tiga bagian: gula pentosa, basa organic ( senyawa heterosiklik yang mengandung

nitrogen ), dan asam fosfat. Pentosa yang dikandung RNA adalah ribosa, sedangkan pentosa

pada DNA adalah deoksiribosa, yang kekurangan suatu satu atim oksigen dari ribose. DNA dan

RNA dapat dibedakan dari jenis gulanya.

A. BASA.

Basa asam nukleat adalah suatu heterosiklik aromatik yang berasal dari pirimidin atau purin.

Lima dari basa-basa ini bersama-sama merupakan komponen utama dari asam nekleat dari

selarah jaringan hidup. Basa purin adenine ( Ade ) dan guanin (Gua) seperti juga basa pirimidin

sitosin (Cyt) di jumpai dalam RNA dan DNA. Sebaliknya urasil (Ura) hanya terdapat dalam

RNA. Dalam DNA, urasil digantikan oleh timin (Thy), yaitu derivate 5-metil dari urasil.

Sejumlah besar dari basa-basa lainnya yang dimodifikasi dijumpai pada tRNA dan pada jenis

RNA lainnya.

B. NUKLEOSIDA, NUKLEOTIDA.

Monomer asam nukleat disebut nukleotida. Bila suatu basa dari asam nukleat dihubungkan

dengan ribosa atau 2-deoksiribosa maka akan diperoleh suatu nukleosida. Nukleosida adalah

nukeotida tampa gugus fosfat.

Adapun basa organic yang terdapat pada RNA ada empat macam yaitu:

1. Adenin (6-Aminopurin) atau A,

2. Guanin (6-oksi-2-aminopurin) atau G

3. Sitosin (2-oksi-6-aminopurin) atau C

4. Urasil (2,6-dioksipirimidin) atau U

Pada DNA tidak mengandung urasil, melainkan digantikan dengan timin (2,6-duoksi-5-

metilpirimidin). Didalam sel, gugus 5’-OH dari komponen gula pada nukleosida pada umumnya

teresterisasi dengan asam fosfat. Dari adenosin akan terbentuk adenosain 5’-OH monofosfat

(AMP) dan dari dA yang sesuai dengannya dalam dAMP

Kalau rantai 5’-fosfat dihubungkan dengan rantai fosfat lainnya melalui ikatan asam anhidrida,

maka diperoleh nukleosida difosfat dan trifosfat, misalnya ADP dan ATP. Kedua nuklesida ini

merupakan koenzim penting pada metabolisme energi.

C. Oligonukleotida, Polinukleotida.

Rantai fosfat satu dengan yang lainnya dapat membentuk anhidrida asam. Hal ini

memungkinkan adanya hubungan antara nukleotida satu dengan yang lainnya melalui rantai

fosfat. Bila antai fosfat dari suatu nukleotida bereaksi dengan gugus 3’-OH dari nukleotida

lainnya, maka terbentuk suatu dinukleotida dengan struktur asamfosfat dister. Selanjutnya

melalui hubungan dengan ikatan asam fosfat diester lainnya, dinukleotida ini dapat

diperpanjang dengan satu tambahan mononukleotida. Dengan cara ini terbentuk

oligonukleotida dan akhirnya polinukleotida.

Polinukleotida dengan komponen ribonukleotida disebut asam ribonukleat (RNA), dan

yang terbentuk dari monomer deoksiribonukleat disebut asam deoksiribonukleat (DNA).

Untuk menggambarkan struktur dari oligonukleat dan polinukleat digunakan singkatan-

singkatan dari komponen nukleosida yang dituliskan dari kiri ke kanan dengan arah 5’- 3’.

Kadang-kadang posisi rantai fosfat ditunjukan dengan “p”. dengan demikin struktur dari

RNA.

Pada nukleosida dan nukleotida, rantai pentosa terdapat dalam bentuk furanosa. Gula dan basa

dihubungkan melalui suatu ikatan N-glikosidik antara C-1 gula dan N-9 cincin purin atau N-1

pirimidin. Ikatan ini selalu mempunyai konfigurasi. Jika basa organik berkaitan dengan pentosa,

terbentuklah suatu nukleosida, dan jika nukleosida berkaitan dengan dengan asam fosfat,

terbentuklah suatu nukleotida.

Nukleosida pada RNA

Adenin + Ribosa = Adenosin

Guanin + Ribosa = Guanosin

Sitosin + Ribosa = Sitodin

Urasil + Ribosa = Uridin

Nukleosida pada DNA

Adenin + Deoksiribosa = Deoksiadenosin

Guanin + Deoksiribosa = Deoksiguanosin

Sitosin + Deoksiribosa = Deoksisitidin

Timin + Deoksiribosa = Deoksitirimidin

Persis seperti asam-asam amino yang berkondensasi untuk membentuk polimer protein maka

nukleotida-nukleotida juga berkondensasi untuk membentuk polimer asam nukleat (DNA dan

RNA). Gugus fosfat dari suatu nukleotida berkaitan dangan bagian pentosa dari nukleotida

tetangganya sehingga terbentuklah rantai asam nukleat yang sangat panjang.

Meskipun basa organik pada DNA dan RNA cuma empat macam, jumlah dan urutan basa-basa

itu sangat bervariasi sehingga banyaknya! Bayangkan, untuk suatu rantai yang tersusun dari

nukleotida, secara teoritis dapat terjadi 4x10E 87 jenis asam nukleat (DNA dan RNA) yang

berbeda.

Fungsi asam nukleat.

DNA menyimpan informasi (kode) tentang jenis protein yang harus dibentukoleh suatu sel.

Informasi genetic adalah relasi antara urut-urutan basa nitrogen dalam DNA menentukan urut-

urutan asam amino dalam protein.struktur kode genetic itu disebut kodon. Kodon adalah

rangkaian tiga nukleotida dalam urutan yang khas. Setiap kodon menentukan satu asam amino

yang akan digunakan untuk sintesis protein.sel yang baru mempunyaiinformasi genetic yang

identik dengan sel asal. Kadang suatu kekeliruan terjadi pada pembentukan kromosom baru.yang

mengakibatkan perubahan sifat genetic. Hal seperti ini sering disebut mutasi.