ASAM NukleatASAM Nukleat

Fak. Pertanian UntadFak. Pertanian Untad

(Nucleic Acid)

Dosen: Aiyen

Asam Nukleat

Adalah polimer yang mempunyai rantai panjang-yang membawa sifat genetik

Biosintesa protein

Terjadi berdasarkan informasi genetik

Asam nukleat

Informasi tentang cacat lahir, imunisasi,kanker dll

Tanaman tahan hama penyakit, tahan kering, cepat berproduksi dll

Mutasi

Struktur asam nukleat

Asam nukleat secara umum dibagi:

DNA dan RNA

DNA (Asam deoksiribonukleat)

Di jumpai dalam inti sel makhluk hidup termasuk tumbuhan dan binatang

RNA (Asam Ribonukleat)

Suatu senyawa kimia yang ada hubungannya dengan asam nukleat dalam sitoplasma, bahan selular diluar inti sel

DNA=archive kopi dari kode genetik, tersimpan dalam inti dan terjaga

RNA= Mengkopi kode, menterjemahkan gen spesifik menjadi protein,dan masuk kedalam sitoplasma dan terjadi penyederhanaan (pecah)

DNA selalu double helix= double spiral

RNA= selalu single strand

Semua asam nukleat memiliki struktur yang sama

Struktur primernya terdiri dari unit MONOSAKARIDAYang diikat bersama dengan perantaraan gugusan fosfat

Setiap monosakarida dalam rantai diikat oleh senyawa heterosiklik yang mengandung nitrogen yang disebut BASA

Hidrolisa asam nukleat menghasilkan potongan Basa-gula fosfat dari rantai utama yang disebutNukleotida (terdiri dari 3 komponen;basa Nitrogen (purin atau pirimidin), 5 karbon gula (Ribo atau deoksiribo) dan 3 phosphates

Nitrogen BasaNitrogen BasaPurine or PyrimidinePurine or Pyrimidine

NukleosidaNukleosidaBase + Base + SugarSugar

NuNukleotidakleotidaBase + Sugar + 3 Base + Sugar + 3 PhosphatesPhosphates

  Adenine (purine)Adenine (purine)   AdenosineAdenosine   Adenosine triphosphateAdenosine triphosphate

  Guanine (purine)Guanine (purine)   GuanosineGuanosine   Guanosine triphosphateGuanosine triphosphate

  Cytosine (pyrimidine)Cytosine (pyrimidine)   CytidineCytidine   Cytidine triphosphateCytidine triphosphate

  Thymine (pyrimidine)Thymine (pyrimidine)   ThymidineThymidine   Thymidine triphosphateThymidine triphosphate

  Uracil (pyrimidine)Uracil (pyrimidine)   UridineUridine   Uridine triphosphateUridine triphosphate

Nukleotida adalah monomer dari polimer asam nukleat

Hidrolisa selanjutnya akan menghasilkan ion hidrogen phosphat dan unit basa-gula yang disebutNUKLEOSIDA. Nukleosida dapat juga dihidrolisa menjadi gula dan basa heterosiklik yang mengandung nitrogen

Dalam lingkungan asam, oksigen dari gugusan fosfat diprotonasi, pH larutan berada pada keadaan yang sama dengan pH larutan fisiologis yaitu kira2 7.

Gugusan fosfat yang diprotonasi memberikan protonnya kepada air, dengan demikian air berfungsi sebagai asam Brønsted.

Hal ini yang menyebabkan namanya menjadi ASAM Nukleat (Asam yang diisolasi dari inti sel)

Meskipun demikian, pada pH 7, gugusan fosfat Terionisasi dan oksigen mengandung muatan negatif.

Rantai DNA

Pembawa sifat genetik yang ditemukan dalam kromosom yang berada dalam inti sel

Memiliki berat molekul yang tinggi dalam bilangan juta ataupun milyar. Dengan demikian berat molekul DNA sulit ditentukan dengan tepat

Arti 2-deoksio adalah karbon no 2 dari monosakarida yang kekurangan oksigen

Basa pirimidin mengikat gula pada posisi 1 cincin pirimidin, dan basa purin mengikat gula pada posisi 9 cicin purin

Nitrogen Basa : 5 macamadenine = A; guanine = G; cytosine = C; thymine = T; uracil = U. A, C, G and T ditemukan pada DNA.

In RNA the bases are A, C, G and U (T pada DNA digantikan oleh U)

Basa (piramidin, purin dan Urasil) ini merupakan basis informasi genetik sedangkan gula dan phosphate merupakan tulang pungung untk penyusunan genetik

Guanine (G) (purin)

Adenine (A)

 Cytosine (C) Thymine (T) Uracil (U)(Pirimidin) (Pirimidin)

(Purin)

Asam NukleatAsam Nukleat

Kuliah ke-2

(oleh Aiyen)

Fakultas Pertanian UNTAD

Gen adalah basa yang spesifik dalam DNA, yang merupakan asam amino yang bergabung membentuk suatu protein yang spesifik (rambut, enzim atau protein lainnya).

DNA harus diperbanyak dengan tepat agar informasi dalam gen dapat dilepas dari sel induk masuk kedalam sel baru (proses ini disebut REPLIKASI)

Dalam sel yang lebih besar (sel ekukariotik) DNA dilokalisir dalam khromosom dalam inti sel.

Jika sel membagi diri, spiral yang ada dalam DNA terurai dengan bantuan ENZIM

Setiap jalinan berfungsi sebagai pola untuk mensintesa rantai yang baru. Setelah sintesa ini selesai, muncul 2 jalinan spiral (1 merupakan jalinan asli, yang 1 lagi merupakan hasil sintesa)

Artinya kedua sel membagi diri dengan sempurna, kedua spriral mengandung DNA yang sama

Asam ribonukleat (RNA) merupakan pekerja utama dalam sintesa protein. Tiga macam bentuk RNA:

Messenger RNA (mRNA) adalah suatu polimer yang mempunyai 75-3000 nukleotida, dihasilkan oleh jalinan tunggal DNA. mRNA dari sel eukariotik lepas dari inti sel setelah senyawa ini disintesa dan berfungsi sebagai pola dimana asam amino yang spesifik bergabung dalam pembentukan rantai peptida

Transfer RNA (tRNA) adalah suatu polimer yang mengandung 75-95 nukleotida. tRNA membawa asam amino yang spesifik yang dibutuhkan untuk membuat protein

Ribosomal RNA (rRNA) adalah suatu polimer yang mengandung 100-3100 nukleotida, yang membentuk sebagian ribosom, granul protein-RNA yang berfungsi pada biosintesa protein.

Bermacam macam molekul RNA terutama tRNA mempunyai basa yang kecil kecil-tetapi DNA tidak

Meskipun struktur utama DNA dan RNA sama, panjang rantai dan struktur sekundernya berbeda.

Rantai RNA jauh lebih pendek dari pada rantai DNA, 75-3100 nukleotida dibandingkan dengan jutaan nukleotida dalam DNA

Rantai RNA tidak membentuk spril yang kembar (double helix)seperti DNA, tetapi berbentuk jalinan yang tunggal

Messenger RNA dibiosintesa mengunakan DNA sebagai dasar dalam proses ini dan disebut rekaman dari kode genetik.

1 molekul mRNA spesifik untuk satu macam biosintesa molekul protein, dengan demikian merupakan rekaman satu gen dari jalinan DNA

Dalam rekaman hanya sebagian spiral rangkap DNA (bagian yang sesuai dengan satu gen) yang lepas.

Dalam replikasi, nukleiotida (ribonukleotida dalam rekaman) bergabung membentuk pasangan pelengkapnya.

Enzim RNA polimerasi berfungsi sebagai katalisator polimerisasi ribonukleotida kedalam molekul RNA yang baru

Hasil rekaman adalah molekul mRNA yang merupakan pelengkap yang tepat untuk 1 gen dalam DNA.

Molekul RNA yang baru disintesa ini tidak meninggalkan ikatan hidrogen pada DNA, tetapi lepas dan keluar dari inti sel.

Kemudian DNA kembali kebentuk spiralnya yang stabil

Fungsi mRNA memperlihatkan informasi (kumpulan basa yang siap digunakan) pada sintesa protein, sehingga asam amino bergabung membentuk rantai peptida dengan tahapan yang tepat. Biosintesa ini disebut translasi kode genetik

DNA mRNA Peptida atau proteintranslasi

Asam aminonukleotida

tRNA

Kode Genetik

Jika mRNA lepas dari inti sel, maka senyawa-senyawa tersebut bergabung dengan ribosom, yang terdiri dari kira2 60% rRNA dan 40% protein.

Ribosom ini melekat kepada ujuang 5’ mRNA dan membentuk sintesa protein. Tahapan basa dalam molekul mRNA menunjukkan tahapan asam amino yang masuk ke dalam molekul protein

Setiap molekul mRNA melekat pada ribosom dan bergabung pada ujung 3’ mol mRNA, maka pada saat yang sama tiga basa terbentuk.

Setiap set yang terdiri dari tiga basa yang terbentuk itu disebut KODON. Terbentuknya senyawa ini akan merupakan tanda penggabungan asam amino tunggal dalam pembentukan rantai peptida

Kodon AUG mempunyai 2 fungsi:

1.Sebagai inisiator yang memberi tanda dimulainya sintesa peptida

2. Mengabungkan metionin kedalam rantai peptida yang sedang dibentuk

Contoh

Kodon yang mempunyai fungsi istimewa lain:UAA, UAG dan UGA yang berfungsi memberikan tanda STOP-jika ribosom dimasuki salah satu kodon stop ini, maka rantai peptida dilepas dan selanjutnya membentuk struktur sekunder atau tersier

Transport asam amino

Asam amino dibawa kekumpulan mRNA ribosom oleh molekul tRNA. Organisme mengandung bermacam tRNA dan paling sedikit 1 tRNA

Langkah2 dalam biosintesa protein

Pemrakarsa(inisiasi)

Pemanjangan rantai

Terminasi

Kimia keturunanPenyakit keturunan biasanya ada kaitannya dengan DNA yang kurang atau ada penyimpangan. DNA yang mengandung sesuatu yang menyimpang ini bersifat turun-temurun dari suatu generasi ke generasi berikutnya

DNA bakteri: tidak semua DNA sama seperti DNA linier yang ada pada tumbuhan dan binatang. Sel prokariotik (pada bakteri dan alga biru-hijau) mempunyaikromosom tunggal yang mengandung informasi yang dibutuhkan untuk kode 3000 protein

(sejumlah bakteri-mengandung potongan-potongan DNA yang disebut plasmid; berisi beberapa gen, diluar inti sel.

Virus adalah partikel halus yang terdiri dari 1 molekul DNA atau RNA yang dibungkus oleh protein. Asam nukleat virus mungkin merupakan untaian benang tunggal atau kembar yang berbentuk lurus atau bundar.

DNA virus tidak mampu memperbanyak dirinya sendiri-tetapi dapat memaksa sel lain (tumbuhan, manusia, binatang maupun bakteri) memperbanyak virus DNA tersebut.

Rekaya genetika

Merupakan pengabungan DNA secara artificial. Dengan cara rekayasa genetik, ilmuwan dapat memaksa bakteri biasa mensintesa protein manusia yang diinginkan misalnya insulin atau senyawa-senyawa untuk pertumbuhan manusia.