ASAM NUKLEAT

SEJARAH PENEMUANASAM NUKLEAT

1879, Albrecht Kossel menemukan asam nukleat yangtersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dangugus basa

Ada dua jenis asam nuklet:

1. DNA (deoxyribonucleid acid)

2. RNA (ribonucleid acid

asam nukleat memiiki peran penting dalam biosintesa protein

Nukleosida : pentosa +basa

Nukleotida : pentosa + basa + asam fosfat

• Ribosa (b-D-furanosa)adalah gula pentosa(jumlah karbon 5).

• Dalam penulisan diberitanda prime(') untukmembedakanpenomoran pada basanitrogen

1

23

5

4

GULA RIBOSA

• Gula pada asamnukleat adalah ribosa.

PERHATIKAN

• Ikatan gularibosa dengan basa nitrogen (pada atomkarbon nomor 1).• Ikatan gularibosa dengan gugusfosfat (pada atom

karbon nomor 5).• Gugushidroksil pada atom karbon nomor 2

BASA NITROGEN• Basa nitrogen berikatan dengan ikatan-b pada

atom karbon nomor1' dari gularibosa ataudeoksiribosa.

• Pirimidin berikatan ke gula ribosa pada atom N-1dari strukturcincinnya.• Purin berikatan ke gularibosa pada atom N-9 daristruktur cincinnya.

BASA PIRIMIDIN DAN PURIN

Perhatikan struktur cincinnya

BASA-BASA DALAM ASAM NUKLEAT

GUGUS FOSFAT

Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan denganbasa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil

disebut nukleotida.

RIBONUKLEOTIDA

• Gula ribosa yang berikatandengan basa nitrogen (dalamcontoh di samping adalah suatupirimidin, urasil dan sitosin)pada atom karbon nomor 1‘nyadisebut ribonukleosida (dalamcontoh di samping adalah uridindan sitidin).

• Ribonukleosida yangterfosforilasi pada atom karbonnomor 5‘nya disebut

ribonukleotida (dalam contoh disamping adalah uridilat atausitidilat)

• Penyampaian ribonukleotidabiasana dalam bentuk singkatan(misalnya) U, atau UMP(uridinmonofosfat)

RIBONUKLEOTIDAUTAMA

Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (padapirimidin) yang berikatan dengan atom C nomor 1’

dari ribosa

KERAGAMAN IKATAN FOSFAT

• Hidrolisis RNA oleh enzimmenghasilkan ribonukleosida 5’-mono-fosfat atau ribonukleosida3'-monofosfat.

KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT

12

3

Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat

ASAM NUKLEAT

Monomer nukleotida dapat berikatan satu

sama lain melalui ikatan fosfodiesterantara -OH di atom C nomor 3‘nyadengan gugusfosfat dari nukleotidaberikutnya.

Kedua ujungpoli- atau oligonukleotidayang dihasilkan menyisakan gugusfosfat di atom karbon nomor 5'nukleotidapertama dan gugushidroksil di atom karbon nomor 3'nukleotidaterakhir.

KERANGKA GULA-FOSFAT

• Oleh karenanya kerangka dasar polinukleotida atau asam nukleat

tersusun atas residu fosfatdan ribosa yang berselang-seling.• Urutan basa dalam polinukleotida ditulis dari ujung yang memiliki

gugus fosfatdi atom karbon nomor 5' ke ujung yang memilikigugus hidroksil di atom karbon nomor 3‘, atau biasa disebut ujung5' ke 3': 5'-ATGCTAGC-3'

• Perhatikan bahwa kerangka dasar polinukleotida memiliki muatannegatif.

BASA NITROGEN DAPAT BERPOSISI SYN-ATAU ANTI-

KONFORMASI KERANGKA DASARGULA-FOSFAT

• Polinukleotidamemilikikebebasan berotasi tak terbatas,kecuali pada kerangka cincinribosanya.

NUKLEOTIDADAN ASAM NUKLEAT

Ribonukleotida adalahpenyusun RNA

RibonukleotidaRNA

KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAMNUKLEAT

Organisme

Escherichia coli

Khamir

Gandum

Salmon

Ayam

A

24,7

31,3

27,3

29,7

28,8

G

26,0

18,7

22,7

20,8

20,5

C

25,7

17,1

22,8

20,4

21,5

T

23,6

32,9

27,1

29,1

29,3

HASIL PENELITIAN CHARGAFF

1.

2.

3.

4.

Asam nukleat yang diisolasi dari berbagai jaringanorganisme yang sama memiliki komposisibasa yangsamaKomposisibasa Asam nukleat beragam padaorganisme yang berbedaKomposisibasa Asam nukleat suatu spesies tidakberubah oleh umur, nutrisi, dan lingkunganJumlah residu adenin selalu setara dengan jumlahresidu timin, sedangkan jumlah residu guaninnselalu setara dengan jumlah residu sitosin

KESIMPULAN PENELITIAN CHARGAFF

Asam nukleat merupakan bahan penentu sifatmahluk hidupAsam nukleat diturunkan/ditransfer dari induk keketurunannya

MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN

DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di atomC nomor 2’, lebih stabil

RIBOSA vs DEOKSIRIBOSA

• Turunan penting dariribosa adalah 2'-deoksiribosa, seringhanya disebutdeoksiribosa, yang padakarbon nomor 2‘nya OHdigantikan oleh H.

• Deoksiribosa ditemukan diDNA (deoxyribonucleic

acid)• Ribosa ditemukan di RNA

(ribonucleic acid).• Penggantian –OH oleh H

di atom C nomor 2mempengaruhistruktur!

DNA RNA

Penyampaian Deoksiribonukleotidabiasanya dalam bentuk singkatan(misalnya) A, atau dA (deoksiA),atau dAMP (deoksiadenosinmonofosfat)

DEOKSIRIBONUKLEOTIDA – PENYUSUN DNA

• Gula 2'-deoksiribosa yangberikatan dengan basa nitrogen(dalam contoh di sampingadalah purin - adenin dan guanin)pada atom karbon nomor 1‘nyadisebut deoksiribonukleosida(dalam contoh di sampingadalah deoksiadenosin dandeoksiguanosine).

• Deoksiribonukleosida yangterfosforilasi pada atom karbon

nomor 5‘nya disebutDeoksiribonukleotida (dalamcontoh di samping adalahdeoksiadenilat dandeoksiguanilat).

DEOKSIRIBONUKLEOTIDAUTAMA

PENAMAAN NUKLEOTIDA(1)

PENAMAAN NUKLEOTIDA(2)

ASAM NUKLEAT

Monomer nukleotida dapat

berikatan satu sama lain melaluiikatan fosfodiester antara -OHdi atom C nomor 3‘nya dengangugusfosfat dari nukleotidaberikutnya.

Kedua ujungpoli- atauoligonukleotidayang dihasilkanmenyisakan gugusfosfat diatom karbon nomor 5'nukleotidapertama dan gugushidroksil di atom karbon nomor3' nukleotidaterakhir.

IKATAN HIDROGEN ANTARRANGKAIAN BASA DNA

Watson-Crick base pairing

DNADeoksiribonukleotida

NUKLEOTIDADAN ASAM NUKLEAT

Deoksiribonukleotida adalahpenyusun DNA

H

STRUKTUR DNA

• DNAterdiri atas duarangkaian heliks anti-paralel(paralel berlawanan arah)yang melilit ke kanan suatuporos.

• Ukuran lilitan adalah 36 Å,yang mengandung 10.5pasangan basa per putaran.

• Kerangka yang berselang-seling antara gugusdeoksiribosa dan fosfatterletak di bagian luar.

• Ikatan hidrogen antara basapurin dan pirimidin terletak dbagian dalam.

RANGKAIAN BENANG DNA

• Basa penyusunsuatu benang DNAyang antiparallel tidak samamelainkan bersifat komplementerhadap benangpasangannya.

• Basa C berpasangan dengan G,sedangkanA dengan T. Hal inisangat bemanfaat dalam kaitanuntukpenyimpanan danpemindahan.

DIMANA ASAM NUKLEAT BERPERAN?

• DNA mengandunggen, informasi yang mengatursintesis protein dan RNA.

• DNA mengandungbagian-bagian yang menentukanpengaturanekspresi gen (promoter, operator, dll.)

• Ribosomal RNA (rRNA) merupakan komponen dariribosom, mesin biologis pembuat protein

• Messenger RNAs (mRNA) merupakan bahanpembawa informasi genetik dari gen ke ribosom

• Transfer RNAs (tRNAs) merupakan bahan yangmenterjemahkan informasi dalam mRNA menjadiurutan asam amino

• RNAs memiliki fungsi-fungsiyang lain, di antaranyafungsi-fungsikatalis

Terima Kasih