BAB VIASAM NUKLEAT

A. PENDAHULUANMerupakan makromolekul pembawa informasi genetikKomponen penyusun :Basa nitrogen heterosiklis : purin & pirimidinGula Pentosa : ribosa & deoksi ribosaFosfat

A.1. Basa-basa nitrogen heterosiklis :Basa Purin :

Beberapa basa purin lain:Kafein (1,3,7 trimetil xantin) kopiTheofilin (1,3 dimetil xantin) tehTheobromin (3,7 dimetil xantin) coklat

Basa pirimidin :

Basa-basa purin & pirimidin merupakan basa lemahBasa-basa ini dapat mengalami tautomeri-sasi

Tautomerisasi

A.2. Gula pada asam nukleat :

A.3. Nukleosida :Basa berikatan dengan gula ikatan -glikosidik

Gulanya ribosa RibonukleosidaGulanya deoksiribosa Deoksiribonukleo-sidaPosisi ikatan dengan gula :Pirimidin : pada N3Purin : pada N9

Ikatan glikosida antara ribosa & basa ti- dak stabil terhadap alkali Ikatan glikosida antara deoksiribosa & basa stabil terhadap alkali Contoh nukleosida lain :Nebularin (9--Dribofuranosil purin) : pada jamurPuromisin : antibiotik dari Streptomyces al-banigerKoenzim AUridin difosfoglukosa (UDP-Glukosa)

A.4. Nukleotida Merupakan ester fosfat dari nukleosidaEsterifikasi pada posisi 2, 3, atau 5 (umum) dari gugus hidroksil gulaPada gula deoksiribosa pd 3 dan 5 fosfat dapat lebih dari 1

Penamaan

BasaNukleosidaNukleotidaAdeninAdenosinAs. AdenilatAMPGuaninGuanosinAs. GuanilatGMPSitosinSitidinAs. SitidilatCMPTiminTimidinAs. TimidilatTMPUrasilUridinAs. UridilatUMP

Nukleotida bersifat asam kuatNukleotida di- atau trifosfat dapat dihi-drolisis oleh asam panas monofosfatIkatan fosfat pada ATP, GTP ikatan berenergi tinggi

B. ASAM NUKLEATASAM NUKLEATMerupakan biopolimer nukleotidaIkatan antar monomer : pada posisi 3 dan 5 gula dengan fosfat

Penyederhanaan

Pengertian : Ap P pada posisi 3 pA P pada posisi 5DNA : terdiri atas deoksiribonukleotida yang berikatan kovalenRNA : terdiri atas ribonukleotida yang ber-ikatan kovalendApdCpdGpdTp

DNA & RNA mempunyai beberapa persa-maan sifat kimia dan fisikaIkatan kovalen antar nukleotida yang ber-urutan ikatan fosfodiester (merupakan ikatan tulang punggung pada DNA mau-pun RNA)Antara basa-basa A T dan G C sa-ling berpasangan dengan ikatan hidrogen

StrukturDNA (menurut Watson & Crick)Terdiri atas 2 rantai polinukleotida Berbentuk heliks berputar ke kanan meling-kari satu sumbu heliks bergandaPasangan kedua rantai : antiparalelPanjang satu putaran 34 10 residu nuk-leotidaBasa-basa terletak di bagian dalam, berpa-sangan antar basa rantai satu dengan basa rantai lainnyaB.1. DNA

Jarak antar basa-basa yang berpasangan 3,4 Deretan rantai polinukleotida yang satu merupakan komplemen rantai lainnyaKedua rantai polinukleotida tidak mengan-dung basa-basa yang identik

Komposisi basa-basa dalam DNAUntuk organisme yg sama, DNA sel jari-ngan yang berbeda mempunyai kompo-sisi basa yang sama

Untuk organisme yg berbeda komposisi-nya berbeda pulaKomposisi basa DNA suatu organisme ti-dak dipengaruhi oleh umur, keadaan nutrisi, maupun perubahan lingkungan di sekitarnyaDari hasil pemeriksaan : jumlah A = T dan G = C. Dengan kata lain :Jumlah pirimidin = jumlah purinOrganisme segolongan mempunyai kom-posisi basa DNA yang hampir sama

Komposisi basa DNA dapat digunakan un-tuk taksonom, sebagai dasar klasifikasi or-ganismeKomposisi dan urutan basa DNA merupa-kan informasi faktor genetik dari tiap orga-nismeUntuk DNA rantai tunggal A T dan G CDNA biasanya putar kanan

Bentuk DNA

Supercoiled DNA

Molekul yang berbeda supercoilnya Topolo-gical Isomer Enzim yang mengubah dari satu supercoil ke supercoil lainnya : Topoisomerase DNA double helix terpilin seperti tambang :Negative supercoiled terpilin ke kiriPosotive supercoiled terpilin ke kanan

GenomDNA atau RNA (pada beberapa virus) yg mengandung semua informasi ge-netik organisme

DNA Pada virus atau prokariotGenom terdiri atas 1 atau beberapa mo-lekul DNA linier atau sirkulerPada prokariot : Nuclear genome, mito-chondrial genome Pada tumbuh-tumbuhan : chloroplast genome

Pada bakteri ada DNA ekstrakromosom yang berbentuk sirkuler Plasmid

DNA pada eukariotNukleosom :Unit dasar struktur kromosomBerupa DNA yang berasosiasi dengan pro-tein histon (H1, H2A, H2B, H3, dan H4)Kromosom berupa nukleoproteinIkatan antara DNA (bermuatan -) dengan histon (bermuatan +) ikatan ionik

Apabila inti eukariot dicuci dari senya-wa-senyawa yang larut kompleks nu-kleoprotein yang tidak larut Kromatin Kromatin : unit berulang dari nukleosomSetiap nukleosom t.a. oktamer histon dengan 146 bp DNAOktamer histon mengandung masing-masing 2 : H2A, H2B, H3, dan H4Nukleosom dipisahkan oleh spacer a-tau linker DNA yang mengandung H1

Nukleosom dengan H1 membentuk serat kromatin dasar dari kromosomSerat kromatin membentuk helical coil Solenoid Setiap putaran solenoid coil terdiri dari 6 nukleosomSolenoid coil membentuk tabung de-ngan diameter 200 nmTabung tersebut membentuk kromatid (metafase) dengan diameter 600 nm

Struktur Kromosom

Ukuran genom dinyatakan dengan base pair (bp). Misal : DNA sirkuler pada E. coli t.a. 4 juta bp nukleotida

Denaturasi DNA Terjadi bila ikatan hidrogen antara basa-basa rantai dupleks putus antara lain karena naiknya suhuDNA double helix DNA dalam keadaan native

PENGARUH TEMPERATURJika temperatur dinaikkan, DNA akan ter-denaturasi (DNA melt) menjadi komponen rantainyaUntuk mengamati denaturasi DNA dapat diikuti dengan mengamati perubahan nilai absorbansi DNA pada 260 nm (panjang gelombang maksimum DNA)Dengan kenaikan temperatur absorbansi DNA tetap, sampai DNA terdenaturasi menjadi komponen rantainya, baru absor-bansi akan naik

Temperatur pada saat tercapainya setengah dari perubahan absorbansi DNA disebut Melting Temperature (Tm)Tm dapat digunakan untuk menentukan kompo-sisi basa DNA, dengan cara membandingkannya dengan DNA yang telah diketahui Tm dan per-bandingan G-C nya

PENGARUH ASAM terhadap DNAPada asam kuat & temperatur tinggi (misal : pasa HClO4 pd 100oC) terhidrolisis menja-di komponen-komponennyaDalam asam mineral encer (mis : pd pH 3 - 4) DNA terhidrolisis selektif hanya ikatan ter-tentu terhidrolisis, yaitu ikatan glikosilat antara purin dengan ribosa asam apurinat PENGARUH BASA Kenaikan pH hingga di atas pH fisioligis akan mempengaruhi struktur DNA mengubah keadaan tautomerinya

Reaksi :

Pada pH netral berbentuk keto, sedangkan pada pH tinggi berbentuk enolat karena molekul kehi-langan protonnyaPerubahan ini mempengaruhi ikatan hidrogen pa-da pasangan basa-basaStruktur DNA double stranded pecah DNA tredenaturasi

C. RNARNA merupakanBasa-basa penyusun : A, U, G, dan CIkatan antar 2 nukleotida tidak stabil terhadap basa

RNA dapat dihidrolisis oleh basa karena mempunyai gugus fungsi OH pada posisi 2DNA tidak dapat dihidrolisis oleh basa ka-rena pada posisi 2 tidak ada OH tidak dapat membentuk intermediet 2,3-fosfodi-ester siklisMacam RNATransfer RNA (tRNA)Terdapat di sitoplasmaSingle stranded, dengan Mr 30.000Pembawa asam amino

Ribosomal RNA (rRNA)Jumlah sampai 80% dari total RNASingle stranded, sebagian double helix Melekat pd ribosomMr 0,7 x 106 1,6 x 106

Messenger RNA (mRNA)Mr 50.000 20 x 106 Single stranded Merupakan penerjemahan kode genetik dari DNA ke sintesis protein template untuk sintesis proteinrRNA