PENGERTIAN ASAN NUKLEAT

Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting

dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam nukleat

sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai

monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa,

dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa N).

Ada dua macam asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleic acid

(DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). Dilihat dari strukturnya, perbedaan

di antara kedua macam asam nukleat ini terutama terletak pada komponen gula pentosanya. Pada

RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami

kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula 2’-deoksiribosa

(Gambar 2.1.b).

Perbedaan struktur lainnya antara DNA dan RNA adalah pada basa N-nya. Basa N, baik pada

DNA maupun pada RNA, mempunyai struktur berupa cincin aromatik heterosiklik (mengandung

C dan N) dan dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu purin dan pirimidin. Basa

purin mempunyai dua buah cincin (bisiklik), sedangkan basa pirimidin hanya mempunyai satu

cincin (monosiklik). Pada DNA, dan juga RNA, purin terdiri atas adenin (A) dan guanin (G).

Akan tetapi, untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA dan RNA. Kalau pada DNA basa

pirimidin terdiri atas sitosin (C) dan timin (T), pada RNA tidak ada timin dan sebagai gantinya

terdapat urasil (U). Timin berbeda dengan urasil hanya karena adanya gugus metil pada posisi

nomor 5 sehingga timin dapat juga dikatakan sebagai 5-metilurasil.

DNA dan RNA Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut dioksiribonukleat(DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut asam ribonukleat(RNA).

DNA dan RNA mempunyai sejumlah sifat kimia dan fisika yang sama sebab antara unit-unit mononukleotida terdapat ikatan yang sama yaitu melalui jembatan fosfodiester antara posisi 3′ suatu mononukleotida dan posisi 5′ pada mononukleotida lainnya(Harpet, 1980).

Asam-asam nukleat seperti asam dioksiribosa nukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA)

memberikan dasar kimia bagi pemindahan keterangan di dalam semua sel. Asam nukleat merupakan molekul makro yang memberi keterangan tiap asam nukleat mempunyai urutan nukleotida yang unik sama seperti urutan asam amino yang unik dari suatu protein tertentu karena asam nukleat merupakan rantai polimer yang tersusun dari satuan monomer yang disebut nukleotida(Dage, 1992).

Dua tipe utama asam nukleat adalah asam dioksiribonukleat(DNA) dan asam ribonukleat(RNA). DNA terutama ditemui dalam inti sel, asam ini merupakan pengemban kode genetik dan dapat memproduksi atau mereplikasi dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk memproduksi organisme itu dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengerahkan sintesis molekul RNA, satu tipe RNA, yaitu messenger RNA(mRNA), meninggalkan inti sel dan mengarahkan tiosintesis dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode DNA-nya(fessenden, 1990).Meskipun banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan dengan DNA, antara lain yaitu(Poedjiati, 1994):

1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah dioksiribosa.2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda, bentuk molekul RNA 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.4. Jumlah guanin dalam molekul RNA tidak perlu sama dengan sitosin, demikian pula jumlah adenin, tidak perlu sama dengan urasil.Selain itu perbedaan RNA dengan DNA yang lain adalah dalam hal(Suryo, 1992):

1. Ukuran dan bentukPada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal. Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman, RNA merupakan pita double namun tidak terpilih sebagai spiral.

2. Susunan kimiaMolekul RNA juga merupakan polimer nukleotida, perbedaannya dengan DNA yaitu:a. Gula yang menyusunnya bukan dioksiribosa, melainkan ribosa.b. Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin seperti DNA, tetapi urasil.

3. LokasiDNA pada umumnya terdapat di kromosom, sedangkan RNA tergantung dari macamnya, yaitu:a. RNA d(RNA duta), terdapat dalam nukleus, RNA d dicetak oleh salah satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus.b. RNA p(RNA pemindah) atau RNA t(RNA transfer), terdapat di sitoplasma.

c. RNA r(RNA ribosom), terdapat didalam ribosom.

4. FungsinyaDNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu:a. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel.b. RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.c. RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.

Ada beberapa cara untuk menentukan DNA dan RNA, yaitu(Frutan and Sofia, 1968):

1. Jaringan hewan dan alkali hangatRNA akan terpecah menjadi komponen-komponen nukleotida yang larut dalam asam. DNA sulit dipecah atau dirusak oleh alkali.

2. Metode SchniderJaringan dan asam trikloro asetat panas dan diperkirakan DNA dapat diuji oleh reaksi kalorimetri dengan difenilanin, yang mana akan bereaksi dengan purin dioksiribosa dan tidak bereaksi dengan purin ribosa.

3. Metode FeligenFuchsin sulfurous acid akan berwarna merah dengan DNA, dan tidak dengan RNA. Reaksi ini diterapkan untuk mempelajari distribusi RNA dan DNA didalam bagian-bagian sel.

4. Secara SpektroskopiPengaukuran absorbsi cahaya oleh RNA dan DNA pada 260nm dimana spektra cincin purin dan pirimidin asam nukleat menunjukkan maksimal.Tiga bentuk utama RNA yang terdapat didalam sel adalah mRNA(messenger RNA), rRNA(ribosa RNA), dan tRNA(transfer RNA). Tiap bentuk RNA ini mempunyai berat molekul dan komposisi yang berlainan, tetapi khas untuk tiap macam bentuk RNA.Semua RNA terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida. Pada sel bakteri, hampir semua RNA ada di dalam sitoplasma. Disel hati kira-kira 11% terdapat dalam nukleus(terutama mRNA), sekitar 15% dalam mitokondria, lebih dari 50% dalam ribosom, dan kira-kira 24% dalam strosol.

Pengertian Sel.

Sel merupakan unit struktural dan fungsional terkecil pada makhluk hidup, pada makhluk hidup

multiseluler sel-sel yang serupa berkumpul bersama, menjalankan suatu fungsi yang sama dan

membentuk jaringan. Jaringan-jaringan yang berbeda menyusun suatu organ sehingga

mempunyai fungsi yang tertentu. Kemudian organ-organ yang berbeda bekerja bersama-sama

sebagai suatu sistem organ.

Setiap sel juga tersusun atas berbagai bagian sel misalnya: Membran plasma, inti sel ( Nukleus),

sitoskeleton (Rangka sel) dan Organel- Organel sel.

Sel juga merupakan unit fungsional bermakna bahwa sel atau sel-sel penyusun tubuh MH

merupakan suatu fungsi atau kegiataan proses hidup. Fungsi yang dilakukan oleh sel adalah

respirasi, ekskresi, sntesis, reproduksi, transportasi dan lain-lainnya.

Sel juga merupakan unit hereditas atau pewaris yang menurunkan sifat genetic dari suatu

generasi kepada generasi berikutnya. (Aryulina, 1999: 2-3)

Sejarah Sel

Sel ditemukan oleh Robert Hooke pada tahun 1665 dengan menggunakan Mikroskop cahaya

kemudian perkembangan sel mengalami kemajuan pesat pada tahun 1950-an dengan pengenalan

mikroskop electron.(Campbell,2002:113).

Robert Hooke adalah seorang ilmuan Inggris, Ia mengamati penampang melintang sayatan tipis

gabus dibawah mikroskop cahaya, kemudia Hooke melihat rongga kosong segi enam yang mirip

kamar maka ia menamakan sel (Cellula=Kamar). Kemudian dua ahli dari Jerman, Mathias

J.Schlaiden dan Theoder Schwann pada tahun 1838 membuktikan bahwa sel hidup bukanlah

kamar kosong, melainkan berisi cairan sitoplasma untuk segala aktivitas dasar makhluk hidup.

Kedua ahli tersebut kemudian membangun teori sel mengenai kehidupan. Teori sel tersebut

menyatakan bahwa semua MH tersusun atas sel. (Aryulina, 1999:2-3)

2.2.3. Macam Sel

Setiap organisme tersusun dari salah satu dari dua jenis sel yang secara struktural berbeda: yaitu

sel Eukariotik atau Prokariotik.

Perbedaan sel prokariotik dan Eukariotik adalah sebagai berikut:

No Sifat Eukariotik Prokariotik

1

2

3

4

5.

Membran Inti

Ukuran

Materi genetik

Organel sel

Contoh

Memiliki

10-100 µm

Berupa DNA yang tidak dibungkus oleh membrane inti yang berbentuk sirkuler atau Nukleoid.

Diluar Nukleolid terdapat juga DNA Sirkuler lain dengan ukuran yang lebih kecil disebut plasmid.

Sebagian besar sel prokariotik mempunyai dinding sel.

Bakteri, Cyanobakteria

Tidak memiliki

1-10 µm

DNA berada dalam inti sel yang dibungkus olem membrane inti.

Mempunya sejumlah organel yang masing-masing mempunyai Fungsi yang spesifik.

Sebagian besar Hewan dan Tumbuhan

(Aryulina,1999:3-4)

2.2.4.Fungsi Sel

tumbuhan, hewan, manusia dan bakteri tersusun dari sel. Jadi sel adalah unit structural terkecil

pada makhluk hidup.

Sel tersusun dari air dan komponen kimia utama, misalnya: protein, karbohidrat, lemak dan asam

nukleat. Sel tersebut tersusun atas dua lapis membran fosfolifid yang bersifat selektif permeable,

sehingga hanya molekul tertentu saja dapat masuk dan keluar sel.

Sel mengandung sitoplasma (plasma didalam sel) dan nukleoplasma (plasma didalam inti sel).

Sitoplasma ini berisi sitosol (cairan plasma) dan organel- organel (organ- organ sel), sedangkan

nulkeoplasma berisi cairan inti sel, anak inti (nucleolus) dan kromosom yang mengandung DNA.

DNA merupakan molekul pembawa informasi genetika yang pada saat tertentu terpaketkan

menjadi kromosom.

2.2.5. Sel tumbuhan dan Sel hewan

2.2.5.1.Gambaran secara umum sel hewan.

Sel hewan secara umum merupakan gabungan dari seluruh struktur, didalam sel terdapat

berbagai komponen yang disebut dengan organel (“Organel kecil”) yang sebagian besar

dilindungi oleh membran. Organel yang paling menonjol pada sel hewan adalah Nukleus.

Kromatin dalam Nukleus terdiri atas DNA, yang membawa gen bersama-sama dengan protein,

kromatin ini merupakan kumpulan struktur terpisah yang disebut dengan kromosom. Bagian-

bagian pada Kromatin dalam Nukleus yang saling bersambungan ialah satu atau lebih Nukleoli.

Nukleoli terlibat dalam produksi partikel yang disebut dengan Ribosom yang berfungsi

mensintesis protein.

Sebagian besar kegiataan metabolisme sel terjadi dalam sitoplasma, seluruh daerah antara

Nukleus dan membrane plasma yang melindungi sel. Sitoplasma dipenuhi oleh organel

terspesialisasi dalam sitosol.

Yang mengisi sebagian besar sitoplasma adalah:

A. Organel memiliki membran:

1. Retikulum Endoplasmik (RE), yaitu Membran labirin yang membentuk gelembung dan

kantung pipih yang memisahkan kandungan RE dari sitosol.

RE ada 2 macam, yaitu: Re kasar dan Re halus.

2. Ribosom, yang berfungsi mensinteris protein.

3. Aparatus Golgi merupakan jenis organel bermembran terdiri dari tumpukan pipih yang

aktif dalam sintesis, penyempurnaan, penyimpanan, penyortiran, dan ekskresi berbagai

produk kimiawi.

4. Lisosom, mengandung enzim-enzim pencernaan yang menghidrolisis makromolekul.

5. Peroksisom

6. Vakaola memiliki fungsi penyimpanan dan metabolisme.

7. Mitokondria, berfungsi melakukan respirasi selular untuk menghasilkan ATP.

B. Organel Nonmembran adalah sebagai berikut:

1. Mkrotubula dan mikrofilamen, Kedua membantu membentuk kerangka yang disebut

dengan Sitoskeleton.

2.2.5.2. Gambaran secara umum sel Tumbuhan.

3. Sel tumbuhan

Seperti sel hewan, sel tumbuhan dikelilingi olem membran plasma dan mengandung Nukleus,

Ribosom , RE, Aparatus Golgi, Mitokondria, Peroksisom dan mikrofilamen serta mikrotubula.

Akan tetapi sel tumbuhan juga mengandung sekumpulan organel terbungkus membran yang

disebut dengan plastid. Jenis plastid yang paling penting adalah kloroplas yang berfungsi untuk

melakukan fotosintesis, dengan mengubah cahaya matahari menjadi energi kimiawi yang

disimpan dalam molekul gula dan molekul organik lainnya.

Selain Kloroplas, organel yang sangat penting adalah Vakaola central. Vakaola ini menyimpan

bahan kimiawi, memecah makromolekul dan dengan membesar memainkan peran utama dalam

pertumbuhan tanaman. Membran Vakaola disebut dengan tonoplas.

Sel tumbuhan juga memiliki dinding sel, sehingga mempertahankan bentuk sel dan melindungi

sel dari kerusakan. (Campbell, 2002: 118-119).

2.2.5.3. Persamaan dan Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan.

Persamaan kedua sel tersebut ada pada bagian organel – organel penyusun kedua sel tersebut,

yaitu: Membran plasma, Inti sel, Sitoplasma, Mitokondria, Sitoskeleton, Ribosom, RE, Badan

Golgi, Lisosom dan Peroksisom.

Sedangkan perbedaan antara kedua sel tersebut adalah sebagai berikut:

No Kriteria Sel Tumbuhan Sel Hewan

1

2

3

4

Dinding sel

Vakoula

Plastida

Sentrion

Mempunyai Dinding sel

Mempunyai Vakaola berukuran besar.

Mempunyai Plastida (kloroplas, kromoplas dan leukoplas)

Tidak mempunyai sentriol

Tidak mempunyai Dinding sel

Mempunyai Vakaola berukutan kecil

Tidak mempunyai plastida.

Mempunyai sentriol