asam nukleat keperwartan

  • View
    23

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of asam nukleat keperwartan

  • ASAM NUKLEATDRH.M. Isa, M. Si

  • Kegunaan BiomedisSebagai sumber energi (ATP dll)Bagian dari koenzimSebagai regulator dan 2nd messenger (cAMP dan cGMP)Sebagai penyusun RNA dan DNA

  • ASAM NUKLEATAsam nukleat atau asam inti, dikatakan demikian karena asam tersebut pertama kali diketemukan didalam inti selDidalam inti sel asam nukleat ada dalam bentuk: DNA dan RNADNA (Deoksiribo Nukleic Acid) merupakan bahan genetik yang disebut GenRNA (Ribo Nukleic Acid) merupakan bahan cetakan (template) informasi gene

  • MACAM ASAM NUKLEAT

    DNA (deoksiribonucleic acid)RNA (ribonucleic acid

    DNA: Pentosa: deoksiribosaBasa: adenin, guanin, sitosin, timin

    RNA: Pentosa: ribosaBasa: adenin, guanin, sitosin, urasil

  • ASAM NUKLEAT

  • Fosforilase di usus

  • asam nukleatBerperanan utama pada penyimpanan dan ekspresi dari informasi genetikMenyimpan bioenergi pada komponen nukleiotida yaitu ATP (adenosin triphosphatAsam nukleat secara utuh dibangun dari gugus gula, gugus fosfat dan gugus basa N-heterosiklik (basa N)

  • GUGUS GULARIBOSA (b-D-furanosa) D-2 deoksiribosa

  • Gugus basa

  • BASA BASA DALAM ASAM NUKLEAT

  • Gugus asam fosfatAsam fosfat bervalensi 3 (H3PO4)

  • Ikatan gula ribosa dengan basa nitrogen (pada atom karbon nomor 1).Ikatan gula ribosa dengan gugus fosfat (pada atom karbon nomor 5).Gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2

  • Dalam penulisan diberi tanda prime(') untuk membedakan penomoran pada basa nitrogen

  • BASA NITROGENBasa nitrogen berikatan dengan ikatan-b pada atom karbon nomor1' dari gula ribosa atau deoksiribosa.Pirimidin berikatan ke gula ribosa pada atom N-1 dari struktur cincinnya.Purin berikatan ke gula ribosa pada atom N-9 dari struktur cincinnya.

  • NUKLEOSIDA dan NUKLEOTIDA2 komponen asam nukleat yaitu karbohidrat dan salah satu turunan basa (N,A,T,C, G atau U) membentuk nukleosida

  • Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil disebut nukleotida.

  • RIBONUKLEOTIDAGula ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen (pirimidin, urasil dan sitosin) pada atom karbon nomor 1nya disebut ribonukleosida (dalam contoh di samping adalah uridin dan sitidin). Ribonukleosida yang terfosforilasi pada atom karbon nomor 5nya disebut ribonukleotida (dalam contoh di samping adalah uridilat atau sitidilat)Penyampaian ribonukleotida biasanya dalam bentuk singkatan (misalnya) U, atau UMP (uridin monofosfat)

  • RIBONUKLEOTIDA UTAMAPerhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada pirimidin) yang berikatan dengan atom C nomor 1 dari ribosa

  • BASA + GULA = NUKLEOSIDA

  • BASA + GULA + FOSFAT = NUKLEOTIDA

  • KERAGAMAN IKATAN FOSFATHidrolisis RNA oleh enzim menghasilkan ribonukleosida 5-mono-fosfat atau ribonukleosida 3'-monofosfat.

  • KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT

  • KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAM NUKLEAT

    OrganismeAGCTEscherichia coli24,726,025,723,6Khamir31,318,717,132,9Gandum27,322,722,827,1Salmon29,720,820,429,1Ayam28,820,521,529,3

  • ASAM NUKLEATMonomer nukleotida dapat berikatan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester antara -OH di atom C nomor 3nya dengan gugus fosfat dari nukleotida berikutnya.Kedua ujung poli- atau oligonukleotida yang dihasilkan menyisakan gugus fosfat di atom karbon nomor 5' nukleotida pertama dan gugus hidroksil di atom karbon nomor 3' nukleotida terakhir.

  • KERANGKA GULA-FOSFATOleh karenanya kerangka dasar polinukleotida atau asam nukleat tersusun atas residu fosfat dan ribosa yang berselang-seling.Urutan basa dalam polinukleotida ditulis dari ujung yang memiliki gugus fosfat di atom karbon nomor 5' ke ujung yang memiliki gugus hidroksil di atom karbon nomor 3, atau biasa disebut ujung 5' ke 3': 5'-ATGCTAGC-3'Perhatikan bahwa kerangka dasar polinukleotida memiliki muatan negatif.

  • ASAM NUKLEAT ??Asam nukleat adalah polimer nukleotida dari nukleeotida mono-PNukleotida ada 2 struktur yaitu Struktur ribosa dan deoksiribosa yang menurunkan ribonukleotida-mono-P dan deoksiribonukleotida-mono-P.Polimer yang manomernya ribonukleotida-mono-P menurunkan asam ribonukleotida-mono-P (RNA) manomer deoksiribonukleotida-mono-P menurunkan asam deoksiribonukleotida-mono-P (DNA)

  • RIBOSA vs DEOKSIRIBOSATurunan penting dari ribosa adalah 2'-deoksiribosa, sering hanya disebut deoksiribosa, yang pada karbon nomor 2nya OH digantikan oleh H.Deoksiribosa ditemukan di DNA (deoxyribonucleic acid)Ribosa ditemukan di RNA (ribonucleic acid). Penggantian OH oleh H di atom C nomor 2 mempengaruhi struktur!DNARNA

  • NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT

  • DEOKSIRIBONUKLEOTIDA PENYUSUN DNAPenyampaian Deoksiribonukleotida biasanya dalam bentuk singkatan (misalnya) A, atau dA (deoksiA), atau dAMP (deoksiadenosin monofosfat) Gula 2'-deoksiribosa yang berikatan dengan basa nitrogen (dalam contoh di samping adalah purin - adenin dan guanin) pada atom karbon nomor 1nya disebut deoksiribonukleosida (dalam contoh di samping adalah deoksiadenosin dan deoksiguanosine). Deoksiribonukleosida yang terfosforilasi pada atom karbon nomor 5nya disebut Deoksiribonukleotida (dalam contoh di samping adalah deoksiadenilat dan deoksiguanilat).

  • MASALAH RNA: KETIDAKSTABILANDNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di atom C nomor 2, lebih stabil

  • BIOSINTESIS ASAM NUKLEATDimulai dari sintesis cincin purin dan cincin pirimidinRinidar

  • Asam amino dan nukleotidaAsam amino adalah prekursor dalam biosintesis nukleotidaAsam amino dan nukleotida berhubungan satu sama lain, keduanya adalah unit dasar di dalam biokimiawi penurunan sifatNukleotida: unsur penyandi asam nukleat, bersifat vessensial pada pemeliharaan dan pemindahan informasi genetikAsam mino: unit pembangun protein dibutuhkan untuk eskpresi informasi genetik

  • Biosintesis pirimidin dan purinPirimidinDimulai dari Dibentuk cincin pirimidinDiikat pada ribosa5fosfat menjadi nukleotidaPurinDimulai dari ribosa fosfat

  • PRODUK ANTARAProduk antara yang terpenting pada sintesis asam nukleat adalah:

    1. uridin monofosfat (UMP) pada susunan pirimidin

    2. Inosin monofosfat (IMP, basa:Hipoxantin) pada purin

  • Cincin pirimidinCincin pirimidin tersusun dari 3 komponen: Atom karbon C-4 sd C-6 berasal dari aspartatAtom C-2 berasal dari HCO3- Atom Nitrogen ke dua (N-3) dari gugus glutamin

  • CINCIN PURINLebih rumitKomponen terbesar adalah Glisin yang menyumbangkan atom C-4,C-5 dan N-7Atom atom lainnya dari cincin dibentuk tersendiriC-6 berasal dari HCO3- Gugus amida glutamin memberikan atom nitrogen N-3 dan N-9Aspartat berfungsi sebagai donor gugus amino umtuk membentuk N-1 yang diubah menjadi fumaratAtom karbon C-2 dan C-8 kembali ke gugus formil dari N-10 formil tetrahidrofolat

  • Komponen langsung untuk sintesis1. karbomoilfosfat & asam amino aspartat, diikat dengan Aspartat karbomoiltransferase menjadi N-karbamoil-aspartat (1b)2. penutupan cincin dan terbentuk dihidroorotat (1c)3. proses reduksi membentuk basa pirimidin orotat4. orotat bereaksi dengan 5fosforibosil 1pirofosfat(PRPP) menjadi nukleotida orotat 5- monofosfat (OMP)5. OMP mengalami dekarboksilasi menjadi UMP

    1. Dimulai dari PRPP2. Pembentukan cincin diawali dengan pemindahan satu gugus amino dan mendonorkan atom N-9 (2a) 3. Glisin dan 1 gugus formil dari N 10 formil THF memberikan atom lainnya dari cincin segi 5 tsb (2b, 2c) 4. sebelum cincin ditutup (2f) mula mula disisipkan atom N-3 dan N-6 dari cincin segi 6 (2d, 2e) 5. Pemebentukan cincin segi 6 dilanjutkan dgn penambahan atom N-1 dan C-26.Penutupan cincin siklik dan terbentuk inosin 5monofosfat dan IMP dirombak menjadi AMP dan GMP

    cincin pirimidinCincin Purin

  • Diagram reaksi sintesis cincin purin dan pirimidinnc

  • Sintesis baru dari purin dan pirimidin menyediakan IMP dan UMP. Semua nukleotida dan deoksinukleotida lainnya disintesis dari kedua prekursor tersebut.

  • Biosintesis nukleotidaPurinDimulai dari IMPBasanya hipoxantin menjadi adenin atau guanin, AMP atau GMP menjadi difosfat ADP dan GDP oleh fosfotransferaseADP dan GDP menjadi ATP dan GTPTerbentuk DNA dan RNA melalui enzim nukleosida difosfat reduktase

    PirimidinUMP difosforlasi menjadi difosfat kemudian terbentuk trifosfat UTPUTP dirubah menjadi CTP oleh CTP-sintaseTerjadinya reduksi pada tahap difosfat menjadi deoksi nukleotida, sehingga CTP harus dihidrolisis terlebih dahulu oleh fosfatase manjadi dCTP dan CTPkomn DNA yaitu deoksi timidin trifosfat (dTPP) dari UDP, Basa timin dibentuk dari dUMP via metilasi pada tahap monofosfat

  • Sintesis deoksi ribonukleaseReduksi ribonukleotida merupakan proses yang kompleks dan lebih dari satu protein yang berperanEkuivalen pereduksi yang dibutuhkan berasal dari NADPH + H+, Ekuivalen ini tidak langsung mencapai substrat, tetapi via reaksi redoks yaitu:1. teoredoksin dengan enzim teoredoksin reduktase via FAD, memecahkan 1 jembatan disulfida pada tioredoksin secara reduktif.2. radikal tirosin menghasilkan 1 radikal substrat (a)yang melepaskan air sehingga berubah menjadi radikal kation, (b) akhirnya melalui reduksi terbentuk residu deoksi ribosa

  • BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN

  • BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN 1. Karbomoilfosfat sintentase, 2. aspartat karbomoiltransferase (Zn2+),3. dihidroorotase,4. dihidroorotat dehidrogenase (Fe),5. orotat fosforibosiltransferase,6.orotidin5-fosfat dekarboksilase,3.6.1.6: nukleosida difosfatase, 1.17.4,1: ribonukleosida difosfat reduktase (Fe)

  • Ribosa fosfat pirofosfoknase,2. Amidofosforibosiltransferase, 3.Fosforibosilamin glisin ligase, 4.Fosforibosilamino