1

ASAM NUKLEAT (NUCLEIC ACID)

Terdapat pada semua sel hidup Merupakan makromolekul dengan monomer Mononukleotida Fungsi :

1. Menyimpan, mereplikasi dan mentranskripsi informasi genetika

2. Turut dalam metabolisme3. Penyimpan energi4. Sebagai ko-enzim

Struktur Asam Nukleat

2. Gula

2Contoh basa yang berperan serta dalam membentuk asam nukleat

3

4. Nukleosida : Senyawa antara purin dan primidin dengan ribosa dan deoksiribosa

Beberapa nama nukleosidaBasa Ribonukleosida Deoksiribonukleosida

AdeninGuaninUrasilSitosinTimin

AdenosinGuanosinUridinSitidinTiminRibonukleotida

2’-deoksiadenosin2’-deoksiguanosin2’-deoksiuridin2’-deoksisitidin2’deoksitimidin

5. Nukleotida : Ester nukleosida dengan asam fosfat

Basa

Ribonukleosida

Monofosfat Difosfat Trifosfat

AdeninGuaninSitosinUrasil

AMPGMPCMPUMP

ADPGDPCDPUDP

ATPGTPCTPUTP

Basa

Deoksiribonukleosida

Monofosfat Difosfat Trifosfat

AdeninGuaninSitosinTimin

dAMPdGMPdCMPdTMP

dADPdGDPdCDPdTDP

dATPdGTPdCTPdTTP

Singkatan nama beberapa nukleotida

4

Fungsi nukleotida :1. Sebagai pembawa energiNukleotida yang penting : AMP, ADP, ATP penting dalam penyimpanan dan pemanfaatan energi selama metabolisme sel.

ATP pembawa energi utama dalam sel :ADP + Pa ATP (fosforilase oksidatif)

Energi

ATP + H2O ADP + Pa (as. fosfat) + energi (hidrolisis)

5

2. Pembawa bahan pembentuk dasar suatu molekul. Contoh :

- Nukleotida Uridin Difosfat (UDP) untuk sintesis glikogen

- Kolin Sitidin Difosfat sintesis kolin fosfolipid.- Nukleotida trifosfat (NTP) sintesis DNA dan RNA

3. Sebagai ko enzim- Nikotamida Mono Nukleotida (NMN), merupakan vitamin

- Flavin Mono Nukleotida (FMN) koenzim proses oksidasi – reduksi pada respirasi sel.

- Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD), Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat (NADP), Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) koenzim proses oksidasi – reduksi

6. Asam Nukleat- Merupakan polimer (polinukleotida) dari mononukleotida

- ada 2 macam :1. DNA (Asam Deoksiribonukleat) gulanya

deoksiribosa2. RNA (Asam Ribonukleat) gulanya ribosa

6

DNA :- Makromolekul dengan Mr yang sangat besar.- Terdiri dari mononukleotida utama :

dAMP, dGMP, dTMP, dCMP- Terdiri dari dua atau lebih rantai polinukleotida

yang tersusun dalam struktur heliks (heliks ganda)

- Setiap spesies/organisme mononukleotida utamanya mempunyai perbandingan, urutan dan berat molekul (Mr) yang spesifik.

7

- Pada sel prokariotik (mengandung hanya satu kromosom) DNA nya merupakan makromolekul tunggal dengan Mr = 2 x 109.

- Pada sel eukariotik (mengandung banyak kromosom) mempunyai banyak molekul DNA dengan Mr yang sangat besar.

- DNA terutama terdapat dalam inti sel (DNA inti) bergabung dengan protein histon.

- Juga bisa terdapat pada sitoplasma (DNA sitoplasma), dalam mitokondria, dalam khloroplas.

- Pada sel bakteri selain terdapat dalam inti sel juga bisa pada sel membran = mesosom dan dalam sitoplasma di luar kromosom = plasmid/episom

- DNA normal dari suatu spesies yang berbeda menunjukkan adanya keteraturan (regularitas) CHARGAFF’S RULES :1. Komposisi basa dari DNA suatu organisme adalah

tetap pada semua sel nya dan mempunyai karakteristik tertentu

2. Komposisi basa dari DNA bervariasi dari suatu organisme dengan organisme lainnya dinyatakan dengan dissymmetry ratio : (A + T) / (G + C)

8

Contoh beberapa komposisi DNA

Base Composition Base Ratios Dissymmetry Ratio

A T G C A/T G/C Pu/Py (A+T)/(G+C)

HumanCalfSheepRatHenTurtleSalmonMarine crabSea urchinYeastAspergilus niger (mold)Eschericia coliStaphylococcus aureus

30.929.029.328.628.829.729.747.332.831.325.024.730.8

29.428.528.328.429.227.929.147.332.132.924.923.629.2

19.921.221.421.420.522.020.82.717.718.725.126.021.0

19.821.221.021.521.521.320.42.717.317.125.025.719.0

1.051.011.031.011.021.051.021.001.020.951.001.041.05

1.001.001.021.000.951.031.021.001.021.091.001.011.11

1.041.011.031.000.971.001.021.001.021.001.001.031.07

1.521.361.361.331.381.331.43

17.521.851.791.000.931.50

3. Komposisi basa dari suatu spesies tidak berubah oleh umur, keadaan nutrisi, ataupun lingkungan.

4. Jumlah adenin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah timin (A = T).

5. Jumlah guanin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah sitosin (G=C).

9

6. Jumlah total basa purin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah total basa pirimidin : (A + G) = (T + C).

RNA- Terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida- Hampir seluruhnya terdapat di sitoplasma, juga

terdapat pada virus.- Rantai tunggal Chargaff’s Rules tidak berlaku- Ada 3 macam : tRNA (transfer-RNA)

mRNA (messenger-RNA)rRNA (ribosomal-RNA)

- tRNA √ molekul yang kecil√ basanya : A, G dan U yang termetilasi.√ jumlahnya hanya sedikit dari total RNA dalam sel√ mengangkut (transport) asam amino spesifik ke

ribosom untuk proses sintesis protein

- mRNA√ basa nya : A, G, C dan U√ disintesis dalam inti sel pada proses transkripsi

10

√ pembawa informasi genetik dari DNA untuk sintesis protein

√ Umurnya pendek mengalami degradasi/resintesis

- r RNA√ bagian terbanyak dari RNA dalam sel (80%)√ Merupakan 60% dari berat ribosom√ Basa utamanya : A, G, C, U√ Fungsinya belum jelas

7. HIDROLISIS ASAM NUKLEAT1. Hidrolisis dengan enzim enzim nuklease, yang

terdiri dari :a. enzim eksonuklease menyerang ujung

rantai polinukleotidab. enzim endonuklease menyerang bagian

dalam rantai2. Hidrolisis dengan asam/basa- Hidrolisis DNA dengan asam terbentuk asam

apurinat (DNA tanpa purin) dan asam apirimidat (DNA tanpa pirimidin)

- DNA tidak dihidrolisis oleh basa- Hidrolisis RNA dengan basa memutuskan

ikatan gugus hidroksil – 2 ribosa.

11

8. NUKLEOPROTEIN- Gabungan asam nukleat + protein mempunyai

struktur / aktifitas yang kompleks.- Mr nya tinggi- Contoh terkenal : virus dan ribosom- VIRUS :Kompleks supra molekul : asam nukleat + unit protein,

membentuk susunan 3 dimensiDapat diisolasi, tapi tak bisa memperbanyak dirinya.

Untuk memperbanyak diri harus masuk ke dalam sel khusus induk semangnya memaksa induk semang untuk mensintesis komponen yang diperlukannya sintesis kebutuhan induk semang tergeser

Virus tanaman : terdiri dari RNAVirus hewan : terdiri dari RNA & DNA

- RIBOSOMSel prokariotik : 60% rRNA + 50% protein.Sel eukariotik : 50% rRNA + 50% protein, umumnya

lebih besar, terdapat dalam sitoplasma bergabung dengan organel retikulum endoplasma

Juga terdapat dalam inti sel dan organel lain (mitokhondria & khloroplast)