Asam Nukleat pada Biokimia

Embed Size (px)

DESCRIPTION

macam-macam asam nukleat pada Biokimia

Text of Asam Nukleat pada Biokimia

ASAM NUKLEATMAKALAH

Disusun untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Biokimiayang dibimbing oleh Bapak Drs. Wayan Sumber Artha

Disusun oleh:Offering GKelompok 6Afifah Nur Aini(130342603484)Ipraditya Langgeng Prayoga(130342615328)Septiria Listiyo W.(130342615326)

UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMS1 BIOLOGISEPTEMBER 2013KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbilalaamin, puji syukur kepada Allah SWT yang telah mengijinkan kami untuk menyelesaikan penulisan makalah ini dengan baik. Makalah ini berjudul Asam Nukleat yang merupakan tugas untuk mata kuliah Biokimia. Mata kuliah ini adalah mata kuliah wajib untuk mahasiswa Jurusan Biologi semester 1 dengan bobot 3 SKS. Tujuan dari mata kuliah Biokimia ini adalah agar mahasiswa mampu memahami peranan berbagai molekul dalam reaksi kimia, serta memahami proses-proses kimia yang berlangsung dalam mahluk hidup.Demikian, semoga makalah ini bermanfaat bagi para mahasiswa yang membacanya. Saran dan kritik dari pembaca sangat diharapkan untuk perbaikan di kemudian hari.

Malang, 12 September 2013

BAB IPENDAHULUANA. Rumusan Masalah1. Bagaimana struktur dan fungsi DNA dan RNA?2. Bagaimana proses replikasi DNA, transkripsi dan translasi?3. Apa saja aplikasi DNA dalam bidang teknologi?

B. Tujuan1. Menjelaskan struktur dan fungsi DNA dan RNA.2. Menjelaskan proses replikasi DNA, transkripsi dan translasi.3. Mengaplikasikan berbagai macam DNA dalam bidang penelitian.

BAB IIISIA. Struktur Asam Nukleat1. Monomer Pembentuk Sebelum dijelaskan struktur dari asam nukleat secara utuh perlu dijelaskan terlebih dahulu struktur dari komponen-komponen pembentuknya. Asam nukleat merupakan senyawa polimer.

Struktur molekul dari basa-basa turunun pirimidin

Struktur keto pada urasil yang mengalami tautomerisasi (bentuk enol) dengan berat molekul sangat tinggi yang bila terhidrolisis sempurna akan menghasilkan basa-basa pirimidin dan purin, senyawa gula dan asam fosfat. HIdrolisis parsial (sebagian atau tak sempurna) menghasilkan senyawa yang diketahui sebagai nukleosida.

Ada dua jenis asam nukleat yaitu : DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid) atau asam ribonukleat. Baik DNA maupun RNA bermuatan negatif (anion) disebabkan adanya gugus fosfat. Pada umumnya asam nukleat terikat oleh protein yang memiliki sifat basa, misalnya DNA dalam inti sel terikat pada histon. Senyawa gabungan antara asam nukleat dengan protein ini disebut nukleoprotein.

2. Sejarah Penemuan Model DNADNA terdiri atas dua untai benang polinukleotida yang berpilin membentuk heliks ganda (double helix). Model DNA itu pertama kali dikemukakan oleh James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953 di Inggris.

James Watson (kiri) dan Francis Crick dengan model DNA

Struktur tersebut mereka buat berdasarkan hasil analisis foto difraksi sinar X pada DNA yang dibuat oleh Rosalind Franklin. Karena yang difoto itu tingkat molekul, maka yang tampak hanyalah bayangan gelap dan terang saja. Bayangan foto itu dianalisis sehingga mereka berkesimpulan bahwa molekul DNA merupakan dua benang polinukleotida yang berpilin.

Rosalind Franklin dan difraksi sinar X pada DNA

3. Molekul Penyusun DNA dan RNAMolekul asam nukleat merupakan polimer dengan nukleotida sebagai monomernya. Molekul nukleotida terdiri atas nukleosida dan asam fosfat. Molekul nukleosida terdiri atas gugus gula pentosa yang mengikat gugus basa nitrogen. Jadi apabila suatu nukleoprotein dihidrolisis sempurna, akan dihasilkan protein, asam fosfat, gula pentosa dan basa nitrogen (purin dan pirimidin).Pentosa pada DNA ialah deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom oksigen) dan pada RNA ialah ribosa.

Struktur kimia deoksiribosa dan ribosaDNA dan RNA memiliki basa-basa purin yang sama yakni adenin dan guanin. Basa-basa pirimidin pada DNA adalah sitosin dan timin, sedangkan pada RNA adalah sitosin dan urasil. Adapun pengertian dari basa purin adalah basa yang memiliki dua cincin, sedangkan basa pirimidin berarti basa bercincin satu.

Struktur kimia basa-basa nitrogen

Dari penjabaran struktur molekul-molekul penyusun DNA di atas, DNA dapat digambarkan seperti berikut.Pita pada gambar di samping melambangkan tulang punggung DNA yang terbentuk dari ikatan kovalen kuat antara asam fosfat dan gula pentosa.Sementara basa-basa nitrogen atau anak tangga dari DNA ini disatukan oleh ikatan hidrogen yang lebih lemah dibanding ikatan kovalen (garis yang terputus-putus). Ikatan inilah yang menyebabkan terpilinnya kedua untai DNA.

Struktur DNA

Basa-basa tersebut tidak berpasangan secara acak. Pada mulanya, Watson dan Crick salah mengira bahwa suatu basa nitrogen memiliki pasangan yang sama, misalnya adenin dengan adenin dan guanin dengan guanin. Tetapi jika demikian, lebar DNA akan menjadi tidak sama, dikarenakan basa purin (A dan G) dua kali lebih lobar daripada basa pirimidin (C dan T).

Perbandingan lebar basa-basa nitrogen

Erwin Chargaff meneliti lebih jauh pada basa-basa yang terkandung dalam DNA. Dia menyatakan persentase adenin (A) selalu sama dengan persentase timin (T), dan persentase guanine (G) selalu sama dengan persentase sitosin (C).

Dengan berpegangan pada hasil temuan Chargaff, Watson dan Crick akhirnya menemukan bahwa basa-basa nitrogen pada untaian yang satu memiliki pasangan yang tetap dengan basa-basa nitrogen pada untaian yang lain. Adenin berpasangan dengan timin dan guanin berpasangan dengan sitosin. Pasangan basa nitrogen A dan T dihubungkan oleh dua atom hidrogen (A=T). Adapun pasangan basa nitrogen C dan G dihubungkan oleh tiga atom hidrogen (CG)Pasangan basa-basa nitrogen pada DNAPosisi molekul-molekul penyusun asam nukleat jika dilihat dari penomoran atom C pada gula pentosa selalu tersusun seperti berikut. Gugus asam fosfat terikat pada atom C nomor 5 dari gula pentosa, sehingga ujung ini dinamakan ujung P atau ujung 5 Gugus hidroksil terikat pada atom C nomor 3 dari gula pentosa, sehingga ujung ini dinamakan ujung hidroksil atau ujung 3 Gugus basa nitrogen terikat pada atom C nomor 1 dari gula pentosa

Struktur sebagian molekul DNA

Kedua untai DNA bergulung ke arah yang berlawanan, artinya gula di satu untai posisinya terbalik dengan gula di untai yang lain.

Arah molekul gula pentosa pada DNA yang berkebalikan

4. Perbedaan RNA dan DNADNARNA

Komponen gula pentosaDeoksiribosaRibosa

Basa NitrogenTiminUrasil

UkuranLebih panjang dan besarLebih pendek dan kecil

Jumlah helaiDua helai (berbentuk seperti tangga memutarSatu helai (berbentuk setengah dari tangga)

Perbandingan bentuk untaian RNA dan DNA

Perbandingan struktur molekul RNA dan DNA

5. Asam Nukleat di Dalam Kromosom Sel HewanJika direntangkan, panjang DNA pada tiap manusia dapat mencapai 100 triliun meter , kira-kira sama dengan 600 kali jarak bumi ke matahari. Semua DNA dapat dikemas ke dalam sel-sel manusia yang sangat kecil karena terdapat sekumpulan protein yang mengikat DNA sehingga mampu disimpan di dalam sel manusia. Protein ini disebut histon. Histon berperan sebagai penyedia energi (sebagian besar berbentuk gelombang elektrostatik) untuk melipat DNA di dalam nukleus. Gabungan dari protein dan DNA disebut nukleosom. Nukleosom membentuk kromatin. Kromatin membentuk kromosom.

Gambar 2.12 Penyusunan asam nukleat di dalam kromosom

Histon adalah keluarga dari protein-protein kecil yang bermuatan positif. Protein-protein tersebut diberi sebutan H1, H2A, H2B, H3 dan H4. DNA bermuatan negatif karena memiliki fosfat, sehingga histon dan DNA terikat kuat.

Struktur protein-protein penyusun histonB. Fungsi Asam Nukleat1. Fungsi DNAa. DNA Dapat Merubah BakteriAwal mula ditemukannya fungsi DNA tidak lepas dari percobaan yang dilakukan Frederick Griffith pada tahun 1928. Griffith bekerja dengan dua varietas bakteri pneumonia Streptococcus pneumoniae. Satu diantara dua bakteri tersebut adalah bakteri tipe III-S yang tergolong bakteri virulen. Tipe III-S ini memiliki kapsul pelindung yang terbuat dari polisakarida sehingga tahan terhadap sistem kekebalan inangnya. Ketika bakteri virulen ini disuntikkan pada tikus, tikus itu mati. Bakteri kedua yang Griffith suntikkan pada tikus adalah bakteri tipe II-R yang tidak berbahaya karena tidak memiliki kapsul pelindung seperti bakteri tipe III-S. Hal ini pun menyebabkan tikus tetap hidup. Lalu Griffith menyuntikkan bakteri tipe III-S yang telah dipanaskan. Bakteri yang telah rusak ini tidak menyebabkan kematian pada tikus.

Garis besar percobaan Fred GriffithSelanjutnya Griffith mencampurkan sisa bakteri tipe III-S yang telah dipanaskan tadi dengan bakteri tipe II-R. Meskipun telah dibuktikan bahwa kedua bakteri tersebut secara terpisah tidak menimbulkan efek apapun pada tikus, tetapi gabungan keduanya dapat menyebabkan tikus inangnya mati. Bukan hanya itu, bakteri virulen III-S ditemukan hidup dalam darah tikus mati tersebut. Griffith menyimpulkan sebuah teori transformasi bahwa bakteri tipe II-R telah berubah menjadi bakteri tipe III-S entah bagaimana caranya.Jadi diketahui bahwa penyebab transformasi tersebut adalah DNA bakteri tipe III-S. Meskipun bakteri itu telah mati karena suhu tinggi, DNA-nya bertahan dari proses pemanasan dan mampu menyusup ke dalam bakteri II-R hidup. DNA dari tipe III-S mengandung gen yang membentuk kapsul perlindungan. Dilengkapi dengan gen ini, bakteri tipe II-R menjadi terlindung dari sistem kekebalan inang yang dapat membunuhnya.Penjelasan tadi menunjukkan bahwa DNA menyimpan materi genetika yang menentukan karakteristik suatu individu. Percobaan Griffith memberikan pengetahuan bahwa DNA dari organisme yang berbeda dapat digabungkan sehingga terbentuk DNA rekombinan yang memberikan karakter baru pada organisme penerima DNA rekombinan.

b. DNA Dapa