Tim Penyusun Kimia Organik

Pengertian dan Sejarah Asam

Nukleat

Asam nukleat merupakan polimerbesar dengan ukuran yang bervariasi antara 25 ribu s/d 1

milyar yang tersusun darimonomer-monomer nukleotida.

Tahun 1879, Albrecht Kossel menemukan asam nukleat yang tersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dan gugus basa.

Fungsi Asam Nukleat

Menyimpan, menstransmisi, danmentranslasi informasi genetik; metabolisme antara(intermediary metabolism) dan reaksi-reaksi informasienergi

Koenzim pembawa energi

Koenzim pemindah asam asetat, zat gula, senyawa amino dan biomolekul lainnya;

Koenzim reaksi oksidasi reduksi.

- Nukleosida

- Nukleotida

- Asam nukleat?

Perbedaan :

Perbedaan :

Nukleosida : terdiri dari gulapentosa + basa Nitrogen

Nukleotida : terdiri dari nukleosida(gula pentosa + basa N) + fosfat

Asam nukleat tersusun atasmonomer-monomer nukleotida

• Gula pada asamnukleat adalah ribosa(RNA) dandeoxyribosa (DNA).

• Ribosa (b-D-furanosa) adalah gula pentosa(jumlah karbon 5).

• Dalam penulisan diberitanda prime(') untukmembedakanpenomoran pada basanitrogen

51

23

4

1. GULA PENTOSA

Komponen Nukleotida

RIBOSA vs DEOKSIRIBOSA

• Turunan penting dari

ribosa adalah 2'-

deoksiribosa, sering

hanya disebut

deoksiribosa, yang pada

karbon nomor 2‘nya 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!

DNA RNA

PERHATIKAN

• 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

2. BASA NITROGEN• Basa 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.

Komponen Nukleotida

BASA PIRIMIDIN DAN PURIN

Perhatikan struktur cincinnya

BASA-BASA DALAM ASAM NUKLEAT

PsAG: Purin adalah Adenin dan Guanine

PyrCTU: Pirimidin adalah

Citosin, Timin dan Urasil

KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAM

NUKLEAT

Organisme A G C T

Escherichia coli 24,7 26,0 25,7 23,6

Khamir 31,3 18,7 17,1 32,9

Gandum 27,3 22,7 22,8 27,1

Salmon 29,7 20,8 20,4 29,1

Ayam 28,8 20,5 21,5 29,3

3. GUGUS FOSFAT

Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan

basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil

disebut nukleotida.

Komponen Nukleotida

KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT

12

3

Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat

DNA Nucleotide

O

O=P-O

O

Phosphate

Group

NNitrogenous base

(A, G, C, or T)

CH2

O

C1C4

C3 C2

5

Sugar

(deoxyribose)

ASAM NUKLEAT

Monomer nukleotida dapat berikatan satu

sama lain melalui ikatan fosfodiester

antara -OH di atom C nomor 3‘nya

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-FOSFAT

• Oleh 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.

BASA NITROGEN DAPAT BERPOSISI SYN-

ATAU ANTI-

PENAMAAN NUKLEOTIDA (1)

PENAMAAN NUKLEOTIDA (2)

Two types of Nucleotides(depending on the sugar they contain)

1- Ribonucleic acids (RNA)The pentose sugar is Ribose

(has a hydroxyl group in the 3rd

carbon---OH)2- Deoxyribonucleic acids (DNA)

The pentose sugar is Deoxyribose (has just an hydrogen in the same place--- H)

Deoxy = “minus oxygen”

DNA NucleotidesComposition (3 parts):

1- Deoxyribose sugar (no O in 3rd

carbon)2- Phosphate group3- One of 4 types of bases (all

containing nitrogen): - Adenine- Thymine (Only in DNA)- Cytosine- Guanine

RNA NucleotidesComposition ( 3 parts):

1- Ribose sugar (with O in 3rd carbon)2- Phosphate group3- One of 4 types of bases (all

containing nitrogen): - Adenine- Uracyl (only in RNA)- Cytosine- Guanine

DNA vs RNA DNA

1- Deoxyribose sugar2- Bases: Adenine, Thymine, Cytosine, Guanine3- Double-stranded helix arrangement

RNA1- Ribose sugar2- Bases: Adenine, Uracyl, Cytosine, Guanine4- Single stranded

RNARibonukleotida adalah

penyusun RNA

RibonukleotidaRNA

RNA terdiri atas mRNA, tRNA

dan rRNA

MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN

DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di atom C nomor 2’, lebih stabil

Deoksiribonukleotida adalah

penyusun DNA

DNADeoksiribonukleotida

H

DNA

STRUKTUR DNA

• DNA terdiri atas dua

rangkaian heliks anti-paralel

(paralel berlawanan arah)

yang melilit ke kanan suatu

poros.

• Ukuran lilitan adalah 36 Å,

yang mengandung 10.5

pasangan basa per putaran.

• Kerangka yang berselang-

seling antara gugus

deoksiribosa dan fosfat

terletak di bagian luar.

• Ikatan hidrogen antara basa

purin dan pirimidin terletak d

bagian dalam.

RANGKAIAN BENANG DNA

• Basa penyusun suatu benang DNA

yang antiparallel tidak sama

melainkan bersifat komplemen

terhadap benang pasangannya.

• Basa C berpasangan dengan G,

sedangkan A dengan T. Hal ini

sangat bemanfaat dalam kaitan

untuk penyimpanan dan

pemindahan.

DEOKSIRIBONUKLEOTIDA – PENYUSUN DNA

Penyampaian 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 1‘nya

disebut deoksiribonukleosida(dalam contoh di samping

adalah deoksiadenosin dan deoksiguanosine).

• Deoksiribonukleosida yang

terfosforilasi pada atom karbon

nomor 5‘nya disebut

Deoksiribonukleotida (dalam

contoh di samping adalah

deoksiadenilat dan

deoksiguanilat).

DEOKSIRIBONUKLEOTIDA UTAMA

IKATAN HIDROGEN ANTAR

RANGKAIAN BASA DNA

A-T : 2 ikatan HG-C : 3 ikatan H

Watson-Crick base pairing

PERAN MASING-MASING AS. NUKLEAT

• DNA mengandung gen, informasi yang mengatur

sintesis protein dan RNA.

• DNA mengandung bagian-bagian yang menentukan

pengaturan ekspresi gen (promoter, operator, dll.)

• Ribosomal RNA (rRNA) merupakan komponen dari

ribosom, mesin biologis pembuat protein

• Messenger RNAs (mRNA) merupakan bahan

pembawa informasi genetik dari gen ke ribosom

• Transfer RNAs (tRNAs) merupakan bahan yang

menterjemahkan informasi dalam mRNA menjadi

urutan asam amino

• RNAs memiliki fungsi-fungsi yang lain, di antaranya

fungsi-fungsi katalis

Analisis DNA1. Isolasi DNA

Prinsip :

(a) pembukaan sel pada sampel untuk

mengeluarkan asam nukleatnya – diblender atau

ditambah bahan kimia

(b) memisahkan asam nukleat dari komponen sel

yang lain misalnya RNA dan protein – ditambah

bahan kimia

(c) pemurnian asam nukleat – sentrifugasi dan

ekstraksi kimia.

2. Uji Kualitatif dengan elektroforesis gel agarose dan

southern blot

Prinsip : Pemisahan DNA berdasarkan perbedaan

ukurannya dalam medan listrik.

Dalam elektroforesis gel terdapat dua material

dasar yang disebut fase diam dan fase

bergerak (eluen). Fase diam berfungsi menyaring

objek yang akan dipisah, sementara fase

bergerak berfungsi membawa objek yang akan

dipisah. Sering kali ditambahkan larutan

penyangga pada fase bergerak untuk menjaga

kestabilan objek elektroforesis gel. Elektroda

positif dan negatif diletakkan pada masing-masing

ujung aparat elektroforesis gel.

3. Uji Kuantitatif dengan spektrofotometri

Prinsip : Penentuan kadar DNA berdasarkan

penyerapan energi pada panjang gelombang

tertentu.

DNA memiliki nilai absorbansi maksimal pada

panjang gelombang 260 nm (λ 260 nm)

sedangkan protein memiliki absorbansi maksimal

pada panjang gelombang 280 nm (λ 280 nm).

Analisis RNA1. Uji kualitatif dengan metode northern blot

Prinsip: Hibridisasi RNA dengan probe

2. Uji kuantitatif dengan spektrofotometri

TerimaKasih