Kevin s Sembiring - Struktur Asam Nukleat

  • Published on
    19-Oct-2015

  • View
    39

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

Struktur Asam NukleatOleh Kevin S. Sembiring, Teknik Kimia (1206244075)

AbstrakAsam nukleat termasuk dalam makromolekul dengan monomer mononukleotida yang terdapat pada semua makhluk hidup. Asam nukleat juga dinamakan polinukleotida karena tersusun dari polimer nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas tiga komponen utama, yaitu basa nitrogen, gugus posfat, dan gula pentosa. Asam nukleat terbagi menjadi dua jenis, yaitu DNA(deoxyribonucleid acid) dan RNA(ribonucleid acid). Perbedaan struktur yang menonjol dari kedua jenis asam nukleat ini terdapat pada komponen gula pentosanya. Perbedaan lainnya terdapat pada basa N-nya. Basa N pada DNA dan RNA memiliki struktur cincin aromatik heterosiklik (mengandung C dan N) yang dikelompokkan menjadi dua, yaitu basa purin dan pirimidin. Pada basa purin terdpat dua cincin, sedangkan pada pirimidin hanya terdapat cincin tunggal. DNA dan RNA memiliki basa purin yang sama, yaitu adenin dan guanin, namun memiliki perbedaan pada basa pirimidinnya. Pada DNA, basa pirimidin penyusunnya adalah sitosin dan guanin, sedangkan pada RNA, basa pirimidin penyusunnya adalah sitosin dan urasil.

Key words : Asam Nukleat, RNA, DNA, Ikatan, Gugus, Basa Nitrogen

Asam NukleatAsam nukleat adalah makromolekul yang sering juga dinamakn polinukleotida, karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya. Setiap nukleotida terdapat tiga struktur, yaitu basa nitrogen, gugus posfat, dan gugus gula. Apabila ketiga gugus tersebut berikatan akan membentuk nukleotida, sedangkan apabila gugus basa nitrogen dan gugus gula saja akan membentuk nukleosida.

(a) (b)Gambar 1. (a) Nukleotida. (b)Nukleosida

1. Basa Nitrogen Terdapat dua jenis nasa nitrogen, yaitu purin dan pirimidin. Basa purin adenin dan guanin terdapat dalam DNA dan RNA. Basa pirimidin pada DNA, yaitu timin dan sitosin, sedangkan pada RNA, yait urasil dan sitosin. A. Adenin (A) Adenin adalah molekul organik yang dapat ditemukan dalam DNA, RNA, dan adenosine trifosfat, atau yang lebih umum dikenal sebagai ATP. Memiliki cincin 6 anggota yang membentuk ikatan dengan 5 anggota cincin pirimidin. Dalam DNA, ikatan yang terjadi antara adenin dengan timin membentuk struktur akrab yang disebut double helix.B. Guanin (G) Guanin adalah basa purin yang ditemukan dalam RNA dan DNA yang berikatan dengan sitosin membentuk ribonukleosida disebut deoksiribosa dan kemudian membentuk deoxyguanosine. Senyawa tersebut dapat ditemukan pada struktur membran sitoplasma.C. Sitosin (C) Sitosin adalah basa nitrogen berbentuk piramida yang berikatan dengan guanin dalam DNA dan RNA sebagai nukleotida dan berfungsi sebagai bagian dari kode genetik.D. Timin (T) Timin adalah basa pirimidin yang dapat ditemukan dalam DNA yang berikatan dengan adenin. Ketika berkombinasi dengan deoksiribosa akan terbentuk thymadine nukleosida, yang terlibat dalam transfer serta preservasi informasi genetik. Timin juga dapat berikatan dengan senyawa posfat menjadi monofosfat, difosfat, atau trifosfat.Purin dan pirimidin berikatan dengan deoksiribosa membentuk nukleosida atau deoksiribonukleosida. Basa nitrogen yang terdapat dalam DNA memiliki jumlah yang tidak sama, namun jumlah adenin(A) dan timin(T) sama, begitu pula dengan jumlah guanin(G) dan sitosin(C). Persamaan jumlah ini sesuai dengan ketentuan Chargaff, yaitu adenin(A) akan berpasangan dengan timin(T) membentuk dua ikatan hidrogen, sedangkan sitosin(C) berpasangan dengan guanin(G) membentuk tiga ikatan hidrogen.

Gambar 2. Basa purin

Gambar 3. Basa Pirimidin2. Gugus PosfatGugus posfat merupakan gugus yang dapat menentukan sifat keasaman pada asam nukleat. Pada pH netral, adanya gugus posfat yang berikatan menyebabkan asam nukleat bermuatan negatif karena gugus tersebut mudah untuk melepaskan protonnya. Pada asam nukeat juga terdapat ikatan kovalen yang menhubungkan gugus posfat dengan gugus hidroksil (OH) pada C5 dan C3 gula pentosa nukleotida selanjutnya. Ikatan inilah yang dinamakan ikatan fosfodiester.

Gambar 4. Gugus posfat

3. Gula pentosaAsam nukleat juga tersusun atas ribosa (b-D-furanosa), yaitu gula pentosa(jumlah karbon lima). Gula ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen disebut nukleosida, dan apabila berikatan lagi dengan satu atau lebih gugus posfat, disebut nukleotida.

Gambar 5. Struktur aldehid dan beta-Furanose

Ikatan FosfodiesterPada nukleotida yang berurutan pada DNA dan RNA dihubungkan dengan ikatan kovalen melalui gugus posfat di mana gugu posfat yang bernomor 5 pada satu nukleotida bergabung dengan gugus hidroksil 3 pada nukleotida selanjutnya membentuk ikatan posfodiester.

Gambar 6. Ikatan Fosfodiester pada DNA dan RNA

DNA(deoxyribonucleid acid) DNA adalah makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang, tersusun rangkap dan membentuk DNA helix ganda dan berpilin. DNA tersusun oleh nukleotida yang terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu gugus gula, gugus posfat, dan basa nitrogen.

Gambar 7. (a) Gambaran Shematic, bentuk dari helix. (b) Gambaran batang, menunjukkan struktur dan kumpulan basa. (c) Model space-fillingDNA tersusun atas basa purin, yaitu timin dan adenin yang dihubungkan dengan dua ikatan hidrogen, dan basa pirimidin, yaitu guanin dan sitosin yang dihubungkan dengan tiga ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen antara guanin dan sitosin lebih banyak mengakibatkan ikatan G-C akan lebih sulit mengalami denaturasi dibandingkan dengan ikatan A-T.

Gambar 8. Ikatan A-T dan G-C

Struktur DNA terdiri dari 2 utas polinukleotida yang saling melingkar membentuk heliks ganda dengan arah putar ke kanan. Dilihat dari strukturnya, DNA terbagi atas tiga bentuk yang berbeda, yaitu A-DNA, B-DNA, dan Z-DNA. Pada ketiga tampilan DNA tersebut, kedua untai polinukleotida anti paralel tersebut dihubungkan berdasarkan prinsip pasangan basa Watson Crick.

Gambar 8. Struktur A-DNA, B-DNA, dan Z-DNA

Tabel 1. Perbandingan A-DNA, B-DNA, dan Z-DNAA-DNAB-DNAZ-DNA

Helical senseRight handedRight handedLeft handed

Diameter26 A 20 A18 A

Base pairs per helical turn1110.512

Helix rise per base pair2.6 A3.4 A3.7 A

Base tilt normal to the helix axis20o6o7o

Sugar pucker conformationC-3 endoC-2 endoC-2 endo for pyrimidines; C-3 endo for purines

Glycosyl bond conformationAntiAntiAnti fir pyrimidines; syn for purines

RNA (ribonucleid acid)RNA (ribonucleid acid) merupakan asam ribonukleat yang berfungsi sebagai tempat penyimpan dan pentransfer informasi genetik. RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim yang dapat mengkalis molekul RNA lainnya atau formasi RNAnya sendiri. Setiap RNA tersusun atas rantai tunggak polinukleotida. Setiap nukleotida tersebut tersusun atas tiga komponen utama, yaitu gugus posfat, basa nitrogen, dan gugus gula. Pada gugus nitrogen, purin dan pirimidin yang berikatan dengan ribosa akan membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida. Nukleosida yang berikatan dengan gugus fosfat disebut juga nukleotida.Tipe RNA terbagi atas tiga, yaitu mRNA (messenger RNA), tRNA (transfer RNA), dan rRNA (ribosomonal RNA). mRNA merupakan RNA yang membawa pesan atau kode genetik dari kromosom menuju ke ribosom. Kode-kode yang dibawa RNA tersebut kemudian akan dibuat menjadi cetakan untuk menentukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida. tRNA kemudian datang membawa asam amino yang sesuai dengan kode yang dibawa oleh mRNA. tRNA akan tergabung dengan mRNA sesuai dengan kode pasangan basa N-nya yang seharusnya. Kemudian, asam amino akan berjajar sesuai urutan dengan kode sehingga terbentuklah protein yang diharapkan..

\

Gambar 9. Struktur tiga dimensi dari RNA

Daftar PustakaKoolman J, Roehm KH. Color Atlas of Biochemistry. Stuttgart: Thieme; 2005.Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Harpers Illustrated Biochemistry 27th ed. Colombus: The McGraw-Hill Companies; 2006.Sutarno. Struktur Materi Genetik.http://sutarno.staff.uns.ac.id/files/2012/10/Genet-lanjut-3-materi-genetik-struktur.ppsx diakses pada tanggal 15 Februari 2014 pukul 13.15Sridianti. Mengenal Empat Jenis Basa Nitrogen.http://sridianti.com/mengenal-empat-jenis-basa-nitrogen.html diakses pada tanggal 15 Februari 2014 pukul 13.25Anonim. Asam Nukleat.http://fpk.unair.ac.id/webo/kuliah-pdf/ASAM%20NUKLEAT-6%20%5Bcompatibility%20Mode%5D.pdf diakses pada tanggal 15 Februari 2014 pukul 14.00