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
