FUNGSI ASAM NUKLEAT(Nadifa Ismaningtyas / 1406574812)

ABSTRAKAsam nukleat merupakan biomolekul yang berperan penting bagi makhluk hidup. Asam

nukleat mengandung informasi genetik, sehin gga berperan dalam penurunan sifat-sifat genetik dan juga sintesis protein. DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid) merupakan bagian dari asam nukleat. DNA dan RNA memiiki fungsi masing-masing dan berperan penting dalam sintesis protein dalam tubuh.

KATA KUNCIDNA, Deoxyribonucleic Acid, RNA, Ribonucleic Acid, Non-Genetik, Genetik, mRNA, tRNA,

rRNA, miRNA, siRNA, snoRNA, snRNA, xistRNA, RNAP, hnRNA, ncRNA, RNA Switches, Catalytic RNA, RNAi, smyRNA, gRNA.

PEMBAHASAN1. DNA

DNA, Deoxyribose Nucleic Acid adalah asam nukleotida, biasanya dalam bentuk heliks ganda yang mengandung instruksi genetik yang menentukan perkembangan biologis dari seluruh bentuk kehidupan sel. Pada sel prokariotik, DNA letaknya tidak terpisah dari komponen sel yang lain. Namun pada sel eukariotik, DNA berlokasi di dalam nukleus dan terpisah dari komponen sel lain berbatasan dengan selaput inti. DNA seringkali dirujuk sebagai molekul hereditas karena ia bertanggung jawab dalam penurunan sifat genetika dari kebanyakan ciri yang diwariskan. DNA adalah material genetik yang organisme warisi dari orang tua mereka. Beberapa fungsi penting dari DNA antara lain:

a. Menyimpan materi genetik yang diwariskan organisme dari orangtuaDNA bertindak sebagai bahan genetika untuk semua sel prokariotik maupun

eukariotik. DNA sebagai bentuk kimiawi gen merupakan pembawa informasi genetik makhluk hidup. DNA membawa instruksi bagi pembentukan cirri dan sifat makhluk hidup. Karena DNA mengandung semua informasi sifat makhluk hidup, maka DNA juga harus memiliki informasi untuk bisa melakukan replikasi. Replikasi DNA memberikan jalan bagi DNA untuk diwariskan dari satu sel ke sel lainnya. Gen-gen membawa informasi untuk membentuk protein tertentu. Proses ini terjadi melalui mekanisme sintesis protein, yaitu proses pembentukan protein melalui proses transkripsi DNA menjadi RNA dan translasi RNA membentuk rantai polipeptida.

Data atau materi genetik tersebut umumnya terdapat secara alamiah dalam struktur heliks ganda yang memberikan stabilitas selular bagi biomolekul yang membawa informasi genetika dari suatu organism. Pada suatu molekul DNA, hanya ada satu dari dua untaian komplemeter suatu gen mengandung informasi genetika,

namun kandungan informasi dari berbagai gen tidak selalu terletak pada untaian yang sama.

b. AutokatalisDNA sebagai pembawa informasi genetik dapat berfungsi sebagai heterokatalis,

yang artinya adalah DNA dapat melakukan sintesis pada molekul lainnya, seperti membentuk RNA. DNA juga dapat berfungsi sebagai autokatalitik, yaitu DNA mampu membentuk dirinya sendiri yang dilakukan melalui replikasi, pengkopian rangkaian molekul bahan genetik sehingga dihasilkan molekul anakan yang sangat identik.

c. Mengontrol sintesis protein melalui RNADNA memiliki fungsi lainnya yaitu sebuah molekul yang melakukan sintesis

protein. Sintesis protein adalah suatu proses penyusunan senyawa protein dengan membentuk rangkaian rantai polipeptida. Sintesis protein ini terjadi di dalam ribosom dan pengaturan sintesis protein ini dilakukan oleh DNA pada inti sel. Ketika DNA menjalankan fungsinya, yaitu menyusun protein, sangat dipengaruhi oleh susunan sel serta gen-gen lain yang berada dalam lingkungannya.

DNA menentukan urutan asam amino pada setiap protein yang akan disintesis. Secara garis besar, sintesis protein dilakukan melalui dua tahap yaitu tahap transkripsi dan tahap translasi. Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA menjadi molekul RNA. Sementara translasi adalah proses penerjemah urutan nukleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi serangkaian asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein

d. Mengontrol aktivitas hidup organismeDNA pada sel terletak pada inti sel, dan DNA ada pada semua jenis sel, baik

eukariotik maupun prokariotik. Seperti yang telah diketahui secara umum, inti sel memiliki fungsi mengontrol aktivitas pada sel itu sendiri. DNA memberikan pola cetakan untuk protein dan enzim yang secara langsung dapat mengontrol perkembangan, proses biokimia, anatomi, fisiologi, dan tingkah laku dari organism tersebut. Inti sel adalah organel yang bisa ditemukan pada sel eukariotik.

Sedangkan, fungsi DNA berdasarkan jenisnya yaitu:

a. DNA MitokondriaDNA mitokondria memiliki fungsi untuk mengkode enzim dan beberapa protein

yang diperlukan untuk aktivitas mitokondria yaitu respirasi sel.

b. DNA NukleusDNA Nukleus memiliki fungsi sebagai pembawa kode untuk protein melalui

proses transkripsi dan translasi.

c. DNA KloroplasPada DNA Kloroplas, DNA tersebut memiliki fungsi untuk mengode enzim dan

beberapa protein yang diperlukan untuk reaksi terang pada proses anabolisme

d. DNA PlasmidpDNA atau Plasmid DNA, memiliki bentuk lingkaran kecil yang dapat bereplikasi

sendiri yang terdapat pada kromosom bakteri dan eukariotik uniseluler. Fungsi plasmid adalah memelihara sejumlah ciri-ciri yang stabil dari generasi ke generasi. Plasmid berfungsi sebagai vektor atau pemindah.

e. DNA PolimeraseDNA Ploimerase memiliki fungsi yakni untuk membaca untaian DNA yang utuh

sebagai template (cetakan) yang kemudian digunakan untuk menyintesis untaian DNA baru

f. DNA LigaseDNA Ligase memiliki peran untuk Menggabungkan fragmen yang terbentuk saat

proses replikasi, menyambungkan atau menghubungkan potongan-potongan DNA yang baru disintesis, dan berperan dalam proses reparasi DNA

2. RNASelain DNA, baik sel prokariotik maupun sel eukariotik mengandung RNA (Ribonucleic

acid) yang merupakan hasil sintesis atau tranksripsi dari DNA. Asam ribonukleat adalah satu dari tiga makromolekul utama (bersama dengan DNA dan protein) yang berperan penting dalam segala bentuk kehidupan. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida.

Fungsi asam ribonukleat adalah untuk mengkonversi informasi genetik dari gen ke dalam sekuens asam amino dari protein. Dalam beberapa virus, RNA berisi informasi genetik.

RNA dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu golongan genetik dan non-genetik. Pada RNA non-genetik, RNA dapat terbagi lagi menjadi beberapa RNA, misalnya mRNA, tRNA, rRNA, dll.

2.1. Non-GenetikBerikut merupakan beberapa jenis RNA Non-Genetik:

a. mRNAmRNA atau sering disebut Messenger RNA, memiliki fungsi untuk

membawa dan menyampaikan kode atau informasi genetik. Kode atau informasi ini merupakan urutan asam amino dari satu atau lebih polipeptida yang terdapat pada gen. mRNA berbentuk pita tunggal, terdapat di dalam nukelus dan dibuat oleh DNA dalam proses yang dinamakan transkripsi.

b. tRNAtRNA atau sering disebut juga sebagai Transfer RNA, merupakan molekul

adaptor yang berfungsi untuk membawa serta menerjemahkan urutan nukleotida dalam mRNA menjadi urutan asam amino dalam polipeptida. tRNA akan membawa asam amino dari sitoplasma ke ribosom, tempat di mana sintesis protein terjadi, dan antikodon akan mengenali kodon komplemennya.

c. rRNArRNA atau sering disebut dengan Ribosomal RNA, sesuai namanya berada

pada ribosom. bentuknya berupa pita tunggal dan tidak bercabang. Fungsi dari ribosomal RNA adalah sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah mRNA. rRNA juga berperan sebagai katalisator dalam proses sintesis mRNA.

d. miRNAmiRNA memiliki kepanjangan Micro RNA, merupakan RNA yang berukuran

kecil, yang memiliki panjang tepat 22 hingga 26 nukleotida. Adanya miRNA memiliki fungsi atau tujuan untuk pengaturan gen. miRNA bersifat seperti enzim yaitu mengatur reaksi kimia di dalam sel-sel. miRNA akan membentuk molekul kompleks dengan satu atau lebih protein dan selanjutnya akan mendegradasi mRNA yang menjadi target atau menghentikan translasinya. Peristiwa ini disebut sebagai peredaman gen atau genesilencing.

e. siRNAsiRNA atau Small Interfering RNA, sama seperti miRNA juga merupakan

RNA yang memiliki ukuran yang kecil. siRNA hanya memiliki panjang sekitar 21 hingga 25 nukleotida. siRNA ini juga memiliki fungsi untuk menginterferensi ekspresi gen dan melakukan sintesis gen yang memiliki fungsi. siRNA juga mendegradasi mRNA dan menjadikan struktur kromatinnya menjadi kompak.

f. snoRNAsnoRNA atau lebih dikenal dengan Small Nucleolar RNA terdapat pada

nukleus eukariotik maupun archaebacteria. snoRNA adalah molekul RNA yang membantu memodifikasi RNA lain (mayoritasnya adalah rRNA, tRNA, dan snRNA).

g. snRNAsnRNA atau Small Nuclear RNA, merupakan salah satu sub kategori RNA

yang memiliki fungsi pengaturan RNA. snRNA memiliki fungsi utama untuk melakukan proses pre-mRNA atau hnRNA di dalam nukleus. Selain itu snRNA juga berfungsi mengatur telomere, membantu dalam regulasi, membentuk snRNP, dan membantu dalam penyambungan RNA

h. xistRNAxistRNA mempunyai peran penting dalam proses penonaktifan kromosom

X yang juga melibatkan Xinactivation center, xist, dan tsix. Xinactivation center berada di dekat sentromer dan mengandung 7 kode gen protein dan 5 koden gen RNA yang belum ditranslasi. Xic ini nantinya akan menghasilkan gen xist dan tsix.

i. RNAPRNAP memiliki kepanjangan yaitu RNA Polimerase. Jenis RNA ini

merupakan salah satu jenis RNA Noncoding, ang terdapat di dalam sel prokariot. RNAP memiliki fungsi untuk mentranskip mRNA dari DNA.

j. hnRNAhnRNA atau lebih dikenal dengan Heterogeneus Nuclear RNA, merupakan

molekul RNA inti yang mempunyai ukuran sangat heterogen dan kompak. Molekul hnRNA kemudian akan diproses untuk menghasilkan mRNA. hnRNA ini sendiri merupakan hasil langsung dari transkripsi DNA yang dikenal dengan pre-mRNA. hnRNA dapat ditemukan pada sel eukariot.

k. ncRNAncRNA atau Non-coding RNA ini dikodekan oleh gen RNA yang juga

berasal dari mRNA intron. ncRNA ini meliputi tRNA dan rRNA yang tidak melakukan pengkodean untuk protein dan justru tetap menjadi RNA nukleotida.

l. RNA SwitchesRNA Switches biasanya dikenal dengan nama Riboswitches. Pengaturan

gen baik pada eukariotik dan prokariotik dipengaruhi oleh elemen pengaturan RNA, yaitu riboswitches. RNA switches merupakan sensor RNA yang mendeteksi dan merespons terhadap lingkungan atau metabolic, dan mempengaruhi ekspresi gen.

m. Catalytic RNARNA dengan aktivitas enzimatis (terutama katalitis) dan sering disebut

dengan ribozymes. RNA katalitik memiliki fungsi dalam replikasi, pemrosessan mRNA, dan splicing.

n. RNAiRNAi atau RNA Interference merupakan strategi pertahanan yang dimiliki

oleh tumbuhan dan invertebrata tingkat rendah untuk melawan infeksi virus dan kerusakan genomic akibat menyisipnya materi genetik asing. RNAi memiliki fungsi untuk menghambat ekspresi gen pada sekuens yang spesifik dengan cara memutuskan mRNA yang mempunyai sekuens pendek.

o. smyRNAsmY RNA merupakan RNA yang ditemukan filum nematode seperti cacing.

smY RNA memiliki fungsi untuk melakukan trans-splicing mRNA. Trans-splicing merupakan suatu proses dimana dua exon pada RNA berbeda disatukan menjadi satu. Berbeda dengan spilicing pada umumnya atau biasa disebut cis splicing yang menyatukan molekul RNA tunggal.

p. gRNARNA jenis ini hanya ditemukan pada kinetoplastid protista yang berfungsi

untuk mengubah atau melakukan editing pada RNA. Pada umumnya, RNA yang diubah merupakan mRNA di dalam mitokondria dimana guide RNA akan memandu proses penghapusan dan pemasukan / menyelipkan residu uridine.

2.2. GenetikRNA yang bersifat genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai

pembawa keterangan genetik. RNA genetik ini hanya bisa ditemukan pada makhluk hidup tertentu yang tidak mempunyai DNA, misalnya virus. Dalam hal ini maka fungsi dari RNA sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur aktivitas sel.

KESIMPULANAsam nukleat adalah molekul biologis yang memiliki peran penting untuk semua bentuk

kehidupan. Asam nukleat adalah senyawa organik besar ditemukan dalam kromosom sel-sel hidup dan virus. Mereka adalah asam kuat yang ditemukan dalam inti sel. Asam Nukleat dapat terbagi menjadi dua macam yaitu, DNA dan RNA. Bila nukleotida pada asam nukleat mengandung robose, maka akan membentuk asam ribonukleotida atau Ribnucleic acid (RNA), sementara bila nukleotida tersebut mengandung deoksiribosa maka asam nukleat yang terjadi adalah asam deoksiribonukleotida atau Deoxyribonucleic acid (DNA). Secara umum fungsi DNA adalah mengontrol aktivitas hidup organisme, mengontrol sintesis protein (melalui RNA), autokatalis, dan untuk menyimpan materi genetik yang diwariskan organisme dari orangtua. RNA memiliki beragam fungsi sesuai dengan jenisnya. Namun secara umum RNA memiliki fungsi pembawa informasi genetik, berperan dalam sintesis protein, katalis reaksi biokimia, pengaturan sel, dan pertahanan dari virus.

DAFTAR PUSTAKABryce, C.F.A. dan Pacini, D.. 1998. The Structure and Function of Nucleic Acids. UK: Holbrooks

Printers.

Clancy, Suzanne. 2008. RNA Functions. [ONLINE]: http://www.nature.com/scitable/topicpage/rna-functions-352. Diakses pada 14 April 2016.

Pelczar, M.J., E.C.S., Clan, 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi Jilid 2. Universitas Indonesia: Jakarta.