MAKALAH KIMIA DASAR II

“ KONSEP BIOKIMIA – ASAM NUKLEAT”

DOSEN PEMBIMBING :

AFRIDA, S.Si., M.Si.

OLEH:

KELOMPOK 10

AHMAD JAWADI

ICE LELY TORITO S.

ILHAM GHAZALI

KHATARINA MELDAWATI

SITI FATIMAH JUFRI

YULIANA SIRAIT

VIVI PUTRI

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI

2011/2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu Wataala karena berkat rahmat,

petunjuk dan hidayah-Nyalah penulis dapat dan menyusun menyelesaikan makalah ini tepat

pada waktunya. Makalah ini berjudul “KONSEP BIOKIMIA- ASAM NUKLEAT”. Pokok

bahasan di dalam makalah ini menguraikan struktur molekul dan komponen asam nukleat,

termasuk macam-macam ikatan kimia yang menghubungkan komponen-komponen tersebut.

Makalah ini disusun bertujuan sebagai salah satu tugas mata kuliah Kimia Dasar II di semester

ini.

Dalam proses penyelesaian makalah ini, penulis banyak menemukan hambatan dan

tantangan, namun akhirnya dapat diatasi atas dorongan dan bimbingan dari semua pihak. Dalam

kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Dosen mata kuliah Kimia Dasar II

Afrida , S.Si., M.Si. yang memberikan kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyusun

makalah ini. Penulis juga berterima kasih kepada rekan-rekan yang ikut berperan dalam

menyelesaikan makalah ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penyusunan makalah ini masih banyak

terdapat kekurangan yang jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik

dan saran yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini. Akhirnya penulis

berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua yang telah membacanya.

Jambi, Juni 2012

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR ISI ii

BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………………………….. 1

1.1. Latar Belakang ……………………………………………………………….. 1

1.2. Rumusan Masalah ……………………………………………………………. 2

1.3. Tujuan Penulisan ……………………………………………………………... 2

1.4. Metode Penulisan …………………………………………………………….. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA …………………………………………………………. 3

2.1. Asam Nukleat ………………………………………………………………… 3

2.2. Nukleotida dan Nukleosida ………………………………………………….. 5

BAB III PEMBAHASAN 8

3.1. Struktur Molekul , Kompone-Komponen ,dan Ikatan Kimia

yang Terdapat di dalam Asam Nuklea ……………………………………. 8

3.2 Sifat-sifat Asam Nukleat ……………………………………………………. 10

3.2.1. Sifat-sifat Fisika-Kimia Asam Nukleat ………………………………... 10

3.2.2. Sifat-sifat Spektroskopik-Termal Asam Nukleat ……………………… 12

3.3. Jenis-jenis Asam Nukleat ………………………………………………….. 13

3.3.1. Struktur DNA dan RNA ………………………………………………. 13

3.3.2. Sintesis RNA dan DNA ……………………………………………….. 16

3.4 Fungsi Asam Nukleat ………………………………………………………….. 20

BAB IV PENUTUP ………………………………………………………………………... 22

4.1. KESIMPULAN ………………………………………………………………………… 22

4.2. SARAN ………………………………………………………………………………… 23

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 .Latar Be lakang

Asam nukleat merupakan suatu polinukleotida, yaitu polimer linier yang tersusun

darimonomer-monomer nukleotida yang berikatan melalui ikatan fosfodiester. Fungsi

utamaasam nukleat adalah sebagai tempat penyimpanan dan pemindahan informasi

genetik.Informasi ini diteruskan dari sel induk ke sel anak melalui proses replikasi. Sel memiliki

dua jenis asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (deoxyribonucleic acid  /DNA) dan asam

ribonukleat.

DNA ditemukan pada tahun 1869 oleh seorang dokter muda Friedrich Miescher yang

mempercayai bahwa rahasia kehidupan dapat diungkapkan melalui penelitian kimia pada sel-

sel.Sel yang dipilih oleh Friedrich adalah sel yang terdapat pada nanah untuk dipelajarinya dan ia

mendapatkan sel-sel tersebut dari bekas pembalut luka yang diperolehnya dari dari

ruang bedah.Sel-sel tersebut dilarutkannya dalam asam encer dan dengan cara ini diperoleh nya

intisel yang masih terikat pada sejumlah protein.Kemudian dengan menambahkan enzim

pemecah protein ia dapat memperoleh inti sel saja dan dengan cara dan dengan cara ekstraksi terhadap inti sel

ini ia memperoleh suatu zat yang larut dalam basa tetapi tidak larut dalam asam.Pada waktu itu

ia belum menentukan rumus kimia untuk untuk zat tersebut,sehingga ia menamakannya nuclein.

Sebenarnya apa yang ia peroleh dari ekstrak inti sel tersebut adalah campuran senyawa-

senyawa yang mengandung 30% DNA.Asam nukleat terdapat dalam semua sel dan memiliki peranan

yang sangat pentingdalam biosintesis protein.Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada

umumnya terikat pada protein yang mempunyai sifat basa,misalnya DNA dalam inti sel terikat

padahiston.Senyawa gabungan antara asam nukleat dengan protein ini disebut

nukleoprotein.Molekul asam nukleat merupakan suatu polimer seperti protein,tetapi yang

menjadi monomer  bukan asam amino ,melainkan nukleotida.

Asam nukleat juga merupakan makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul

tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik.Asamnukleat

merupakan biopolimer,dan monomer penyusunnya adalah nukleotida.Setiap nukleotida terdiri dari

tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik   (purin atau pirimidin), sebuah

gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat.Jenis asam nukleat dibedakan oleh  jenis gula yang terdapat

pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asamdeoksiribonukleat mengandung 2-

deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut

memiliki perbedaan:adenina, sitosina,dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA,

sedangkan timin dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.

1.2.Rumusan Masalah

1. Bagaimana struktur molekul dan komponen-komponen asam nukleat, termasuk macam-

macam ikatan kimia yang terdapat di dalamnya?

2. Apa sifat-sifat asam nukleat?

3. Apa saja jenis asam nukleat?

4. Apu fungsi asam nukleat?

1.3. Tujuan

1. Mengerti struktur molekul dan komponen-komponen asam nukleat, termasuk macam-

macam ikatan kimia yang terdapat di dalamnya.

2. Mengetahui sifat-sifat asam nukleat.

3. Mengetahui jenis- jenis asam nukleat.

4. Memahami fungsi asm nukleat.

1.4. Manfaat

Penulis berharap agar makalah ini dapat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari bagi

semua pembaca. Manfaat dari mempelajari makalah ini akan diperoleh gambaran mengenai

perubahan struktur yang terjadi pada asam nukleat yang dimanipulasi, dan juga mekanisme

manipulasi asam nukleat yang pada dasarnya berkaitan dengan sifat-sifat fisika-kimianya dan

dapat bermanfaat bagi kita dalam menambah ilmu pengetahuan dan wawasan

1.5. Metode Penulisan

Dalam penulisan makalah ini,penulis menggunakan metode pustaka. Metode pustaka

yaitu metode yang dilakukan dengan mempelajari dan mengumpulkan data dari pustaka yang

berhubungan dengan materi dari judul yang berkaitan, baik berupa buku maupun informasi di

internet.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Asam Nukleat

Asam Nukleat merupakan pengemban kode geneticdalam sistem kehidupan. Karena

informasi yang terkandungdalam asam-asam nukleat itu, suatu organismemampumembiosintesis

tipe protein yang berlainan (rambut,kulit, otot, enzim dan sebagainya) dan memproduksi

lebihbanyak organisme dari jenisnya sendiri. Asam nukleat merupakan suatu polimer yang terdiri

dari banyak molekul nukleotida (Syahona,2011).

Ada dua macam asam nukleat, yaitu DNA danRNA. DNA terutama dijumpai dalam inti

sel, asam inimerupakan pengemban kode geneticdan dapat mereproduksiatau mereplikasi dirinya

dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk reproduksi organisme itu, dalam sebagian

besarorganisme, DNA suatu sel mengarahkan sintesis molekul RNA. Satu tipe RNA yakni RNA

pesuruh (mRNA) meninggalkaninti sel dan mengarahkan biosintesis dari berbagai tipeprotein

dalam organisme itu sesuai dengan kode DNAnya.Asam nukleat juga merupakan makromolekul

pertamayang berhasil diisolasi dari dalam inti sel. Asam nukleat berbentuk rantai linier yang

merupakan gabungan monomernukleotida sebagai unit pembangunnya (Syahona,2011).

Asam Nukleat juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida.

Bila nukleotida mengandung ribose, maka asam nukleat yang terjadi adalah RNA (Ribnucleic

acid = asam ribonukleat) yang berguna dalam sintesis protein. Bila nukleotida mengandung

deoksiribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah DNA (Deoxyribonucleic acid = asam

deoksiribonukleat) yang merupakan bahan utama pementukan inti sel. Dalam asam nukleat

terdapat 4 basa nitrogen yang berbeda yaitu 2 purin dan 2 primidin. Baik dalm RNA maupun

DNA purin selalu adenine dan guanine. Dalam RNA primidin selalu sitosin dan urasil, dalam

DNA primidin selalu sitosin dan timin (Yuliamto dkk,2011).

Asam-asam nukleat terdapat pada jaringan tubuh sebagai nukleoprotein, yaitu gabungan

antara asam nukleat dengan protein. Untuk memperoleh asam nukleat dari jaringan-jaringan

tersebut, dapat dilakukan ekstraksi terhadap nukleoprotein terlebih dahulu menggunakan larutan

garam IM. Setelah nukleoprotein terlarut, dapat diuraikan atau dipecah menjadi protein-protein

dan asam nukleat dengan menambah asam-asam lemah atau alkali secara hati-hati, atau dengan

menambah NaCl hingga jenuh akan mengendapkan protein (Yuliamto dkk,2011)..

Cara lain untuk memisahkan asam nukleat dari protein ialah menggunakan enzim

pemecah protein, misal tripsin. Ekstraksi terhadap jaringan-jaringan dengan asam triklorasetat,

dapat pula memisahkan asam nukleat. Denaturasi protein dalam campuran dengan asam nukleat

itu dapat pula menyebabkan terjadinya denaturasi asam nukleat itu sendiri. Oleh karena asam

nukleat itumengandung pentosa, makabila dipanasi dengan asam sulfat akan terbentuk furfural.

Furfural ini akan memberikan warna merah dengan anilina asetat atau warna kuning dengan p-

bromfenilhidrazina. Apabila dipanasi dengan difenilamina dalam suasana asam, DNA akan

memberikan warna biru. Pada dasarnya reaksi-reaksi warna untuk ribosa dan deoksiribosa dapat

digunakan untuk keperluan identifikasi asam nukleat (Yuliamto dkk,2011).

Cara lain untuk memisahkan asam nukleat dari protein adalah menggunakan enzim

pemecah protein, misalnya tripsin.

.

(Syahona,2011).

2.2. Nukleotida dan Nukleosida

Asam nukleat merupakan polimer besar dengan ukuran yang bervariasi antara 25.000

/1.000.000 s/d 1milyar. Asam nukleat baik DNA maupun RNA tersusun dari monomer

nukleotida . Nukleotida tersusun dari gugus fosfat, basa nitrogen dan gula pentosa. Basa nitrogen

berasal dari kolompok purin dan pirimidin.Purin utama asam nukleat adalah adenin dan guanin,

sedangkan pirimidinnya adalah sitosin, timin danurasil. Nukleotida merupakan nukleosida yang

gugus gula pada posisi 5’-nya mengikat asam fosfat (gugus fosfat) dengan ikatan ester.

Nukleosida terdiri atas pentosa( deoksiribosa atau ribosa) yang mengikat suatu basa (derivat

purin atau pirimidin) melalui ikatan glikosida.Pentosa yang berasal dari DNA ialah deoksiribosa

dandari RNA ialah ribosa. Basa purin dan pirimidin yangberasal dari DNA ialah adenin, guanin,

sitosin dan timin.Sedangkan basa RNA terdiriatas adenin, guanin, sitosin danurasil

(Syahona,2011).

Dengan demikian nukleosida adalah penyusun nukleotida dan dapat diberi nama

trivial.Nukleotida terdiri dari purin atau primidin yaitu senyawa basa yang mengandung N, gula

pentose (ribosaatau deoksiribosa), dan fosfat. Kebanyakan nukleotida merupakan bahan

pembentuk asam nukleat. ADP(adenosine difosfat) dan ATP (adenosine trifosfat) adalah

modifikasi nukleotida tertentu yang penting dalam mobilisasi energy dalam sel. ATP dibuat dari

ADP melalui penambahan gugus fosfat yang berenergi tinggi.Nukleotida dalam spiral ganda

molekul asam nukleat terikat di antara dua basa tersebut tetapi ikatan itu hanya di antara adenine

dan timin (pada DNA) atau di antara adenine dan urasil (pada RNA) dan di antara guanine dan

sitosin (Syahona,2011).

Molekul nukleotida terdiri atas nukleosida yang mengikat asam fosfat. Molekul

nukleosida terdiri atas pentosa ( deoksiribosa atau ribose ) yang mengikat suatu basa (purin atau

pirimidin). Jadi apabila suatu nukleoprotein dihidrolisis sempurna akan dihasilkan protein, asam

fosfat, pentosa dan basa purin atau pirimidin. Rumus berikut ini akan memperjelas hasil

hidrolisis suatu nucleoprotein (Yuliamto dkk,2011).

Pentosa yang berasal dari DNA ialah deoksiribosa dan yang berasal dari RNA ialah

ribose. Adapun basa purin dan basa pirimidin yang berasal dari DNA ialah adenin,sitosin dan

timin. Dari RNA akan diperoleh adenin, guanin, sitosin dan urasil (Yuliamto dkk,2011).

Urasil terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk keto atau laktam dan bentuk enol atau

laktim.

Pada PH cairan tubuh, terutama urasil terdapat dalam entuk keto. Nukleosida terbentuk

dari basapurin atau pirimidin dengan ribose atau deoksiribosa. Basa purin atau pirimidin terikat

padapentosa oleh ikatan glikosidik, yaitu pada atom karbon nomor 1. Guanosin adalah suatu

nukleosida yang terbentuk dari guanin dengan ribosa. Pada pengikatan glikosidik ini sebuah

molekul air yang dihasilkan terjadi dari atom hidrogen pada atom N-9 dari basa purin dengan

gugus OH pada atom C-1 dari pentosa. Untuk basa pirimidin,gugus OH pada atom C-1

berikatandengan atom H pada atom N-1 (Yuliamto dkk,2011).

Pada umumnya nukleosida diberi nama sesuai dengan nama basa purin atau basa

pirimidin yang membentuknya. Beberapa nukleosida berikut ini ialah yang membentuk dari basa

purin atau dari basa pirimidin dengan ribosa ;

Adenin nukleosida atau Adenosin

Guanin nukleosida atau Guanosin

Urasil nukleosida atau Uridin

Timin nukleosida atau Timidin

Sitosin nukleosida atau Sitidin

(Yuliamto dkk,2011).

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Struktur Molekul , Kompone-Komponen ,dan Ikatan Kimia yang Terdapat di dalam

Asam Nukleat.

Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat

penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam

nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida

sebagai monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula

pentosa, dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa N).

Ada dua macam asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleic acid

(DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). Dilihat dari strukturnya, perbedaan di

antara kedua macam asam nukleat ini terutama terletak pada komponen gula pentosanya. Pada

RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami

kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula 2’-deoksiribosa .

Perbedaan struktur lainnya antara DNA dan RNA adalah pada basa N-nya. Basa N, baik

pada DNA maupun pada RNA, mempunyai struktur berupa cincin aromatik heterosiklik

(mengandung C dan N) dan dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu purin dan

pirimidin. Basa purin mempunyai dua buah cincin (bisiklik), sedangkan basa pirimidin hanya

mempunyai satu cincin (monosiklik). Pada DNA, dan juga RNA, purin terdiri atas adenin (A)

dan guanin (G). Akan tetapi, untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA dan RNA. Kalau pada

DNA basa pirimidin terdiri atas sitosin (C) dan timin (T), pada RNA tidak ada timin dan sebagai

gantinya terdapat urasil (U). Timin berbeda dengan urasil hanya karena adanya gugus metil pada

posisi nomor 5 sehingga timin dapat juga dikatakan sebagai 5-metilurasil.

Gambar : komponen-komponen asam nukleat(a.gugus fosfat , b.gula pentosa  ,dan c. basa N)

Di antara ketiga komponen monomer asam nukleat tersebut di atas, hanya basa N-lah yang

memungkinkan terjadinya variasi. Pada kenyataannya memang urutan (sekuens) basa N pada suatu

molekul asam nukleat merupakan penentu bagi spesifisitasnya. Dengan perkataan lain, identifikasi asam

nukleat dilakukan berdasarkan atas urutan basa N-nya sehingga secara skema kita bisa menggambarkan

suatu molekul asam nukleat hanya dengan menuliskan urutan basanya saja.

Penomoran posisi atom C pada cincin gula dilakukan menggunakan tanda aksen (1’, 2’, dan

seterusnya), sekedar untuk membedakannya dengan penomoran posisi pada cincin basa. Posisi 1’ pada

gula akan berikatan dengan posisi 9 (N-9) pada basa purin atau posisi 1 (N-1) pada basa pirimidin melalui

ikatan glikosidik atau glikosilik

Selain ikatan glikosidik yang menghubungkan gula pentosa dengan basa N, pada asam nukleat

terdapat pula ikatan kovalen melalui gugus fosfatyang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada

posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. Ikatan ini

dinamakan ikatan fosfodiester karena secara kimiagugus fosfat berada dalam bentuk diester.

Oleh karena ikatan fosfodiester menghubungkan gula pada suatu nukleotida dengan gula pada

nukleotida berikutnya, maka ikatan ini sekaligusmenghubungkan kedua nukleotida yang berurutan

tersebut. Dengan demikian,akan terbentuk suatu rantai polinukleotida yang masing-masing

nukleotidanyasatu sama lain dihubungkan oleh ikatan fosfodiester.

Kecuali yang berbentuk sirkuler, seperti halnya pada kromosom dan plasmid bakteri, rantai

polinukleotida memiliki dua ujung. Salah satuujungnya berupa gugus fosfat yang terikat pada posisi 5’

gula pentosa. Olehkarena itu, ujung ini dinamakan ujung P atau ujung 5’. Ujung yang lainnya berupa

gugus hidroksil yang terikat pada posisi 3’ gula pentosa sehinggaujung ini dinamakan ujung OH atau

ujung 3’. Adanya ujung-ujung tersebutmenjadikan rantai polinukleotida linier mempunyai arah tertentu.

Pada pH netral adanya gugus fosfat akan menyebabkan asam nukleat bermuatan negatif. Inilah

alasan pemberian nama ’asam’ kepada molekul polinukleotida meskipun di dalamnya juga terdapat

banyak basa N.Kenyataannya, asam nukleat memang merupakan anion asam kuat ataumerupakan polimer

yang sangat bermuatan negatif.

3.2 Sifat-sifat Asam Nukleat

3.2.1.Sifat-sifat Fisika-Kimia Asam Nukleat

Di bawah ini akan dibicarakan sekilas beberapa sifat fisika-kimia asam nukleat. Sifat-

sifat tersebut adalah stabilitas asam nukleat, pengaruh asam, pengaruh alkali, denaturasi kimia,

viskositas, dan kerapatan apung.

Stabilitas asam nukleat

Ketika kita melihat struktur tangga berpilin molekul DNA atau pun struktur sekunder RNA,

sepintas akan nampak bahwa struktur tersebut menjadi stabil akibat adanya ikatan hidrogen di

antara basa-basa yang berpasangan. Padahal, sebenarnya tidaklah demikian. Ikatan hidrogen di

antara pasangan-pasangan basa hanya akan sama kuatnya dengan ikatan hidrogen antara basa

dan molekul air apabila DNA berada dalam bentuk rantai tunggal. Jadi, ikatan hidrogen jelas

tidak berpengaruh terhadap stabilitas struktur asam nukleat, tetapi sekedar menentukan spesifitas

perpasangan basa. 

  Penentu stabilitas struktur asam nukleat terletak pada interaksi penempatan (stacking

interactions) antara pasangan-pasangan basa. Permukaan basa yang bersifat hidrofobik

menyebabkan molekul-molekul air dikeluarkan dari sela-sela perpasangan basa sehingga

perpasangan tersebut menjadi kuat. 

Pengaruh asam

Di dalam asam pekat dan suhu tinggi, misalnya HClO4 dengan suhu lebih dari 100ºC, asam

nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna menjadi komponen-komponennya. Namun, di

dalam asam mineral yang lebih encer, hanya ikatan glikosidik antara gula dan basa purin saja

yang putus sehingga asam nukleat dikatakan bersifat apurinik.

Pengaruh alkali

Pengaruh alkali terhadap asam nukleat mengakibatkan terjadinya perubahan status tautomerik

basa. Sebagai contoh, peningkatan pH akan menyebabkan perubahan struktur guanin dari bentuk

keto menjadi bentuk enolat karena molekul tersebut kehilangan sebuah proton. Selanjutnya,

perubahan ini akan menyebabkan terputusnya sejumlah ikatan hidrogen sehingga pada akhirnya

rantai ganda DNA mengalami denaturasi. Hal yang sama terjadi pula pada RNA. Bahkan pada

pH netral sekalipun, RNA jauh lebih rentan terhadap hidrolisis bila dibadingkan dengan DNA

karena adanya gugus OH pada atom C nomor 2 di dalam gula ribosanya.

Denaturasi kimia

Sejumlah bahan kimia diketahui dapat menyebabkan denaturasi asam nukleat pada pH netral.

Contoh yang paling dikenal adalah urea (CO(NH2)2) dan formamid (COHNH2). Pada konsentrasi

yang relatif tinggi, senyawa-senyawa tersebut dapat merusak ikatan hidrogen. Artinya, stabilitas

struktur sekunder asam nukleat menjadi berkurang dan rantai ganda mengalami denaturasi.

Viskositas

DNA kromosom dikatakan mempunyai nisbah aksial yang sangat tinggi karena diameternya

hanya sekitar 2 nm, tetapi panjangnya dapat mencapai beberapa sentimeter. Dengan demikian,

DNA tersebut berbentuk tipis memanjang. Selain itu, DNA merupakan molekul yang relatif kaku

sehingga larutan DNA akan mempunyai viskositas yang tinggi. Karena sifatnya itulah molekul

DNA menjadi sangat rentan terhadap fragmentasi fisik. Hal ini menimbulkan masalah tersendiri

ketika kita hendak melakukan isolasi DNA yang utuh.

Kerapatan apung

Analisis dan pemurnian DNA dapat dilakukan sesuai dengan kerapatan apung (bouyant density)-

nya. Di dalam larutan yang mengandung garam pekat dengan berat molekul tinggi, misalnya

sesium klorid (CsCl) 8M, DNA mempunyai kerapatan yang sama dengan larutan tersebut, yakni

sekitar 1,7 g/cm3.  Jika larutan ini disentrifugasi dengan kecepatan yang sangat tinggi, maka

garam CsCl yang pekat akan bermigrasi ke dasar tabung dengan membentuk gradien

kerapatan. Begitu juga, sampel DNA akan bermigrasi menuju posisi gradien yang sesuai

dengan kerapatannya. Teknik ini dikenal sebagai sentrifugasi seimbang dalam tingkat

kerapatan (equilibrium density gradient centrifugation) atau sentrifugasi isopiknik.

Oleh karena dengan teknik sentrifugasi tersebut pelet RNA akan berada di dasar tabung dan

protein akan mengapung, maka DNA dapat dimurnikan baik dari RNA maupun dari protein.

Selain itu, teknik tersebut juga berguna untuk keperluan analisis DNA karena kerapatan apung

DNA (ρ) merupakan fungsi linier bagi kandungan GC-nya.  Dalam hal ini,  ρ = 1,66 + 0,098%

(G + C).

3.2.2. Sifat-sifat Spektroskopik-Termal Asam Nukleat

Sifat spektroskopik-termal asam nukleat meliputi kemampuan absorpsi sinar UV,

hipokromisitas, penghitungan konsentrasi asam nukleat, penentuan kemurnian DNA, serta

denaturasi termal dan renaturasi asam nukleat. Masing-masing akan dibicarakan sekilas berikut

ini.

Absorpsi UV

Asam nukleat dapat mengabsorpsi sinar UV karena adanya basa nitrogen yang bersifat aromatik;

fosfat dan gula tidak memberikan kontribusi dalam absorpsi UV. Panjang gelombang untuk

absorpsi maksimum baik oleh DNA maupun RNA adalah  260 nm atau dikatakan λmaks = 260 nm.

Nilai ini jelas sangat berbeda dengan nilai untuk protein yang mempunyai λmaks = 280 nm.  Sifat-

sifat absorpsi asam nukleat dapat digunakan untuk deteksi, kuantifikasi, dan perkiraan

kemurniannya.

Hipokromisitas

Meskipun λmaks untuk DNA dan RNA konstan, ternyata ada perbedaan nilai yang bergantung

kepada lingkungan di sekitar basa berada. Dalam hal ini, absorbansi pada λ 260 nm (A260)

memperlihatkan variasi di antara basa-basa pada kondisi yang berbeda. Nilai tertinggi terlihat

pada nukleotida yang diisolasi, nilai sedang diperoleh pada molekul DNA rantai tunggal

(ssDNA) atau RNA, dan nilai terendah dijumpai pada DNA rantai ganda (dsDNA). Efek ini

disebabkan oleh pengikatan basa di dalam lingkungan hidrofobik. Istilah klasik untuk

menyatakan perbedaan nilai absorbansi tersebut adalah hipokromisitas. Molekul dsDNA

dikatakan relatif hipokromik (kurang berwarna) bila dibandingkan dengan ssDNA. Sebaliknya,

ssDNA dikatakan hiperkromik terhadap dsDNA.

3.3. Jenis-jenis Asam Nukleat

Asam nukleat dalam sel ada dua jenis yaitu DNA (deoxyribonucleic acid ) atau asam

deoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat. Baik DNA maupun RNA

berupa anion dan pada umumnya terikat oleh protein dan bersifat basa. Misalnya DNA dalam

inti sel terikat pada histon. Senyawa gabungan antara protein danasam nukleat disebut

nucleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan polimer sepertiprotein tetapi unit penyusunnya

adalah nukleotida. Salah satu contoh nukleutida asam nukleat bebas adalah ATP yang berfungsi

sebagai pembawa energy.

3.3.1. Struktur DNA dan RNA

Asam nukleat biasanya tersusun atas DNA dan RNA yang terdiri dari monomer nukleotida,

dimana nukleotida ini biasanya tersusun atas gugus fosfat, basa nitrogen,dan gula pentosa serta

kelompok basa purin dan piridin seperti: adenine, guanine, sitosin, timin dan danurasil.

A. DNA (deoxyribonucleic acid)

Asam deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga membentuk rantai

polinukleotida yang panjang. Molekul DNA yang panjang ini terbentuk oleh ini adalah polimer

yang terdiri atas molekul-molekul ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada

molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Secara kimia DNA mengandung

karakteri/sifat sebagai berikut:

1. Memiliki gugus gula deoksiribosa.

2. Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).

3. Memiliki rantai heliks ganda anti parallel

4. Kandungan basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan spesifik satu

dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin (G±C), dan adenidan adenin berpasangan

dengan timin (A - T), sehingga jumlah guanin selalu sama dengan jumlah sitosin. Demikian pula

adenin dan timin.

B. RNA (Ribonukleat acid)

Asam ribonukleat adalah salah satu polimer yang terdiri atas molekul- molekul

ribonukleotida. Seperti DNA, asam ribonukleat ini terbentuk oleh adanya ikatan antara atom C

nomer 3 dengan atom C nomer 5 pada molekul ribose dengan perantaraan gugus fosfat. Dibawah

ini adalah gambar struktur sebagian dari molekul RNA :

Meskipun banyak persamaannta dengan DNA , RNA mempunyai beberapa perbedaan dengan

DNA yaitu :

1. Bagian pentosa RNA adalah ribosa, sedangkan bagian pentosa DNA adalah deoksiribosa.

2. Bentuk molekul DNA adalah heliks ganda. Bentuk molekul RNA bukan heliks ganda, tetapi

berupa rantai tunggal yang terlipat sehingga menyerupai rantai ganda.

3. RNA mengandung basa Adenin, Guanin dan Sitosin seperti DNA , tetapi tidak mengandung

Timin. Sebagai gantinya, RNA mengandung Urasil. Dengan demikian bagian basa pirimidin

RNA berbeda dengan bagian basa pirimidin

4. Jumlah Guanin adalah molekul RNA tidak perlu sama dengan Sitosin, demikian pula jumlah

adenin tidak harus sama dengan Urasil.

Ada 3 macam RNA, yaitu tRNA (transfer RNA), mRNA (messenger RNA) dan rRNA

(ribosomal RNA). Ketiga macam RNA ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda,tetapi

ketiganya secara bersama-sama mempunyai peranan penting dalam sintesis

3.3.2. Sintesis RNA dan DNA

A.Sintesis DNA

Sintesis DNA disini dimaksud adalah replikasi DNA yaitu proses perbanyakan bahan genetic.

Pengkopian rangkaian molekul bahan genetik( DNA atau RNA) sehingga dihasilkan molekul

anakan yang sangat identik.

Model replikasi DNA secara semikonservatif menunjukkan bahwa DNA anakan terdiri atas

pasangan untaian DNA induk dan untaian DNA hasil sintesis baru.

Model ini memberikan gambaran bahwa untaian DNA induk berperanan sebagai cetakan

(template) bagi pembentukan untaian DNA baru. Model ini memberikan gambaran bahwa

untaian DNA induk berperanan sebagai cetakan (template) bagi pembentukan untaian DNA baru.

Komponen utama Replikasi, adalah sebagai berikut :

1. DNA cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang akan direplikasi.

2. Molekul Deoksiribonukleotida yaitu dATP,dTTP, dCTP, dan dGTp.

Deoksiribonukleotida terdiri atas tiga komponen yaitu: (i) basa purin atau pirimidin,

(ii) gula 5-karbon( deoksiribosa) dan (iii) gugus fosfat.

3. Enzim DNA polimerase, yaitu enzim utama yang mengkatalisi proses polimerisasi nukleotida

menjadi untaian DNA.

4. Enzim primase, yaitu enzim yang mengkatalisis sintesis primer untuk memulai replikasi DNA.

5. Enzim pembuka ikatan untaian DNA induk, yaitu enzim helikase dan enzim lain yang

membantu proses tersebut yaitu enzim girase.

6. Molekul protein yang menstabilkan untaian DNA yang sudah terbuka,yaitu protein SSB

(single strand binding protein).

7. Enzim DNA ligase, yaitu suatu enzim yang berfungsi untuk menyambung fragmen-fragmen

DNA.

Meknisme dasar replikasi, adalah sebagai berikut :

1. Denaturasi (pemisahan) untaian DNA induk,

2. Peng-"awal"-an( initiation, inisiasi) sintesis DNA.

3. Pemanjangan untaian DNA,

4. Ligasi fragmen-fragmen DNA, dan

5. Peng-"akhir"-an (termination, terminasi) sintesis DNA.

Sintesis untaian DNA yang baru akan dimulai segera setelah kedua untaian DNA induk

terpisah membentuk garpu replikasi Pemisahan kedua untaian DNA induk dilakukan oleh enzim

DNA helikase. Sintesis DNA berlangsung dengan orientasi 5'-P → 3'-OH. Oleh karena ada dua

untaian DNA cetakan yang orientasinya berlawanan, maka sintesis kedua untaian DNA baru juga

berlangsung dengan arah geometris yang berlawanan namun semuanya tetap dengan orientasi 5'

→ 3'.

Sintesis untaian DNA baru yang searah dengan pembukaan garpu replikasi dapat

berlangsung tanpa terputus (sintesis secara kontinu). Untaian DNA yang disintesis secara kontinu

semacam ini disebut sebagai untaian DNA awal (leading strand). Sintesis untaian DNA baru

yang searah dengan pembukaan garpu replikasi dapat berlangsung tanpa terputus (sintesis secara

kontinu). Untaian DNA yang disintesis secara kontinu semacam ini disebut sebagai untaian DNA

awal (leading strand).

Pada

untaian DNA awal,

polimerisasi DNA berlangsung secara kontinu sehingga molekul DNA baru yang disintesis

merupakan satu unit. Pada untaian DNA awal, polimerisasi DNA berlangsung secara kontinu

sehingga molekul DNA baru yang disintesis merupakan satu unit. Fragmen-fragmen DNA

pendek yang disintesis tersebut disebut fragmen Okazaki, karena fenomena sintesis DNA secara

diskontinun tersebut pertama kali iungkapkan oleh Reiji Okazaki pada tahun 1968.

B.Sintesis RNA

Sintesis RNA biasanya dikatalisis oleh enzim DNA-RNA polimerase-menggunakan sebagai

template, sebuah proses yang dikenal sebagai transkripsi. Inisiasi transkripsi dimulai dengan

pengikatan enzim ke urutan promotor dalam DNA (biasanya ditemukan "upstream" dari gen).

DNA helix ganda dibatalkan oleh aktivitas helikase enzim. Enzim kemudian berlanjut sepanjang

untai template dalam arah 3 'to 5', mensintesiskan molekul RNA komplementer dengan elongasi

terjadi di 5 'ke 3' arah. Urutan DNA juga menentukan dimana berakhirnya sintesis RNA akan

terjadi. RNA sering dimodifikasi oleh enzim setelah transkripsi. Misalnya, poli dan topi 5

'ditambahkan ke mRNA eukariotik intron pra-dan dikeluarkan oleh spliceosome.

Ada juga sejumlah polimerase RNA RNA-tergantung yang menggunakan RNA sebagai template

mereka untuk sintesis untai baru RNA. Sebagai contoh, sejumlah virus RNA (seperti virus polio)

menggunakan jenis enzim untuk mereplikasi materi genetic mereka. Juga, RNA-dependent RNA

polimerase merupakan bagian dari jalur interferensi RNA di banyak organisme.

Transkripsi merupakan sintesis RNA dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense,

sedangkan rantai komplemennya disebut rantai antisense.Rentangan DNA yang ditranskripsi

menjadi molekul RNA disebut unit transkripsi.Informasi dari DNA untuk sintesis protein dibawa

oleh mRNA. RNA dihasilkan dari aktifitas enzim RNA polimerase. Enzim polimerasi membuka

pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkaikan nukleotida RNA. Enzim RNA

polymerase merangkai nukleotida-nukleotida RNA dari arah 5’ke 3’, saat terjadi perpasangan

basa di sepanjang cetakan DNA. Urutan nukleotida spesifik di sepanjang cetakan DNA.Urutan

nukleotida spesifik di sepanjang DNA menandai dimana transkripsi suatu gen dimulai dan

diakhiri.

Transkripsi terdiri dari 3 tahap yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), terminasi

(pengakhiran) rantai mRNA.

1. Inisiasi

Daerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.

2. Elongasi

Saat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA membuka pilinan heliks ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNA-nya.

3. Terminasi

Transkripsi berlangsung sampai RNA polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai sinyal terminasi yang sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi yaitu, polimerase mencapai titik terminasi sambil melepas RNA dan DNA.Sebaliknya, pada sel eukariotik polimerase terus melewati sinyal terminasi,suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA. Pada titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong hingga terlepas dari enzim tersebut.

3.4 Fungsi Asam 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.

Asam nukleat merupakan molekul raksasa yang memiliki fungsi khusus yaitu,

menyimpan informasi genetik dan menerunkannya kepada keturunanya. Susunan asam nukleat

yang menentukan apakah mahluk itu menjadi hewan , tumbuhan, maupun manusia. Begitu pula

susunan dalam sel, apakah sel itu menjadi sel otot maupun sel darah.

Beberapa fungsi penting asam nukleat adalah menyimpan, menstransmisi, dan

mentranslasi informasi genetik; metabolisme antara(intermediary metabolism) dan reaksi-reaksi

informasi energi; koenzim pembawa energi; koenzim pemindah asam asetat, zat gula, senyawa

amino dan biomolekul lainnya; koenzim reaksi oksidasi reduksi.

BAB IV

PENUTUP

4.1.KESIMPULAN

Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat

penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnyatersimpan informasi genetik. Asam

nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida

sebagaimonomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugusfosfat, gula

pentosa, dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa N).

Ada dua macam asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleic

acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). Dilihat dari strukturnya,

perbedaan di antara kedua macam asamnukleat ini terutama terletak pada komponen gula

pentosanya. Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya

mengalamikehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula 2’-

deoksiribosa

Ada beberapa sifat fisika-kimia asam nukleat adalah stabilitas asam nukleat, pengaruh

asam, pengaruh alkali, denaturasi kimia, viskositas, dan kerapatan apung.Sifat spektroskopik-

termal asam nukleat meliputi kemampuan absorpsi sinar UV, hipokromisitas, penghitungan

konsentrasi asam nukleat, penentuan kemurnian DNA, serta denaturasi termal dan renaturasi

asam nukleat.

Asam nukleat merupakan molekul raksasa yang memiliki fungsi khusus yaitu,

menyimpan informasi genetik dan menerunkannya kepada keturunanya. Beberapa fungsi penting

asam nukleat adalah menyimpan, menstransmisi, dan mentranslasi informasi genetik;

metabolisme antara(intermediary metabolism) dan reaksi-reaksi informasi energi; koenzim

pembawa energi; koenzim pemindah asam asetat, zat gula, senyawa amino dan biomolekul

lainnya; koenzim reaksi oksidasi reduksi.

4.2.Saran

Dengan adanya makalah ini penulis harapkan para pembaca dapat mengetahui lebih

banyak lagi tentang Asam Nukleat guna menambah wawasan untuk pembelajaran.

DAFTAR PUSTAKA

Syahona,Putri Abdian. 2011. ASAM NUKLEAT DAN NUKLEOTIDA .SUMEDANG :

FAKULTAS PETERNAKAN UNIVERSITAS PADJADJARAN

Yulianto, Rahmawan dkk. 2011. ASAM NUKLEAT (NUCLEIC ACID). MALANG :

AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA

Utama, Rio Fabian . 2011. Struktur & Fungsi Asam Nukleat. MALANG : FAKULTAS

PETERNAKAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA.

http://ml.scribd.com/doc/71030332/pendauluan-isi

http://ml.scribd.com/musrinsalila/d/25523953-ASAM-NUKLEAT

http://www.scribd.com/doc/40163437/BAB-I-ASAM-NUKLEAT

http://biomol.wordpress.com/bahan-ajar/asam-nukleat/

https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:2FnXeEOsBvYJ:blog.ub.ac.id/sonianeh/files/

2011/12/MAKALAH-BIOKIMIA-ASAM-NUKLEAT.