KATA PENGANTAR
Puji
syukur kami panjatkan kepada tuhan yang maha esa karna atas limpahan rahmatnya
kami mampu menyelesaikan makalah ini dangan tepat waktu, makalah ini berisi
tantang materi Struktur Asam Nukleat dan turunannya. Semoga makalah ini dapat berfaat
bagi kita semua.
Akhir
kata dari kami “tidak ada gading yang tak retak” demikian pula dengan makalah ini oleh karna
itu keritikan dan saran yang membangun tetap kami nantikan demi kesempurnaan makalah
ini. Terima kasih.
DAFTAR ISI
KATA
PENGANTAR......................................................................vii
DAFTAR
ISI
....................................................................................viii
BAB
I PENDAHULUAN
1.1.Latar belakang................................................................................4
1.2.Rumusan
masalah............................................................................5
1.3.Tujuan..............................................................................................6
BAB
11 PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Asam Nukleat................................................................7
2.2 Jenis-jenis
asam nukleat..................................................................8
2.3 Tingkatan
struktur asam nukleat.....................................................8
2.4 Struktur DNA
dan RNA................................................................13
2.5 Sintesis DNA
dan RNA.................................................................16
2.6 Kelainan
penyakit yang disebabkan DNA dan RNA....................19
2.7 Fungsi dan
peranan asam nukleat..................................................20
BAB 111 PENUTUP
3.1.Kesimpulan....................................................................................22
3.2
Saran..............................................................................................22
DAFTAR
PUSTAKA........................................................................23
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Asam nukleat merupakan
salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting dalam kehidupan
organisme karena di dalamnya terdapat informasi genetik. Mengapa dinamakan asam nukleat karena
keberadaan umumnya didalam inti sel (nukleus). Asam nukleat disebut jugapolinukleotida karena
tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya.
Setiap
nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa
N).Asam nukleat
terdiri dari Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam
ribonukleat (RNA).Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup
serta pada virus.
Pada tahun 1869 Friedrick Mescher ,
seorang muda bangsa Swiss yang belajar pada Hoppe-Seyler yang terkemuka di
Jerman , mengisolasi inti dari sel darah putih dan menemukan bahwa inti
mengandung suatu zat kaya fosfat yang sampai sekarang ini tidak diketahui yang
dinamakannya nuklein , dan pada tahun 1871 secara nubuat menulis :
Menurut saya tampaknya seluruh family
dari zat yang mengandung fosfor ini, agak sedikit berbeda satu sama lainnya,
akan timbul sebagai sekelompok zat nuklein , yang kemungkinan patut mendapat
pertimbangan yang sama dengan protein.
Ketika nuklein ditetapkan bersifat asam
, namanya diganti menjadi asam nukleat. Riset mengenai biomolekul ini pada
decade pertama dari abad ini menemukan bahwa asam nukleat, seperti protein
merupakan polimer. Unit monomerik dari suatu asam nukleat disebut nukleotida; jadi,
asam nukleat juga disebut polinukleotida.
Ada dua jenis asam nukleat yaitu DNA (
deoxyribonucleic acid ) atau asam
deoksiribonukleat dan RNA ( ribonucleic acid )
atau asam ribonukleat. DNA oleh seorang dokter muda Friedrich Miescher yang
mempercayai bahwa rahasia kehidupan dapat diungkapkan melalui penelitian kimia
pada sel-sel.
Penelitian berlanjut mengenai asam nukleat
menemukan bahwa unit nukleotida ini terkait satu sama lain melalui
ikatan fosfodiester membentuk struktur makromolekular , yang dalam kasus DNA,
dapat mempunyai berat molekul milyaran. Kedua jenis asam nukleat ditemukan pada
semua tumbuh-tumbuhan dan hewan. Virus juga mengandung asam nukleat; namun,
tidak seperti tumbuh-tumbuhan atau hewan, suatu virus memiliki RNA ataupun DNA,
tetapi tidak keduanya.
Walaupun kimiawi dari asam nukleat
diteliti secara serius setelah penemuannya, 75 tahun berlalu sebelum makna
biologi dari makro molekul ini disadari. Saran yang diajukan oleh Avery dan
rekan, pada tahun 1944, bahwa DNA adalah bahan genetika, merupakan peranan
biologi spesifik pertama yang diajukan untuk suatu asam nukleat. Mengenai RNA,
baru pada tahun 1957 ditetapkan suatu fungsi selular spesifik untuk asam
nukleat ini ( keterlibatan RNA dalam sintesis protein ). ( Namun, perlu
dicatat, bahwa RNA telah diidentifikasi lebih dini sebagai bahan genetika dari
sejumlah virus.) timbulnya biologi molecular menekankan keunggulan dari DNA
maupun RNA, yang beragam spesies selularnya memiliki peranan mencolok dalam
sintesis protein (ekspresi gen ).
1.2. Rumusan Masalah
1. Apa
pengertian dari Asam Nukleat ?
2. Apa-apa
saja jenis Asam Nukleat ?
3. Bagaimana
tingkatan struktur Asam Nukleat ?
4. Bagaimana
struktur DNA dan RNA ?
5. Bagaimana
sintesis RNA dan DNA ?
6. Apa-apa
saja kelainan penyakit yang disebabkan oleh DNA dan RNA ?
7. Apa
fungsi dan peranan Asam Nukleat ?
1.3. Tujuan Penulisan
1. Untuk
mengetahui pengertian dari Asam Nukleat
2. Untuk
mengetahui jenis Asam Nukleat
3. Untuk
mengetahui tingkatan struktur Asam Nukleat
4. Untuk
mengetahui struktur DNA dan RNA
5. Untuk
mengetahui sintesis RNA dan DNA
6. Untuk
mengetahui kelainan penyakit yang disebabkan oleh DNA dan RNA
7. Untuk
mengetahui fungsi dan peranan Asam Nukleat
BAB
II
2.1. Pengertian Asam Nukleat
Asam nukleat adalah biopolymer yang
berbobot molekul tinggi dengan unit monomernya mononukleotida. Asam nukleat
terdapat pada semua sel hidup dan bertugas untuk menyimpan dan mentransfer
genetic, kemudian menerjemahkan informasi ini secara tepat untuk mensintesis
protein yang khas bagi masing-masing sel. Asam nukleat, jika unit-unit
pembangunnya deoksiribonukleotida , disebut asam deoksiribonukleotida (DNA) dan
jika terdiri- dari unit-unit ribonukleaotida disebut asam ribonukleaotida
(RNA).
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 pirimidin selalu sitosin dan timin.
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. 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 itu mengandung
pentosa, maka bila 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.
2.2. 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 nukleotida asam
nukleat bebas adalah ATP yang berfungsi sebagai pembawa energy.
2.3. Tingkatan Struktur Asam
Nukleat
2.3.1. Gula Pentosa
Rangka utama untai DNA terdiri dari
gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA
adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus
gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom
karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya.
Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA
adalah ribosa.
DNA terdiri atas dua untai yang berpilin
membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi
rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai
lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai terdiri
dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi
dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA
disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada kedua untai
tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA
adalah adenina (dilambangkan A), sitosina (C,
dari cytosine), guanina (G), dan timina (T). Adenina
berikatan hidrogen dengan timina, sedangkan guanina berikatan dengan sitosina.
Segmen polipeptida dari DNA disebut gen, biasanya
merupakan molekul RNA.
Gula ribosa
Gula dalam asam nukleat adalah
jenis gula aldopentosa yakni Ribosa,,bisa dilihat struktur pada gambar.
struktur Hawort (siklik)nya menunjukkan posisi beta-Furanosa (beta untuk posisi
OH yang diatas, Furanosa untuk siklik dari 5 atom karbon).perhatikan untuk C2
nya, disitulah letak perbedaan dari tiap jenis asam nukleat (DNA & RNA).
untuk RNA sama seperti gambar tadi, namun untuk DNA agak sedikit berbeda,
dimana pada atom C2 nya kehilangan atom O nya sehingga yang ada hanya subtituen
H nya saja, itulah dinamakan gula DEOKSIribosa.
2.3.2. Basa Nitrogen
Basa nitrogen seperti yang kita tau
adalah Purin dan Pirimidin.
Basa Purin misalnya. berasal dari
senyawa heterosiklik yang terdiri dari 2 gabungan siklik (namanya bisiklik).
sedangkan Pirimidin juga termasuk dalam snyawa heterosiklik, namun pirimidin
ini berasal dari turunan Piridin yang ditambahkan 1 atom N (kalo piridin hanya
1 atom N nya). Purin punya turunan lagi, yakni Adenin dan guanin yang berbeda
dari strukurnya, begitu juga pirimidin yang terdiri dari timin, uracil, dan
sitosi.
Masing-masing basa purin dan
pirimidin akan saling berpasangan, seperti adenin akan selalu berpasangan
dengan timin pada DNA dan dengan Uracil pada RNA. sedangkan guanin
"setia"dengan sitosin baik di DNA maupun RNA.,hal ini karena mereka
sudah berjodoh satu sama lain, dalam hal ini masing-masing pasangan akan
saling membentuk kestabilan oleh adanya ikatan hidrogen yang menghubungkan
keduanya. dan juga sdh ada enzim2 tertentu yang bekerja pada masing2 jenis asam
nukleat, sehingga bila pasangannya "tertukar" enzim yang bekerja
secara otomatis akan berhenti. 3. Gugus fosfat Inilah yang menentukan sifat
asam pada asam nukleat
Kotak ungu pada gambar
menunjukan fosfat,pada keadaan netral, ia akan sangat mudah melepaskan
protonnya. makin mudah melepaskan protonnya, semakin asam. sehingga disebut
juga sebagai anion asam kuat. Gambar ikatannya
Fosfatnya, berikatan dengan atom C5 nya,
dan atom C3 dari nukleotida sebelumnya atau sesudahnya. ini disebut sebagai
ikatanfosfodiester, dimana ikatan ini menghubungkan nukleotida 1 dengan
lainnya. Nukleotida adalah unit molekul dari asam nukleat yang terdiri dari
fosfat, basa N, dan gula. nukleosida adalah unit molekul as. nukleat yang
terdiri dari gula dan basa N saja. untuk Basa N, pada Purin akan berikatan pada
atom N9 nya dengan atom C1 dari gula. sedangkan Pirimidin berikatan pada N1 nya
dengan atom C1 pada gula dengan membentuk ikatan N-glikosida
(nukleosida).gambarnya.
pada ujung atas, berakhir pada C5 dan
ujung bawah berakhir pada C3. Ini berguna dalam penulisan sekuensing asam
nukleat itulah disebut sebagai ujung 5'-3'. Merupakan struktur RNA karena hanya
terdiri dari 1 rantai saja, kalau yang rantai
ganda seperti DNA, berarti 2 rantai yang dihubungkan dengan
ikatan hidrogen.
Pasangan adenin timin hanya 2 rangkap
ikatan hidrogen, karena pada strukturnya tidak memungkinkan untuk
membentuk 3 rangkap seperti pasangan guanin sitosin. Dari jaraknya antara O dan
H apada pasangan adenin timin, sangat jauh. sehingga tidak memungkinkan adanya
interaksi.Dobel heliksnya.
Untaian yang saling melilit ini,
menyumbangkan kestabilan dan memperdekat jarak (rise) antara pasang2 basanya,
sehingga bisa menjadi utuh,untaian ganda ini juga disusun secara anti
paralel, pada rantai 1 dari 5'-3' dan rantai 2 dari 3'-5'.
2.3.3. Nukleotida dan Nukleosida
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 nukleoprotein.
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.
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-1berikatan dengan atom H pada atom N-1
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
Apabila pentose yang diikat oleh
deoksiribosa,maka nama nukleosida diberi tambahandeoksi di depanya.Sebagai
contoh “deoksiadinosin,deoksisitidin” dan sebagainya. Disamping lima jenis basa
purin atau basa pirimidin yang biasa terdapat pada asam nukleat, ada pula
beberapa basa purin dan basa pirimidin lain yang membentuk
nukleosida.Hipoksantin dengan ribosa akan membentuk hipoksantin nukleosida atau
inosin. DNA pada bakteri ternyata mengandung hidroksimetilsitosin.
Demikian pula tRNA (transfer RNA)
mengandung derivat metal basa purin atau basapirimidin, misalnya 6-N-dimetiladenin
atau 2-N dimetilguanin.
Dalam alam nukleosida terutama terdapat
dalam bentuk ester fosfat yang disebut nukleotida. Nukleotida terdapat sebagai
molekul bebas atau berikatan dengan sesama nukleotida membentuk asam
nukleat.Dalam molekul nukleotida gugus fosfat terikat oleh pentosa pada atom
C-5.
Beberapa nukleotida lain ialah sebagai
berikut :
Adenin nukleotida atau
Adenosinmonofosfat (AMP)(asam adenilat)
Guanin nukleotida atau
Guanosinmonofosfat (GMP)(asam guanilat)
Hipoksantin nukleosida atau Inosinmonofosfat
(IMP)(asam inosinat)
Urasil Nukleotida atau Uridinmonofosfat
(UMP) (asam uridilat)
Sitidin nukleotida atau
Sitidinmonofosfat (SMP)(asam sitidilat)
Timin nukleotida atau Timidinmonofosfat
(TMP)(asam timidilat)
Pentosa yang terdapat dalam molekul
nukleotida pada contoh diatas ialah ribosa. Apabila pentosanya deoksiribosa,
maka ditambah deoksi di depan nama nukleotida tersebut misalnya
deoksiadenosin-monofosfat atau disingkat dAMP.
Ada beberapa nukleotida yang mempunyai
gugus fosfat lebih dari 1 misalnya adenosintrifosfat dan uridintrifosfat, kedua
nukleotida ini mempunyai peranan penting dalam reaksi-reaksi kimia dalam tubuh.
Pada rumus molekul ATP dan UTP, ikatan
antara gugus-gugus fosfat diberi tanda yang khas. Pada proses hidrolisis ATP
akan melepaskan gugus fosfat dan terbentuk adenosindifosfat (ADP). Pada
hidrolis ini ternyata dibebaskan energy yang cukup besar yaitu 7.000 kal/mol
ATP.Oleh karena itu ikatan antara gugus fosfat dinamakan “ikatan berenergi
tinggi” dan diberi tanda ~ . Dalam tubuh,ATP dan UTP berfungsi
sebagai penyimpan energi yang diperoleh dariproses oksidasi senyawa-senyawa
dalam makanan kita untuk kemudian dibebaskan apabila energi tersebut
diperlukan.
2.4. Struktur DNA dan RNA
2.4.1. Deoxyribonucleid Acid ( DNA
)
Asam ini adalah polimer yang terdiri
atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga
membentuk rantai polinukleotida yang panjang. Molekul DNA yang panjang ini
terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul
deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat.
Secara kimia DNA mengandung
karakteristik/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.
5. Makromolekul
dengan Mr yang sangat besar.
6. Terdiri
dari mononukleotida utama : dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
7. Setiap
spesies/organisme mononukleotida utamanya mempunyai perbandingan, urutan dan
berat molekul (Mr) yang spesifik.
8. Pada
sel prokariotik (mengandung hanya satu kromosom) DNA nya merupakan makromolekul
tunggal dengan Mr = 2 x 109.
9. Pada
sel eukariotik (mengandung banyak kromosom) mempunyai banyak molekul DNA dengan
Mr yang sangat besar.
10. DNA
terutama terdapat dalam inti sel (DNA inti) bergabung dengan proteinhiston.
11. Juga
bisa terdapat pada sitoplasma (DNA sitoplasma), dalam mitokondria, dalam
khloroplas.
12. Pada
sel bakteri selain terdapat dalam inti sel juga bisa pada sel membran = mesosom
dan dalam sitoplasma di luar kromosom = plasmid/episom.
13. DNA
normal dari suatu spesies yang berbeda menunjukkan adanya keteraturan
(regularitas)
CHARGAFF’S RULES :
a. Komposisi
basa dari DNA suatu organisme adalah tetap pada semua sel nya dan mempunyai
karakteristik tertentu,
b. Komposisi
basa dari DNA bervariasi dari suatu organisme dengan organisme lainnya
dinyatakan dengan dissymmetry ratio : (A + T) / (G + C)
c. Komposisi
basa dari suatu spesies tidak berubah oleh umur, keadaan nutrisi, ataupun
lingkungan.
d. Jumlah
adenin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah timin (A = T).
e. Jumlah
guanin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah sitosin (G=C).
f. Jumlah
total basa purin dalam DNA suatu organism selalu sama dengan jumlah total basa
pirimidin : (A + G) = (T + C).
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 di bagian dalam.
2.4.2. Ribonukleat Acid ( RNA
)
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 :
1. Terdiri
dari rantai tunggal poliribonukleotida
2. Hampir
seluruhnya terdapat di sitoplasma, juga terdapat pada virus.
3. Rantai
tunggal Chargaff’s Rules tidak berlaku
4. Ada
3 macam : mRNA (messenger-RNA), rRNA (ribosomal-RNA), tRNA (transfer-RNA).
a. mRNA
√ basa nya : A, G, C dan U
√ disintesis dalam inti sel pada proses
transkripsi
√ pembawa informasi genetik dari
DNA untuk sintesis protein
√ Umurnya pendek mengalami
degradasi/resintesis
b. r
RNA
√ bagian terbanyak dari RNA dalam
sel (80%)
√ Merupakan 60% dari berat ribosom
√ Basa utamanya : A, G, C, U
c. tRNA
√ molekul yang kecil
√ basanya : A, G dan U yang
termetilasi.
√ jumlahnya hanya sedikit dari
total RNA dalam sel
√ mengangkut (transport) asam amino
spesifik ke ribosom untuk proses sintesis protein
2.4.3. Perbedaan DNA dan RNA
|
RNA
|
KOMPONEN
|
DNA
|
|
A,
Adenin
G,
Guanin
C,
Sitosin
U,
Urasil
Ribosa
Asam
Fosfat (H3PO4)
|
Basa
N Organik
Gula
Fosfat
|
A,
Adenin
G,
Guanin
C,
Sitosin
T,
Timin
Deoksiribosa
Asam
Fosfat (H3PO4
|
2.5. Sintesis RNA dan DNA
2.5.1. Sintesis RNA
Sintesis
RNA biasanya dikatalisis oleh enzim DNA-RNA polymerase 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 di mana 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.
.
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 DNAnya.
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.
2.5.2. Sintesis DNA
Sintesis DNA disini dimaksud adalah
replikasi DNA yaitu proses perbanyakan bahan genetic. Pengkopian rangkaian
molekul bahan genetic ( 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,yaituprotein
SSB (single strand binding protein).
7. Enzim
DNA ligase, yaitu suatu enzim yang berfungsi untuk menyambung fragmen fragmen
DNA.
Mekanisme
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. 3'.à 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' àSintesis DNA berlangsung dengan
orientasi 5' P
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 diskontinu tersebut pertama kali iungkapkan oleh
Reiji Okazaki pada tahun 1968.
2.6. Kelainan Penyakit yang
disebabkan oleh DNA dan RNA
1. Influenza
akibat virus Influenza.RNA
2. AIDS
akibat virus HIV,/human Immuno deficiensy Virus. RNA
3. Kangker
servix/Kangker leher rahim akibat Virus HPV/Human Pappiloma Virus
4. Penyakit
polio yang disebabkan oleh Poliovirus. RNA
5. Hepatitis
akibat Hepatitis C.RNA
6. DBD
Akibat Dengue virus. RNA
7. Penyakit
encephalitis akibat California encephalitis virus (CE).RNA
8. Diare
epidemik pada anak-anak akibat Rotavirus. RNA
9. Campak
Jerman Akibat virus rubella. RNA
10. Flu
burung akibat virus Influenza tipe A Sub H5N1.RNA
11. Herpes
akibat herpesviruscYang termasuk DNA
12. Campak
disebabkan oleh virus paramyxovirus
13. Cacar
air disebabkan oleh virus Herpesvirus varicellae
14. Polio
disebabkan oleh poliovirus
15. Penyakit
gondong disebabkan oleh paramyxovirus
16. Demam
Ebola akibat virus ebola
17. SARS
(Severe Acute Respirotory Syndrome) disebabkan oleh virus Corona mamalia
18. Rabies
Disebabkan oleh virus rabies.
19. Campak
(Morbili) Penyakit ini disebabkan oleh morbivirus
20. Kanker
(tumor ganas) Penyakit ini disebabkan oleh virus onkogen
2.7. Fungsi
dan Peranan Asam Nukleat
DNA mengandung gen, informasi yang
mengatur sintesis protein dan RNA. DNA mengandung bagian-bagian yang menentukan
pengaturan ekspresi gen (promoter, operator, dan lain-lain.). 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.
Peranan dari DNA dan RNA sebagai bahan
keturunan memberikan suatu kontras yang menarik dalam hal fungsi biologis dari
dua kelas makromolekul ini. RNA memperlihatkan keragaman biomolekul yang biasa
dengan memiliki fungsi selular dan viral yang khas. Di pihak lain , DNA
merupakan contoh yang jarang dari suatu makromolekul yang melakukan fungsi
tunggal yang sama dalam virus, prokariota, dan eukariota. Sebagai pembawa
informasi genetika dari semua system selular , DNA mempertahankan kemurnian
fungsi sepanjang evolusi biologi. Pemanfaatan yang menguntungkan dari DNA oleh
alam untuk melestarikan spesies tampaknya tidak memungkinkan untuk beragam
fungsi dari makromolekul ini.
BAB
III
KESIMPULAN
DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
Asam nukleat adalah biopolymer yang
berbobot molekul tinggi dengan unit monomernya mononukleotida. Asam Nukleat
juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida. Asam nukleat
dalam sel ada dua jenis yaitu DNA (deoxyribonucleic acid ) atau asam
deoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat.
Deoxyribonucleid Acid ( DNA ), Asam ini
adalah polimer yang terdiri atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang
terikat satu sama lain sehingga membentuk rantai polinukleotida yang panjang.
Molekul DNA yang panjang ini terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan
atom C nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Asam
ribonukleat adalah salah satu polimer yang terdiri atas molekul-molekul
ribonukleotida.
Sintesis RNA biasanya dikatalisis oleh
enzim DNA-RNA polymerase menggunakan sebagai template, sebuah proses yang
dikenal sebagai transkripsi.Sintesis DNA adalah replikasi DNA yaitu proses
perbanyakan bahan genetic
Kelainan penyakit yang disebabkan oleh
RNA dan DNA banyak , salah satunya influenza. 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. Peranan dari DNA dan
RNA sebagai bahan keturunan memberikan suatu kontras yang menarik dalam hal
fungsi biologis dari dua kelas makromolekul ini. RNA memperlihatkan keragaman
biomolekul yang biasa dengan memiliki fungsi selular dan viral yang khas.
3.2 Saran
Dengan adanya makalah ini diharapkan
para pembaca dapat mengetahui lebih banyak lagi tentang Asam Nukleat guna
menambah wawasan untuk pembelajaran.di
perguruan tinggi.
Dan bisa berguna untuk slama
nya.
Ø DAFTAR PUSTAKA
No comments:
Post a Comment