DNA - WordPress.com

Asam Nukleat
MK BIOKIMIA I
DNA dan RNA
 Suatu rantai polimer, dimana unit-unit monomernya
dihubungkan dengan ikatan kovalen
 Masing-masing monomer mengandung gula 5karbon ribosa pada RNA dan 2’-deoksiribosa pada
DNA
 Atom karbon ditandai dengan aksen (1’, 2’, dst)
untuk membedakannya dari atom-atom pada basa
 Unit monomer dihubungkan oleh residu fosfat yang
terikat pada hidroksil karbon 5’ dari unit yang satu
dan hidroksil 3’ dari unit selanjutnya → ikatan
fosfodiester
Struktur unit monomer RNA.
Pada DNA, gugus OH pada karbon 2’
(warna merah) diganti dengan H.
Penomoran pada induk senyawa dari basa purin dan pirimidin
pada nukleotida dan asam nukleat
Basa-basa utama purin dan pirimidin dari asam nukleat.
Konformasi ribosa dalam larutan
Bentuk rantai lurus(aldehida) dan cincin (-furanose) dari ribosa
bebas berada dalam kesetimbangan.
DNA dan RNA hanya mengandung bentuk cincin
 Basa purin dan pirimidin terikat pada gula ribosa
atau deoksiribosa pada karbon 1’.
 Untuk purin, pengikatan terjadi pada nitogen-9 dan
pirimidin pada nitrogen-9
 Ikatan antara karbon 1’ dari gula dan basa nitrogen
dirujuk sebagai iakatan glikosidik
 Turunan dari adduct gula-basa (nukleosida) yang
termonofosforilasi 5’ disebut nukleotida (nukleosida
5’-monofosfat)
Ikatan fosfodiester pada
backbone kovalen DNA
dan RNA.
Residu gula dihubungkan
dengan ikatan fosfodiester
yang sangat polar
membentuk backbone dari
molekul DNA dan RNA
Sifat-sifat Nukleotida
 Pirimidin dan purin bebas adalah basa lemah
 Pirimidin dan purin pada DNA dan RNA merupakan
molekul terkonyugasi → mengabsorpsi cahaya UV
pada λ dekat 260 nm
 Basa pirimidin dan purin bersifat hidrofobik dan
sedikit larut dalam air pada pH sekitar netral, pada
pH asam atau basa menjadi bermuatan dan
kelarutan meningkat.
 Interaksi penumpukan (stacking) hidrofobik paralel
bidang cincin melibatkan interaksi van der waals dan
dipol-dipol di antara basa.
 Penumpukan basa membantu meminimalkan
kontak basa dengan air, dan interaksi ini membantu
mnestabilkan struktur 3 dimensi asam nukleat.
 Gugus-gugus fungsi terpenting pada pirimidin dan
purin adalah nitrogen cincin, karbonil, dan amino
eksosiklik.
 Ikatan hidrogen yang melibatkan gugus amino dan
karbonil merupakan mode interaksi penting kedua
di antara basa-basa. Ikatan hidrogen antar basa
menyebabkan hubungan komplementer pada 2 untai
rantai polipeptida.
Spektrum absorpsi dari nukleotida.
Pola ikatan hidrogen pada basa yang diusulkan oleh
Watson and Crick.
Ikatan hidrogen ditunjukkan oleh tiga garis biru
Hidrolisis RNA pada kondisi basa
Struktur primer polinukleotida
 Rantai polinukleotida memiliki sense atau punya
arah: ujung fosfat 5’ dan ujung OH 3’
 Sifat individu rantai polinukleotida ditentukan oleh
urutan basa-basanya, yaitu urutan nukleotida.
Urutan ini disebut struktur primer dari asam nukleat
 Informasi genetik disimpan dalam struktur primer
DNA.
 Konvensi penulisan urutan rantai nukleotida: ujung
5’ di sebelah kiri dan ujung 3’ di kanan.
Struktur primer DNA dan RNA
Model Watson-Crick untuk struktur DNA
Pita komplemen pada
DNA untai ganda (DNA
double helix).
Pita DNA anti paralel
yang komplemen
mengikuti aturan
pemasangan yang
diusulkan oleh Watson
and Crick.
Replikasi DNA yang
disarankan oleh Watson
and Crick.
Untai “induk” menjadi
terpisah dan masing-masing
menjadi template (cetakan)
untuk biosintesis untai
“anak” yang komplemen
(warna merah)
Variasi struktural pada DNA.
Comparison of A, B, and Z forms
of DNA.
Comparison of A, B, and Z forms
of DNA.
Palindromes and mirror repeats.
Palindromic DNA (or RNA) Sequences:
Hairpins and cruciforms
(a) When only a single
DNA (or RNA) strand is
involved, the structure is
called a hairpin.
(b) When both strands of a
duplex DNA are involved, it is
called a cruciform. Blue
shading highlights asymmetric
sequences that can pair with
the complementary sequence
either in the same strand or in
the complementary strand.
H-DNA.
Typical right-handed stacking pattern of
single stranded RNA.
The bases are shown in gray, the phosphate
atoms in yellow, and the riboses and
phosphate oxygens in green.
Secondary structure of RNAs.
The paired regions generally have an A-form righthanded helix, as shown for a hairpin
Base-paired helical structures in
an RNA
Struktur 3-dimensi RNA.
Denaturasi dan annealing (renaturasi) reversibel pada DNA
Kurva Denaturasi
DNA karena panas
dari dua spesimen
DNA
The temperature at the
midpoint
of the transition (tm) is
the melting point; it
depends on pH and
ionic strength and on
the size and base
composition of the
DNA.
Hubungan antara tm dan kandungan GC pada DNA
DNA yang terdenaturasi secara parsial.
Some well-characterized nonenzymatic
reactions of nucleotides.
Some well-characterized nonenzymatic
reactions of nucleotides.
Pembentukan dimer pirimidin yang diinduksi sinar UV
Chemical agents
that cause DNA
damage.
(a) Precursors of
nitrous acid, which
promotes
deamination
reactions.
(b) Alkylating agents.
Sekuensing DNA dengan metode Sanger.
Strategy for automating DNA
sequencing reactions.
Chemical synthesis of DNA.
Other Functions of Nucleotides
Three regulatory nucleotides.