ASAM NUKLEAT Struktur, Fungsi dan

Artharini I
Nukleosida
Nukleotida
Asam nukleat
?

Penamaan molekul asam nukelat didasarkan
pada sifat molekulnya yaitu asam dan tempat
pertama kali molekul ini ditemukan yaitu di
dalam inti sel atau nukleus = nukleat
Menyimpan, mentransmisi dan mentranslasi:
• informasi genetik
• metabolisme antara (intermedier
metabolism)
• reaksi-reaksi informasi energi
• koenzim pembawa energi
• koenzim pemindah asam asetat, zat gula,
senyawa amino dan biomolekul lainnya
• koenzim reaksi oksidasi reduksi
Struktur :
 Asam nukleat baik DNA maupun RNA, tersusun atas
monomer nukleotida (mononukleotida)
 Nukleotida tersusun atas gugus fosfat, basa nitrogen
dan gula pentosa
Sumber : Lehninger,
Struktur :
 Basa nitrogen berasal dari kelompok purin dan
pirimidin
 Purin utama asam nukleat adalah adenin dan
guanin, sedangkan pirimidinnya adalah sitosin,
timin dan urasil
 Basa nitrogen dan gula pentosa melalui ikatan
glikosida membentuk molekul nukleosida dimana
ikatan kovalen ini terjadi antara atom C-1 gula
pentosa dengan atom N-1 pirimidin atau N-9 purin
Sumber : Lehninger,
Sumber : Lehninger,
Nukleotida
 merupakan nukleosida yang gugus gula pada posisi 5
– nya mengikat gugus fosfat dengan ikatan ester
Berdasarkan kandungan gula pentosanya ada 2 jenis
nukleotida yaitu:
1.Nukleotida yang memiliki gugus gula ribosa
2.Nukleotida yang memiliki gugus gula deoksiribosa
 Kedua jenis nukleotida ini bisa menjadi monomer
polymer asam nukleat, RNA dan DNA
Beberapa nukleotida lain terdapat bebas
dan mempuyai fungsi penting dalam sel,
misalnya:
• Adenosin 5’-monofosfat (AMP), Adenosin 5’-difosfat (ADP)
dan Adenosin 5’-trifosfat (ATP) yang berperan penting dalam
transfer gugus fosfat untuk menerima dan mengantar energi.
• Nukleotida lain yang berbentuk siklik seperti:
Adenosin 3’-5’- siklik monofosfat (AMP siklik atau cAMP)
berperan sebagai kurir sekunder dalam mengendalikan
metabolisme hormon adrenalin
•Nukleotida bebas lain adalah: guanosin siklik monofosfat
(GMP siklik=cGMP) yang berfungsi sebagai penghambat
enzim yang dirangsang oleh cAMP
Beberapa trifosfonukleotida berperan
dalam berbagai reaksi dalam sel,
contoh:
CTP : terlibat dalam biosintesis lipid
UTP : berperan dalam biosintesis KH
CTP dan UTP : juga digunakan dalam
biosintesis RNA dan DNA
Anabolisme Asam Nukleat


Hampir semua organisme mampu mensintesis
nukleotida dr prekursor yg lebih sederhana 
jalur de novo untuk nukleotida  mirip utk
setiap organisme
Nukleotida juga dapat disintesis dari hasil
pemecahan nukleotida yang telah ada 
salvage pathway (recycle) yaitu dari degradasi
pirimidin dan purin  dari sel yang mati
(regenerasi) atau dari makanan
5-Phospho- -D-ribosyl-1-pyrophosphate
(PRPP)
• Intermediet untuk baik proses de novo and
salvage pathway
• Berasal dari ribosa 5 phosphat
Biosintesis De Novo
Purines
IMP synthase
GAR synthetase
AICAR transformylase
GAR transformylase
SAICAR lyase
FGAR amidotransferase
SAICAR synthetase
FGAM cyclase
AIR karboksilase
Hal-hal penting dalam sintesis de novo
purin:
1.
2.
3.
4.
Sangat tergantung pada “pool” ribosa
Gugus amina  didonor oleh glutamin dgn
enzim amidotransferase
Glisin dan fumarat  donor ring dlm nukleotida
Daur reaksi  dikontrol secara alosterik dgn
AMP, ADP, GMP dan GDP.  bekerja pada PRPP
amidotransferase

Daur diawali dgn
perubahan PRPP  IMP

IMP = Inosine
monofosfat mrpkn
bentuk nukleotida
purin yang pertama
dibentuk dlm daur ini

Sebagai basa adalah
hypoxanthin
Adenilosuksinat
synthetase
IMP dehidrogenase
XMP aminase
Adenilosuksinat lyase
DAUR dr IMP
 AMP & GMP
Metabolisme de novo nukleotida pirimidine
CP synthetase
Aspartat
transcarbomoylase
dihydrorotase
Dihidrooratate DH
Orotat
fosforibosiltransferase
CTP synthetase
Orotidilate
dekarboksilase
UMP kinase
Nukleosida diphosphat kinase
Hal-hal penting dalam sintesis de novo pirimidine:
 cincin pirimidine disintesis terpisah dr gula ribosa nya
 Daur pirimidine de novo tidak bercabang produk
akhir dr daur adalah UMP yang mrpkn bahan dari CMP
 Reaksi pertama  pembtkan karbamoyl aspartate dr
asp dan carbomyl-P titik regulasi yg penting dlm
daur tsb
 Aspartat transcarbomoylase (ATCase)  diaktivasi
oleh diaktivasi oleh ATP dan dihambat oleh CTP sbg
produk akhir
Katabolisme Asam Nukleat
Proses Katabolisme :
 Asam Nukleat  akan dipecah menjadi
molekul-molekul yang lebih kecil oleh berbagai
enzim yang terdapat dalam saluran pencernaan
 DNA dan RNA dipecah dalam getah usus oleh
enzim polinukleotidase atau fosfodiesterase
menjadi mononukleotida.
mononukleosidase
 Mononukleotida -------------------> Nukleosida
nukleosidase
 Nukleosida ---------------------> gula dan basa
purin/pirimidin
Degradasi nukleotida
• Di dalam usus halus tjd pemutusan ikatan fosfodiester oleh
endonuklease (pankreas)  oligonukleotida
• Dipecah lebih lanjut dg fosfodiesterase (ensim exonuclease
non spesifik)  monofosfat
• Dipecah lbh lanjut fosfomonoesterase dikenal sebagai
nukleotidase  menghasilkan nukleosida and
orthophosphate.
• Nucleosida phosphorylase menghasilkan basa dan and
ribose-1-phosphate.

Jika basa atau nukleosida tidak digunakan
kembali utk salvage pathways, basa akan lebih
lanjut didegradasi
asam urat
(purin)
ureidopropionat
(pyrimidine).
Degradasi purine
• Produk akhir katabolisme purin : asam urat
Vertebrata terestrial 
urea  ureotelic
Burung & reptil 
asam urat  uricotelic
Binatang di air 
ammonia
ammonotelic
Degradasi
pirimidin
Metabolisme DNA
dan RNA
 Merupakan proses metabolisme informasi, yang
berbeda dgn metabolisme-metabolisme yang
telah dipelajari sebelumnya: metabolisme
intermediate  ensim berperanan dlm setiap
reaksi yg terjadi.
 Proses perlekatan substrat dan menghasilkan
produk
 Metabolisme informasi  ada cetakan yang
perlu diterjemahkan menjadi produk.
 Cetakan  DNA atau RNA, proses juga
melibatkan berbagai enzim
Proses utama dlm
metabolisme informasi:
1. Replikasi DNA berperan
sbg cetakan untuk
sintesisnya sdr
2. Transkripsi  Informasi
yang ada pada DNA
menentukan RNA yang
diproduksi
3. Translasi  RNA berperan
sbg cetakan untuk sintesis
suatu rantai polipeptida ttt



Replikasi dan transkripsi hanya menggunakan
4 nukleotida
Translasi  mengubah bahasa nukleotida yg
terdiri dari 4 nukleotida menjadi bahasa protein
yang terdiri dari 20 huruf asam amino
Persamaan replikasi, transkripsi dan translasi
 membutuhkan cetakan
 proses terdiri dari inisiasi, elongasi dan
terminasi
Replikasi
Secara konsep sederhana
Proses mekanismenya 
komplek
Kesederhanaannya  krn
konsep dr Watson & Crick
Transfer informasi melibatkan pembukaan double
helix DNA yang diikuti secara bersamaan dengan
pembentukan dua pita baru pasangan dari pita
DNA yang lama
 Suatu
proses untuk membaca informasi yang
disimpan dalam urutan nukleotida DNA RNA
 RNA
sintesis membutuhkan ensim RNA
polimerase
 Mekanisme



Inisiasi
Elongasi
Terminasi
dibagi menjadi 3
TRANSLASI DNA


Translasi  adalah proses membaca kodon dan
menggabungkan asam amino yang sesuai bersamasama dengan ikatan peptida.
Komponen proses translasi
1. mRNA  consist of genetic code
2. Ribosome
3. tRNA together with a.a
4. Enzymes
Translation process consists of 3 main stages
• Initiation
• Elongation
• Termination
Initiation
Activation of amino acids for
incorporation into
proteins.
Translation is
accomplished by
the anticodon
loop of tRNA
forming base
pairs with the
codon of mRNA
in ribosomes
Terima Kasih