STRUKTUR DNA DAN RNA

STRUKTUR
DNA DAN RNA
MATERIAL GENETIKA
• Informasi genetika dari organisme dibawa dalam
bentuk molekul DNA yang pada beberapa
makhluk / organisme dalam bentuk RNA yang
kemudian akan dipindahkan dalam bentuk
protein.
• Untuk mendapatkan informasi genetik maka utas
DNA tersebut harus dipotong terlebih dahulu
menggunakan enzim restriksi tertentu sesuai
dengan utas DNA yang dikenalinya.
MATERIAL GENETIKA
Kromosom (Protein + Asam Nukleat)
Ekstra Kromosom: -. Plasmid( Pada Prokaryot)
Ekstra Kromosom: -. Mitokondria
-. Kloroplas (organ yang
(Pada Eukaryot )
berklorofil)
-.Sitoplasma
SANDI GENETIK
•
Sandi ( kode ) genetik
•
Adalah merupakan triplet kodon ( triplet code )
•
Merupakan gabungan dari 3 nukleotida yang menyandikan asam amino
•
Basa nukleotida terdiri dari A,G,C,T tetapi dalam proses alaminya triplet kodon dalam
bentuk RNA ( sekuen basa mRNA → A,G,C,U)
•
Basa tunggal mRNA tidak mengkode satu asam aminopun.
•
Basa duplet (2 basa) : 42 → 16 asam amino < 20 asam amino
•
Basa triplet (3 basa) : 43 → 64 asam amino >> 20 asam amino sehingga satu asam amino
dapat disandikan lebih dari satu triplet kodon
•
Triplet kodon diawali / ditentukan menggunakan pendekatan sama dengan percobaan
Nirenberg
•
Dari 64 kodon → 61 menyandikan 20 asam amino
•
3 kodon yang tidak menyandikan asam amino adalah UAA
UAG
stop codon
UGA
( nonsense codon )
•
Asam amino pertama adalah : AUG = Me onin → startcodon
•
Kode genetik selain degenerated ( universal ) : Seperangkat kodon yang sama dipakai
oleh semua organisme dan tipe sel.
• TABEL M RNA
BASA KEDUA
Basa
pertama
U
UUU
U
UUC
UUA
UUG
Phe
Leu
C
UCU
UCC
A
UAU
G
UGU
Tyr
ser
UCA
UCG
UAC
UAA
Cys
UGC
Stop kodon
UGA
Stop kodon
Basa
ketiga
U
C
A
G
UAG
UGG
CUU
CUC
C
CCU
CCC
Leu
CUA
CUG
CAU
His
Pro
CCA
CCG
CAC
CAA
Trp
CGU
CGC
Arg
Gln
CGA
CGG
U
C
A
G
CAG
A
AUU
AUC
AUA
AUG
Ile
Met
AAC
AAA
Ser
AGC
AGA
Lys
GCU
GCC
Ala
GCA
GCG
AGU
Asn
ACA
ACG
Val
GUA
GUG
AAU
Thr
GUU
GUC
G
ACU
ACC
Arg
AAG
AGG
GAU
Asp
GGU
GGC
Glu
GGA
GGG
GAC
GAA
GAG
Gly
U
C
A
G
U
C
A
G
STRUKTUR ASAM NUKLEAT
• Asam nukleat adalah suatu senyawa yang merupaka asam inti yang
terdiri dari DNA dan RNA
• Merupakan rantai POLINUKLEOTIDA
yaitu : Makromolekul yang tersusun oleh molekul yang lebih
sederhana
yang disebut Nukleotida
• Nukleotida merupakan molekul yang tersusun atas
• satu gula,
• satu basa, dan
• satu fosfat.
• Nukleosida adalah kombinasi suatu gula pentosa yang dihubungkan
dengan basa purin atau pirimidin melalui ikatan C - N
NUKLEOTIDA
• Protein yang bergabung dengan asam nukleat .
• Nukleotida dalam sitoplasma dan dalam inti adalah sama tetapi jenis asam
nukleatnya berbeda.
• Nukleotida tersusun atas :
1 Basa
1 Gula
Komponen yang essential
1 Fosfat
• Gula → Ribosa & Deoksiribosa
• Basa → Adenin, Guanin, Timin, Sitosin
DNA
RNA
• Polinukleotida
adalah→ Ikatan antara 2 nukleotida dari 2 gugus fosfat yang terikat pada 2
pentosa → ikatan Fosfodiester
• Tiap struktur DNA / RNA merupakan suatu polinukleotida yang ujung-ujungnya
C3 & C5
• Nukleotida & Nukleosida
No
Nukleotida
Nukleosida
1
Adenosin monofosfat
Adenosin
2
Guanosin monofosfat
Guanosin
3
Timidin monofosfat
Timidin
4
Sitidin monofosfat
Sitosin
5
Uridin monofosfat
Uridin
STRUKTUR MOLEKUL DNA DAN RNA
• Bahan dasar penyusun molekul asam nukleat
JENIS
DNA
RNA
GULA
DEOKSIRIBOSE
RIBOSE
PIRIMIDIN
-. SITOSIN
-. SITOSIN
-. URASIL
-. TIMIN
PURIN
-. ADENIN
-. ADENIN
-. GUANIN
-. GUANIN
BASA PURIN DAN PIRIMIDIN
NUKLEOTIDA
 Nukleotida (nukleosida
fosfat) adl ester asam fosfat dr
nukleosida
 merupakan nukleosida yg
terfosforilasi.
 Berperan serta dlm sejumlah
besar proses biokimiawi
 peran yg paling dikenal
adl sbg prekursor
monomer RNA dan
DNA
NH2
N
N
N
N
O
HO
P
O
5
OCH2
O
1
4
3
OH
2
OH
Basa
(adenin)
H
Subunit Nukleotida dari DNA
Subunit Nukleotida dari RNA
POLINUKLEOTIDA
 Polimer mononukleotida
 Deoksi asam ribonukleat (DNA)
 Asam ribonuklaet (RNA)
DNA
 DNA merupakan struktur yang dibangun oleh KH pentosa
(deoksiribosa), fosfat dan suatu basa dalam bentuk polimer
dan berkombinasi membentuk helix ganda.
 Blok pembangun DNA adalah “5-carbon sugar deoxyribose”
yang saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester sehingga
terbentuk dua untai ganda dengan tulang punggungnya
dibentuk dari ikatan KH-fosfat pada bagian luar helix.
STRUKTUR DNA
 Kedua strand dari helix saling
merupakan komplemeternya
masing-masing.
 Setiap pentosa-nya juga
terikat pada salah satu dari
keempat basa yang terdiri dari
adenine (A), guanine (G),
cytosine (C) atau thymine (T).
 Gula deoksiribosa dan fosfat
yg menyusun DNA terletak
dibgn luar molekul, sdgkan bs
purin dan pirimidin t’letak di
sebelah dlm untaian (heliks)
 Strand yang berlawanan diikat
oleh suatu ikatan non kovalen
diantara dua basa yang selalu
berpasangan G dengan C oleh
tiga ikatan hidrogen dan A
dipasangkan dengan T oleh
dua ikatan hidrogen.
 Terdapat dua posisi dari
pentosa yang terikat pada
gugus fosfat yaitu pada ujung
5’-P dan ujung 3’-OH.
Menurut James Watson & Francis
Crick
 Ukuran jarak antara pasangan basa
 0,34 nm (3,4 oA)
 Setiap putaran untaian td 10 ps basa
dan jarak satu putar heliks  3,4 nm
 Diameter untaian DNA  2,0 nm
Tipe
Pasangan
bs/putaran
Diameter
heliks (nm)
A
11
2,3
B
10
1,9
C
9,33
1,9
 B’dsrkanD jml ps basa 
8 bbrp tipe (bentuk)
E
7,5
Z
12
1,8
Bentuk Fisik Struktur DNA
 Untaian (strand) DNA td dua
lekukan (groove)
 lekukan besar (major groove)
 lekukan kecil (minor groove)
 lekukan pada tipe B lebih
mudah m’ikat protein drpd
tipe A ( lebih dalam)
DNA (Gen) terdiri dari tiga struktur penting yaitu :
• Bagian yang disebut “gene regulatory segment”  m’ngdung
srtuktur yang terlibat pada proses inisiasi dan pengaturan proses
transkripsi.
• Exon  bagian yang mengandung codon untuk ditranslasikan oleh
mRNA menjadi protein.
• Intron  bagian struktur yang tidak mengandung codon
(intervening sequence).
KROMOSOM
KROMATIN
NUKLEOSOM
RNA
 Pada DNA molekul RNA dibentuk oleh nukleotida yang saling
dihubungkan menjadi satu rantai
 KH pada DNA deoksiribosa. Sedangkan RNA KH-nya adalah
ribosa.
 Basa timin diganti oleh urasil pada RNA
STRUKTUR RNA
 DNA terdiri dari dua untai yang
saling komplementer membentuk
helix ganda, ttp RNA hanya terdiri
dari satu untai tunggal, akan tetapi
dapat melipat lipat dirinya dalam
suatu aturan tertentu.
 Basa pada RNA sama spt DNA,
kecuali timin diganti oleh urasil.
3 macam RNA penting
 mRNA (messenger-RNA) yg melakukan tranfer
informasi mengenai deretan asam amino pada
protein yang akan dibangun sesuai dengan
urutan kode pada DNA asal.
 rRNA (ribosomal-RNA) yang membangun ribosom
bersama dengan protein
 tRNA (transfer-RNA) yang mentransfer asam
amino ke ribosom untuk sintesis protein.
tRNA
 Td 75 bh nukleotida
 Td 4 lengan utama
 lengan akseptor
 lengan antikodon
 lengan D
 lengan T C
 lengan tambahan
 Fungsi sbg penyelaras
utk translasi
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESTABILAN DNA
Kestabilan struktur DNA
 Tumpukan (stacking) basa nukleotida pd satu rantai
 interaksi hidrofobik antara basa-basa nukleotida
 hilang krn panas & reagensia  struktur tdk teratur :
 serapan cahaya
 Ikatan hidrogen
antara basa-basa yg berpasangan pd rantai ganda
 terutama pada ps antara C dan G
makin >> ps C-G, makin stabil struktur
Denaturasi DNA
 Pecahnya ikatan hidrogen antara ps basa pada rantai ganda
 rantai tunggal (single Stranded)
Penyebab Denaturasi
 Panas
 ikt hidrogen
 stacking
 Asam – basa
 asam  protonasi ggs N dr A,G dan C
 basa  deprotonasi ggs N dr G dan C
Tingkat denaturasi DNA t’gantung pd tinggi suhu
 p’ubahan tk denaturasi DNA  suhu b’tingkat  absorban 260
makin > p’geseran str, mk makin > nilai absorban cahaya 
efek hiperkromik
 denaturasi lengkap DNA  suhu > 90oC
Renaturasi
 Proses p’bentukan kembali str untai ganda dr keadaan
terdenaturasi