Asam nukleat - smile4everyone

• Nama Anggota :
R.A Windu
Retno Putri
Riki Halida
Rita Purnamasari
Widya Wira U.S
(21)
(22)
(23)
(24)
(25)
1879, Albrecht Kossel menemukan asam nukleat yang
tersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dan
gugus basa
pendahuluan
• Asam nukleat adalah suatu polimer nukleotida yg berperanan dlm
penyimpanan serta pemindahan informasi genetik (polinukleotida)
• Asam nukleat terdapat dlm 2 bentuk, yi. asam deoksiribosa (DNA) dan
asam ribosa (RNA).
• Keduanya merupakan polimer linier, tidak bercabang dan tersusun dari
subunit-subunit yg disebut nukleotida
• Pd sel eukariot, DNA terdapat di dlm nukleus, sedangkan pada sel
prokariot, terdpt dlm sitoplasma atau nukleoid dan berfungsi sbg
molekul hereditas atau pewarisan sifat.
• Molekul RNA disintesis dari DNA dan berperan dlm sintesis protein di
dlm sitoplasma (ribosom)
• Satu nukleotida terdiri atas 3 bagian yi gula berkarbon 5 (pentosa), basa
organik heterosiklik (mengandung karbon, nitrogen dan berbentuk
datar) dan gugus fosfat bermuatan negatif, yg membuat polimer bersifat
asam.
Komponen dalam nukleotida pada
DNA / RNA
• 1. GULA PENTOSA
• Yang termasuk gula pentosa
adalah ribosa dan deoksiribosa
• Turunan penting dari ribosa adalah
2'-deoksiribosa,
sering
hanya
disebut deoksiribosa, yang pada
karbon nomor 2‘nya OH digantikan
oleh H.
• Deoksiribosa ditemukan di DNA
(deoxyribonucleic acid)
• Ribosa
ditemukan
di
RNA
(ribonucleic acid).
• Penggantian –OH oleh H di atom
C nomor 2 mempengaruhi struktur!
DNA
RNA
GULA
RIBOSA
• Gula pada asam
nukleat adalah ribosa.
• Ribosa (b-D-furanosa)
adalah gula pentosa
(jumlah karbon 5).
• Perhatikan penomoran.
• Dalam penulisan diberi
tanda prime(') untuk
membedakan
penomoran pada basa
nitrogen
5
4
1
3
2
PERHATIKAN
• Ikatan gula ribosa dengan basa nitrogen (pada atom
karbon nomor 1).
• Ikatan gula ribosa dengan gugus fosfat (pada atom
karbon nomor 5).
• Gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2
2. BASA NITROGEN
• Basa nitrogen berikatan dengan ikatan-b pada
atom karbon nomor1' dari gula ribosa atau
deoksiribosa.
• Pirimidin berikatan ke gula ribosa pada atom N-1
dari struktur cincinnya.
• Purin berikatan ke gula ribosa pada atom N-9 dari
struktur cincinnya.
BASA PIRIMIDIN DAN PURIN
Perhatikan struktur cincinnya
BASA-BASA DALAM ASAM NUKLEAT
Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada
pirimidin) yang berikatan dengan atom C nomor 1’
dari ribosa
KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAM
NUKLEAT
Organisme
A
G
C
T
Escherichia coli
24,7
26,0
25,7
23,6
Khamir
31,3
18,7
17,1
32,9
Gandum
27,3
22,7
22,8
27,1
Salmon
29,7
20,8
20,4
29,1
Ayam
28,8
20,5
21,5
29,3
Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan
basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil
disebut nukleotida.
• Gula ribosa yang berikatan
dengan basa nitrogen (dalam
contoh di samping adalah suatu
pirimidin, urasil dan sitosin)
pada atom karbon nomor 1‘nya
disebut ribonukleosida (dalam
contoh di samping adalah uridin
dan sitidin).
• Ribonukleosida yang
terfosforilasi pada atom karbon
nomor 5‘nya disebut
ribonukleotida (dalam contoh di
samping adalah uridilat atau
sitidilat)
• Hidrolisis RNA oleh enzim
menghasilkan ribonukleosida 5’mono-fosfat atau ribonukleosida
3'-monofosfat.
2
3
1
• Oleh karenanya kerangka dasar polinukleotida atau asam
nukleat tersusun atas residu fosfat dan ribosa yang
berselang-seling.
• Urutan basa dalam polinukleotida ditulis dari ujung yang
memiliki gugus fosfat di atom karbon nomor 5' ke ujung yang
memiliki gugus hidroksil di atom karbon nomor 3‘, atau biasa
disebut ujung 5' ke 3': 5'-ATGCTAGC-3'
• Perhatikan bahwa kerangka dasar polinukleotida memiliki
muatan negatif.
Monomer nukleotida dapat berikatan satu
sama lain melalui ikatan fosfodiester
antara -OH di atom C nomor 3‘nya
dengan gugus fosfat dari nukleotida
berikutnya.
Kedua ujung poli- atau oligonukleotida
yang dihasilkan menyisakan gugus
fosfat di atom karbon nomor 5'
nukleotida pertama dan gugus
hidroksil di atom karbon nomor 3'
nukleotida terakhir.
Sifat asam nukleat
• Sifat-sifat fisika-kimia asam nukleat meliputi stabilitas asam nukleat,
pengaruh asam, pengaruh alkali, denaturasi kimia, viskositas, dan
kerapatan apung.
Stabilitas asam nukleat ditentukan oleh interaksi penempatan (stacking
interactions) antara pasangan-pasangan basa. Artinya, permukaan basa
yang bersifat hidrofobik menyebabkan molekulmolekul air
dikeluarkan dari sela-sela perpasangan basa sehingga perpasangan
tersebut menjadi kuat.
Ex:
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 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.
– 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 RNA denaturasi berlangsung perlahan dan bersifat acak karena bagian
rantai ganda yang pendek akan terdenaturasi lebih dahulu daripada bagian
rantai ganda yang panjang.
• Pada DNA, denaturasi terjadi sangat cepat dan bersifat koperatif karena
denaturasi pada kedua ujung molekul dan pada daerah kaya AT akan
mendestabilisasi daerah-daerah di sekitarnya.
• Suhu ketika molekul asam nukleat mulai mengalami denaturasi dinamakan
titik leleh atau melting temperature (Tm).
• Turunan penting dari
ribosa adalah 2'deoksiribosa, sering
hanya disebut
deoksiribosa, yang pada
karbon nomor 2‘nya OH
digantikan oleh H.
• Deoksiribosa ditemukan di
DNA (deoxyribonucleic
acid)
• Ribosa ditemukan di RNA
(ribonucleic acid).
• Penggantian –OH oleh H
di atom C nomor 2
mempengaruhi struktur!
DNA
RNA
Bentuk ASAM NUKLEAT
a.RNA
Ribonukleotida adalah
penyusun RNA
RNA
MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN
• DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di atom C
nomor 2’, lebih stabil
Deoksiribonukleotida adalah
penyusun DNA
H
Deoksiribonukleotida
DNA
Watson-Crick base pairing
• DNA terdiri atas dua
rangkaian heliks anti-paralel
(paralel berlawanan arah)
yang melilit ke kanan suatu
poros.
• Ukuran lilitan aadalah 36 Å,
yang mengandung 10.5
pasangan basa per putaran.
• Kerangka yang berselangseling antara gugus
deoksiribosa dan fosfat
terletak di bagian luar.
• Ikatan hidrogen antara basa
purin dan pirimidin terletak d
bagian dalam.
• Basa penyusun suatu benang DNA
yang antiparallel tidak sama
melainkan bersifat komplemen
terhadap benang pasangannya.
• Basa C berpasangan dengan G,
sedangkan A dengan T. Hal ini
sangat bemanfaat dalam kaitan
untuk penyimpanan dan
pemindahan.
• Gula 5'-deoksiribosa yang
berikatan dengan basa nitrogen
(dalam contoh di samping
adalah purin - adenin dan guanin)
pada atom karbon nomor 1‘nya
disebut deoksiribonukleosida
(dalam contoh di samping
adalah deoksiadenosin dan
deoksiguanosine).
• Deoksiribonukleosida yang
terfosforilasi pada atom karbon
nomor 5‘nya disebut
Deoksiribonukleotida (dalam
Penyampaian Deoksiribonukleotida
contoh di samping adalah
biasanya dalam bentuk singkatan
deoksiadenilat dan
(misalnya) A, atau dA (deoksiA), atau
deoksiguanilat).
dAMP (deoksiadenosin monofosfat)
DEOKSIRIBONUKLEOTIDA UTAMA
• DNA dobel heliks dapat dikopi secara persis karena masingmasing untai mengandung sekuen nukleotida yang persis
berkomplemen dengan sekuen untai pasangannya. Masingmasing untai dapat berperan sebagai cetakan untuk sintesis
dari untai komplemen baru yang identik dengan pasangan
awalnya.
• DNA mengandung gen, informasi yang mengatur
sintesis protein dan RNA.
• DNA mengandung bagian-bagian yang menentukan
pengaturan ekskresi 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
Prosesnya....
Kesimpulan
• Dari uraian di atas dapat disimpulkan beberapa fungsi dari
asam nukleat;
– menyimpan, menstransmisi, dan mentranslasi informasi
genetik; (dapat dilihat pada macam-macam DNA)
– metabolisme antara(intermediary metabolism) ;
(dikarena asam nukleat adalah penyusun utama nukleus
sebagai tempat pusat metabolisme sel terjadi)
– reaksi-reaksi informasi energi;
– koenzim pembawa energi; (ex: ATP adalah salah satu
contoh nukleotida asam nukleat bebas yang berperan
sebagai pembawa energi
– koenzim pemindah asam asetat, zat gula, senyawa
amino dan biomolekul lainnya;
– koenzim reaksi oksidasi reduksi.