asam nukleat

ASAM NUKLEAT (NUCLEIC ACID)
 Terdapat pada semua sel hidup
 Merupakan makromolekul dengan monomer Mononukleotida
 Fungsi :
1. Menyimpan, mereplikasi dan mentranskripsi informasi
genetika
2. Turut dalam metabolisme
3. Penyimpan energi
4. Sebagai ko-enzim
 Struktur Asam Nukleat
2. Gula
1
Contoh basa yang berperan serta dalam membentuk asam nukleat
2
4. Nukleosida : Senyawa antara purin dan primidin dengan
ribosa dan deoksiribosa
Beberapa nama nukleosida
Basa
Ribonukleosida
Deoksiribonukleosida
Adenin
Guanin
Urasil
Sitosin
Timin
Adenosin
Guanosin
Uridin
Sitidin
Timin
Ribonukleotida
2’-deoksiadenosin
2’-deoksiguanosin
2’-deoksiuridin
2’-deoksisitidin
2’deoksitimidin
5. Nukleotida : Ester nukleosida dengan asam fosfat
Singkatan nama beberapa nukleotida
Ribonukleosida
Basa
Adenin
Guanin
Sitosin
Urasil
Monofosfat
Difosfat
Trifosfat
AMP
GMP
CMP
UMP
ADP
GDP
CDP
UDP
ATP
GTP
CTP
UTP
Deoksiribonukleosida
Basa
Adenin
Guanin
Sitosin
Timin
Monofosfat
Difosfat
Trifosfat
dAMP
dGMP
dCMP
dTMP
dADP
dGDP
dCDP
dTDP
dATP
dGTP
dCTP
dTTP
3
Fungsi nukleotida :
1. Sebagai pembawa energi
Nukleotida yang penting : AMP, ADP, ATP
penting dalam
penyimpanan dan pemanfaatan energi selama metabolisme sel.
ATP pembawa energi utama dalam sel :
ADP + Pa
ATP (fosforilase oksidatif)
Energi
ATP + H2O
ADP + Pa (as. fosfat) + energi (hidrolisis)
4
2. Pembawa bahan pembentuk dasar suatu molekul.
Contoh :
- Nukleotida Uridin Difosfat (UDP) untuk sintesis
glikogen
- Kolin Sitidin Difosfat
sintesis kolin fosfolipid.
- Nukleotida trifosfat (NTP) sintesis DNA dan
RNA
3. Sebagai ko enzim
- Nikotamida Mono Nukleotida (NMN),
merupakan vitamin
- Flavin Mono Nukleotida (FMN)
koenzim
proses oksidasi – reduksi pada respirasi sel.
- Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD),
Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat (NADP),
Flavin Adenin Dinukleotida (FAD)
koenzim
proses oksidasi – reduksi
6. Asam Nukleat
- Merupakan polimer (polinukleotida) dari
mononukleotida
- ada 2 macam :
1. DNA (Asam Deoksiribonukleat)
gulanya
deoksiribosa
2. RNA (Asam Ribonukleat)
gulanya ribosa
5
DNA :
- Makromolekul dengan Mr yang sangat besar.
- Terdiri dari mononukleotida utama :
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
- Terdiri dari dua atau lebih rantai polinukleotida
yang tersusun dalam struktur heliks (heliks
ganda)
-
Setiap spesies/organisme mononukleotida
utamanya mempunyai perbandingan, urutan dan
berat molekul (Mr) yang spesifik.
6
-
-
-
-
Pada sel prokariotik (mengandung hanya satu
kromosom) DNA nya merupakan makromolekul tunggal
dengan Mr = 2 x 109.
Pada sel eukariotik (mengandung banyak kromosom)
mempunyai banyak molekul DNA dengan Mr yang
sangat besar.
DNA terutama terdapat dalam inti sel (DNA inti)
bergabung dengan protein histon.
Juga bisa terdapat pada sitoplasma (DNA sitoplasma),
dalam mitokondria, dalam khloroplas.
Pada sel bakteri selain terdapat dalam inti sel juga bisa
pada sel membran = mesosom dan dalam sitoplasma
di luar kromosom = plasmid/episom
DNA normal dari suatu spesies yang berbeda
menunjukkan adanya keteraturan (regularitas)
CHARGAFF’S RULES :
1. Komposisi basa dari DNA suatu organisme adalah
tetap pada semua sel nya dan mempunyai
karakteristik tertentu
2. Komposisi basa dari DNA bervariasi dari suatu
organisme dengan organisme lainnya
dinyatakan
dengan dissymmetry ratio : (A + T) / (G + C)
7
Contoh beberapa komposisi DNA
Base Composition
Human
Calf
Sheep
Rat
Hen
Turtle
Salmon
Marine crab
Sea urchin
Yeast
Aspergilus niger (mold)
Eschericia coli
Staphylococcus aureus
A
T
30.9
29.0
29.3
28.6
28.8
29.7
29.7
47.3
32.8
31.3
25.0
24.7
30.8
29.4
28.5
28.3
28.4
29.2
27.9
29.1
47.3
32.1
32.9
24.9
23.6
29.2
Base Ratios
G
C
A/T
19.9
21.2
21.4
21.4
20.5
22.0
20.8
2.7
17.7
18.7
25.1
26.0
21.0
19.8
21.2
21.0
21.5
21.5
21.3
20.4
2.7
17.3
17.1
25.0
25.7
19.0
1.05
1.01
1.03
1.01
1.02
1.05
1.02
1.00
1.02
0.95
1.00
1.04
1.05
G/C
1.00
1.00
1.02
1.00
0.95
1.03
1.02
1.00
1.02
1.09
1.00
1.01
1.11
Dissymmetry
Ratio
Pu/Py
1.04
1.01
1.03
1.00
0.97
1.00
1.02
1.00
1.02
1.00
1.00
1.03
1.07
(A+T)/(G+C)
1.52
1.36
1.36
1.33
1.38
1.33
1.43
17.52
1.85
1.79
1.00
0.93
1.50
3. Komposisi basa dari suatu spesies tidak berubah oleh
umur, keadaan nutrisi, ataupun lingkungan.
4. Jumlah adenin dalam DNA suatu organisme selalu
sama dengan jumlah timin (A = T).
5. Jumlah guanin dalam DNA suatu organisme selalu
sama dengan jumlah sitosin (G=C).
8
6. Jumlah total basa purin dalam DNA suatu organisme
selalu sama dengan jumlah total basa pirimidin :
(A + G) = (T + C).
RNA
- Terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida
- Hampir seluruhnya terdapat di sitoplasma, juga
terdapat pada virus.
- Rantai tunggal
Chargaff’s Rules tidak berlaku
- Ada 3 macam : tRNA (transfer-RNA)
mRNA (messenger-RNA)
rRNA (ribosomal-RNA)
- 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
-
mRNA
√ basa nya : A, G, C dan U
√ disintesis dalam inti sel pada proses transkripsi
9
√ pembawa informasi genetik dari DNA untuk
sintesis protein
√ Umurnya pendek
mengalami
degradasi/resintesis
- r RNA
√ bagian terbanyak dari RNA dalam sel (80%)
√ Merupakan 60% dari berat ribosom
√ Basa utamanya : A, G, C, U
√ Fungsinya belum jelas
7. HIDROLISIS ASAM NUKLEAT
1. Hidrolisis dengan enzim
enzim nuklease, yang
terdiri dari :
a. enzim eksonuklease
menyerang ujung
rantai polinukleotida
b. enzim endonuklease
menyerang bagian
dalam rantai
2. Hidrolisis dengan asam/basa
- Hidrolisis DNA dengan asam
terbentuk asam
apurinat (DNA tanpa purin) dan asam apirimidat
(DNA tanpa pirimidin)
- DNA tidak dihidrolisis oleh basa
- Hidrolisis RNA dengan basa
memutuskan
ikatan gugus hidroksil – 2 ribosa.
10
8. NUKLEOPROTEIN
- Gabungan asam nukleat + protein
mempunyai
struktur / aktifitas yang kompleks.
- Mr nya tinggi
- Contoh terkenal : virus dan ribosom
- VIRUS :
 Kompleks supra molekul : asam nukleat + unit protein,
membentuk susunan 3 dimensi
 Dapat diisolasi, tapi tak bisa memperbanyak dirinya.
Untuk memperbanyak diri harus masuk ke dalam sel
khusus induk semangnya
memaksa induk semang
untuk mensintesis komponen yang diperlukannya
sintesis kebutuhan induk semang tergeser
 Virus tanaman : terdiri dari RNA
Virus hewan : terdiri dari RNA & DNA
- RIBOSOM
 Sel prokariotik : 60% rRNA + 50% protein.
 Sel eukariotik : 50% rRNA + 50% protein, umumnya
lebih besar, terdapat dalam sitoplasma bergabung
dengan organel retikulum endoplasma
 Juga terdapat dalam inti sel dan organel lain
(mitokhondria & khloroplast)
11