Kuliah6-S1-Asam Nukleat

ASAM NUKLEAT
ASAM NUKLEAT


Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid)
adalah makromolekul biokimia yang kompleks,
berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai
nukleotida yang mengandung informasi genetik.
Asam nukleat yang paling umum adalah Asam
deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat
(RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel
hidup serta pada virus
Struktur



Asam nukleat dinamai demikian karena
keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus)
sel.  ASAM INTI (merupakan penyusun
utama inti sel)
Asam nukleat merupakan biopolimer, dan
monomer penyusunnya adalah nukleotida.
Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen,
yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin
atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan
sebuah gugus fosfat.
Ingat: basa nitrogen, gula pentosa, gugus fosfat
Struktur


Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang
terdapat pada rantai asam nukleat tersebut
(misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat
mengandung 2-deoksiribosa).
Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua
jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan:
adenin, sitosin, dan guanin dapat ditemukan pada
RNA maupun DNA, sedangkan timin dapat
ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat
ditemukan hanya pada RNA.
SEJARAH PENEMUAN ASAM NUKLEAT
1879, Albrecht Kossel menemukan asam
nukleat yang tersusun oleh suatu
gugus gula, gugus fosfat, dan gugus
basa
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
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
GUGUS FOSFAT
Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan
basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil
disebut nukleotida.
RIBONUKLEOTIDA
• 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 • Penyampaian ribonukleotida
samping adalah uridilat atau
biasana dalam bentuk singkatan
sitidilat)
(misalnya) U, atau UMP (uridin
monofosfat)
RIBONUKLEOTIDA UTAMA
Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada
pirimidin) yang berikatan dengan atom C nomor 1’
dari ribosa
KERAGAMAN IKATAN FOSFAT
• Hidrolisis RNA oleh enzim
menghasilkan ribonukleosida 5’mono-fosfat atau ribonukleosida
3'-monofosfat.
KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT
2
1
3
Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat
ASAM NUKLEAT (2)
ASAM NUKLEAT
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.
KERANGKA GULA-FOSFAT
• 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.
BASA NITROGEN DAPAT BERPOSISI
SYN- ATAU ANTI-
KONFORMASI KERANGKA DASAR
GULA-FOSFAT
• Polinukleotida memiliki
kebebasan berotasi tak terbatas,
kecuali pada kerangka cincin
ribosanya.
NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT
Ribonukleotida adalah
penyusun RNA
Ribonukleotida
RNA
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
HASIL PENELITIAN CHARGAFF
1.
2.
3.
4.
Asam nukleat yang diisolasi dari berbagai
jaringan organisme yang sama memiliki
komposisi basa yang sama (dlm 1 individu)
Komposisi basa Asam nukleat beragam pada
organisme yang berbeda
Komposisi basa Asam nukleat suatu spesies
tidak berubah oleh umur, nutrisi, dan
lingkungan
Jumlah residu adenin selalu setara dengan
jumlah residu timin, sedangkan jumlah residu
guaninn selalu setara dengan jumlah residu
sitosin
Chargaff's rules

Chargaff found that a peculiar regularity in the
ratios of nucleotide bases. In the DNA of each
species he studies, the number of adenines
approximately equaled the number of thymine, and
the number of guanines approximately equaled the
number of cytosine. In human DNA, for example,
the four bases are present in these percentages:
A=30.9% and T=29.4%; G=19.9% and C=19.8%.
The A=T and G=C equalities, later known as
Chargaff's rules, helped Watson and Crick to
discover the structure of DNA.
KESIMPULAN PENELITIAN CHARGAFF
Asam nukleat merupakan bahan penentu
sifat mahluk hidup
 Asam nukleat diturunkan/ditransfer dari
induk ke keturunannya

MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN

DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di
atom C nomor 2’, lebih stabil
RIBOSA vs 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
DEOKSIRIBONUKLEOTIDA – PENYUSUN DNA
• Gula 2'-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
contoh di samping adalah
deoksiadenilat dan
deoksiguanilat).
Penyampaian Deoksiribonukleotida
biasanya dalam bentuk singkatan
(misalnya) A, atau dA (deoksiA),
atau dAMP (deoksiadenosin
monofosfat)
DEOKSIRIBONUKLEOTIDA UTAMA
PENAMAAN NUKLEOTIDA (1)
PENAMAAN NUKLEOTIDA (2)
ASAM NUKLEAT
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.
IKATAN HIDROGEN ANTAR
RANGKAIAN BASA DNA
Watson-Crick base pairing
NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT
Deoksiribonukleotida adalah
penyusun DNA
H
Deoksiribonukleotida
DNA
STRUKTUR DNA
• DNA terdiri atas dua
rangkaian heliks anti-paralel
(paralel berlawanan arah)
yang melilit ke kanan suatu
poros.
• Ukuran lilitan adalah 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.
RANGKAIAN BENANG DNA
• 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.
DIMANA ASAM NUKLEAT BERPERAN?
• DNA mengandung gen, informasi yang mengatur
sintesis protein dan RNA.
• DNA mengandung bagian-bagian yang menentukan
pengaturan ekspresi 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
Terima Kasih
TUGAS INDIVIDU
MEMBUAT PAPER TENTANG
“ASAM NUKLEAT: STRUKTUR DAN
FUNGSI”
 Bentuk file, minimal 5 hal ukuran A4
 Diberi nama, NIM dan No Absen
 Kirim ke [email protected]
 Subjek: Biokimia-5 –(nama....)