Asam Nukleat : Sifat, Ciri, Jenis, Macam, Fungsi dan Struktur adalah makromolekul pertama yang berhasil diisolasi dari dalam inti sel. Asam nukleat berbentuk rantai linier yang merupakan gabungan monomer nukleotida sebagai unit pembangunnya
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Fermentasi – Pengertian, Sifat, Faktor, Tujuan, Tahapan, Manfaat, Asam Laktat, Contoh
Asam Nukleat
Asam nukleat adalah makromolekul pertama yang berhasil diisolasi dari dalam inti sel. Asam nukleat berbentuk rantai linier yang merupakan gabungan monomer nukleotida sebagai unit pembangunnya. Molekul ini menyimpan informasi pertumbuhan sel dan reproduksi.
Asam nukleat merupakan polimer besar dengan ukuran yang bervariasi antara 25.000 /1.000.000 s/d 1 milyar. Asam nukleat baik DNA maupun RNA tersusun dari monomer nukleotida . Nukleotida tersusun dari gugus fosfat, basa nitrogen dan gula pentosa. Basa nitrogen berasal dari kolompok purin dan pirimidin. Purin utama asam nukleat adalah adenin dan guanin, sedangkan pirimidinnya adalah sitosin, timin dan urasil.
Monomer nukleotida sebagai struktur primer asam nukleat diperoleh dari hasil hidrolisis asam nukleat. Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa.
Jika hidrolisis dilanjutkan kembali terhadap senyawa nukleosida dalam larutan asam berair akan dihasilkan molekul gula dan basa nitrogen dengan bentuk heterosiklik. Sehingga komposisi molekul penyusun asam nukleat diketahui dengan jelas
Tampak bahwa struktur utama asam nukleat adalah molekul gula yang mengandung asam posfat dan basa Nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan posfodiester membentuk rantai panjang. Monomer nukleotida dapat dilihat
Senyawa gula penyusun nukleotida merupakan gula dengan atom Karbon 5 (lima) yaitu 2-deoksi-D-ribosa dan D-ribosa, lihat Bagan dibawah ini.
Basa nukleosida yang ditemukan pada asam nukleat adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), timin (T) dan urasil (U), lihat Bagan 14.58.
Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Hujan Asam – Sejarah, Penyebab, Proses, Dampak, Pengendalian, Pencegahan, UU, Contohnya
Nukleosida Penyusun Asam Nukleat
Nukleotida merupakan nukleosida yang gugus gula pada posisi 5’-nya mengikat asam fosfat (gugus fosfat) dengan ikatan ester. Nukleosida terdiri atas pentosa ( deoksiribosa atau ribosa) yang mengikat suatu basa (derivat purin atau pirimidin) melalui ikatan glikosida.
Pentosa yang berasal dari DNA ialah deoksiribosa dan dari RNA ialah ribosa. Basa purin dan pirimidin yang berasal dari DNA ialah adenin, guanin, sitosin dan timin. Sedangkan basa RNA terdiri atas adenin, guanin, sitosin dan urasil. Dengan demikian nukleosida adalah penyusun nukleotida dan dapat diberi nama trivial dan nama sistematis seperti terlihat pada tabel berikut :
Tabel 10.1 Nukleosida Penyusun Asam Nukleat
| Monomer Asam Nukleat | Nama Trivial | Nama sistematis |
| Ribonukleosida
Ribosa + basa adenin Ribosa + basa guanin Ribosa + basa urasil Ribosa + basa sitosin
Deoksiribonukleosida Deoksiribosa+ basa adenin Deoksiribosa+ basa guanin Deoksiribosa + basa sitosin Deoksiribosa + basa timin
|
Adenosin Guanosin Uridin Sitidin
Deoksi-adenosin Deoksi-guanosin Deoksi- sitidin Deoksi-timidin
|
Adenin nukleosida Guanin nukleosida urasil nukleosida Sitosin nukleosida
Deoksi-Adenin nukleosida Deoksi-Guanin nukleosida Deoksi- Sitosin nukleosida Deoksi-Timin nukleosida |
Nukleosida dalam bentuk bebas ada memiliki fungsi penting bagi kesehatan contohnya, puromisin yang berfungsi sebagai antibiotik yang menghambat sintesis protein ( dihasilkan oleh streptomyces). Arabinosil sitosin dan arabinosil adenin sebagai anti virus dan anti jamur.
Nukleotida terdapat sebagai molekul bebas atau berikatan dengan dengan sesama nukleotida membentuk asam nukleat. Contohnya dapat dilihat dalam tabel berikut:
Tabel 10.2 Mononukleotida Penyusun Asam Nukleat DNA dan RNA
| Basa Nitrogen | Nama Ribonukleotida (RNA) | Nama deoksiribonukleotida (DNA) |
| Adenin (A)
Guanin (G) Timin (T) Sitosin (C) Urasil (U) |
Adenosin 5’-monofosfat (AMP)
Guanosin 5’-monofosfat (GMP) ——————- Sitidin 5’-monofosfat (CMP) Uridin 5’-monofosfat (UMP) |
Deoksi Adenosin 5’-monofosfat (dAMP)
Deoksi Guanosin 5’-monofosfat (dGMP) Deoksi Timidin 5’-monofosfat (dTMP) Deoksi Sitidin 5’-monofosfat (dCMP) —————— |
Beberapa nukleotida yang mempunyai 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 dalm mengendalikan metabolisme hormon adrenalin. Nukleotida bebas lain adalah guanosin siklik monofosfat ( GMP siklik = cGMP ) yang diduga berfungsi sebagai penghambat enzim yang dirangsang oleh cAMP. Selain itu diketahui beberapa trifosfonukleotida selain ATP yang berperan dalam berbagai reaksi dalam sel. Misalnya CTP (Sitidin 5’- trifosfat) terlibat dalam biosintesis fosfolipid, UTP berperan dalam biosintesis berbagai senyawa karbohidrat. CTP dan UTP juga digunakan dalam biosintesis RNA dan DNA
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : “Nukleus ( Inti Sel )” Definisi & ( Struktur – Fungsi )
Jenis Asam Nukleat
Asam Deoksiribonukleat
Asam deoksiribonukleat merupakan asam nukleat yang berisi instruksi genetik yang digunakan dalam pengembangan dan fungsi dari semua organisme hidup dikenal. Peran utama dari molekul DNA adalah penyimpanan jangka panjang informasi dan DNA sering dibandingkan dengan satu set cetak biru, karena berisi petunjuk yang dibutuhkan untuk membangun komponen lain sel, seperti protein dan molekul RNA. Segmen DNA yang membawa informasi genetik ini disebut gen, tetapi urutan DNA lain memiliki tujuan struktural, atau terlibat dalam mengatur penggunaan informasi ini genetik.
Ciri-ciri Asam Deoksiribonukleat :
- 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.
- 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 :
- Komposisi basa dari DNA suatu organisme adalah tetap pada semua sel nya dan mempunyai karakteristik tertentu
- Komposisi basa dari DNA bervariasi dari suatu organisme dengan organisme lainnya dinyatakan dengan dissymmetry ratio : (A + T) / (G + C)
- Komposisi basa dari suatu spesies tidak berubah oleh umur, keadaan nutrisi, ataupun lingkungan.
- Jumlah adenin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah timin (A = T).
- Jumlah guanin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah sitosin (G=C).
- Jumlah total basa purin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah total basa pirimidin : (A + G) = (T + C).
Asam Ribonukleat
Asam ribonukleat (RNA) fungsi dalam mengkonversi informasi genetik dari gen ke dalam sekuens asam amino dari protein. Ketiga jenis universal termasuk RNA transfer (tRNA), messenger RNA (mRNA), dan RNA ribosomal (rRNA). Messenger RNA bertindak untuk membawa informasi urutan genetik antara DNA dan ribosom, mengarahkan sintesis protein. Ribosomal RNA adalah komponen utama dari ribosom, dan mengkatalisis pembentukan ikatan peptida. transfer RNA berfungsi sebagai molekul pembawa untuk asam amino yang akan digunakan dalam sintesis protein, dan bertanggung jawab untuk decoding mRNA. Selain itu, banyak kelas RNA sekarang dikenal.
Ciri-ciri Asam Ribonukleat :
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
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
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Aplikasi Bioteknologi Modern – Pengertian, Genetika, kedokteran, pertanian, peternakan, limbah, Biokimia, Virologi, Biologi sel
Macam Asam Nukleat
Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi genetika, yaitu seperangkat “ cetak biru “ tentang karakteristik actual dan potensial yang diterima oleh suatu organisme dari generasi sebelumnya, untuk kemudian diwariskan ke generasi berikutnya.
Asam nukleat ada dua macam :
- Asam Deoksiribonukleat (DNA)
- Asam Ribonukleat (RNA)
DNA merupakan molekul raksasa yang tardapat didalam nukleus ( inti sel ), dengan massa molekul relatif (Mr) berkisar dari 6 juta sampai 16 juta. Setiap bagian fungsional DNA dikenal sebagai gen. Ribuan gen dari suatu organisme mengandung sandi genetic untuk urutan protein. Artinya, ia mengandung suatu informasi untuk sederetan rantai asam amino protein. Setiap asam amino dituliskan didalam urutan DNA yang sesuai dengan bantuan kodon yang terdiri atas tiga pasangan basa yang berurutan. Sebagai contoh adalah kodon untuk asam amino Fenilalanin (Phe) yaitu TTC. Molekul DNA terdiri dari dua rantai polimer yang melengkung heliks ganda. Heliks ganda tersebut dikukuhkan oleh ikatan hydrogen antara lain timin dari rantai yang satu dengan adenine dari rantai yang lain. Dan antara sitosin dari rantai yang satu dengan guanin dari rantai lainnya.
Untuk ekspresi suatu gen, artinya sintasis dari protein-protein yang sesuai, informasi urutan DNA perlu diubah menjadi suatu urutan protein. Karena DNA sendiri tadak ikut ambil begian pada sintesis protein. Maka informasi perlu dipindahkan dari inti sel sempai ketempat dimana protein disintesis yaitu di ribosom. Untuk itu pertama melalui proses penyalinan ( transkripsi ).
RNA merupakan polimer yang mempunyai massa molekul lebih kecil yaitu dari 20 ribu sampai 40 ribu. Bagian yang relevandari gen, disalin menjadi suatu RNA caraka (messenger RNA, mRNA). Urutan mRNA yang berbentuk sejodoh dengan rantai DNA yang mengandung sandi gen yang sesuai. Karena RNA mengandung urasil sebagai pengganti ti-min, maka dari triplet DNA AAG misalnya akan terbentuk kodon mRNA UUC.
Baik DNA maupun RNA merupakan polimer atas unit-unit nukleotida. Suatu unit nukleutida terdiri atas tiga bagian: gula pentosa, basa organic ( senyawa heterosiklik yang mengandung nitrogen ), dan asam fosfat. Pentosa yang dikandung RNA adalah ribosa, sedangkan pentosa pada DNA adalah deoksiribosa, yang kekurangan suatu satu atim oksigen dari ribose. DNA dan RNA dapat dibedakan dari jenis gulanya.
BASA.
Basa asam nukleat adalah suatu heterosiklik aromatik yang berasal dari pirimidin atau purin. Lima dari basa-basa ini bersama-sama merupakan komponen utama dari asam nekleat dari selarah jaringan hidup. Basa purin adenine ( Ade ) dan guanin (Gua) seperti juga basa pirimidin sitosin (Cyt) di jumpai dalam RNA dan DNA. Sebaliknya urasil (Ura) hanya terdapat dalam RNA. Dalam DNA, urasil digantikan oleh timin (Thy), yaitu derivate 5-metil dari urasil. Sejumlah besar dari basa-basa lainnya yang dimodifikasi dijumpai pada tRNA dan pada jenis RNA lainnya.
NUKLEOSIDA, NUKLEOTIDA.
Monomer asam nukleat disebut nukleotida. Bila suatu basa dari asam nukleat dihubungkan dengan ribosa atau 2-deoksiribosa maka akan diperoleh suatu nukleosida. Nukleosida adalah nukeotida tampa gugus fosfat.
Adapun basa organic yang terdapat pada RNA ada empat macam yaitu:
- Adenin (6-Aminopurin) atau A,
- Guanin (6-oksi-2-aminopurin) atau G
- Sitosin (2-oksi-6-aminopurin) atau C
- Urasil (2,6-dioksipirimidin) atau U
Pada DNA tidak mengandung urasil, melainkan digantikan dengan timin (2,6-duoksi-5-metilpirimidin). Didalam sel, gugus 5’-OH dari komponen gula pada nukleosida pada umumnya teresterisasi dengan asam fosfat. Dari adenosin akan terbentuk adenosain 5’-OH monofosfat (AMP) dan dari dA yang sesuai dengannya dalam dAMP
Kalau rantai 5’-fosfat dihubungkan dengan rantai fosfat lainnya melalui ikatan asam anhidrida, maka diperoleh nukleosida difosfat dan trifosfat, misalnya ADP dan ATP. Kedua nuklesida ini merupakan koenzim penting pada metabolisme energi.
Oligonukleotida, Polinukleotida.
Rantai fosfat satu dengan yang lainnya dapat membentuk anhidrida asam. Hal ini memungkinkan adanya hubungan antara nukleotida satu dengan yang lainnya melalui rantai fosfat. Bila antai fosfat dari suatu nukleotida bereaksi dengan gugus 3’-OH dari nukleotida lainnya, maka terbentuk suatu dinukleotida dengan struktur asamfosfat dister. Selanjutnya melalui hubungan dengan ikatan asam fosfat diester lainnya, dinukleotida ini dapat diperpanjang dengan satu tambahan mononukleotida. Dengan cara ini terbentuk oligonukleotida dan akhirnya polinukleotida.
Polinukleotida dengan komponen ribonukleotida disebut asam ribonukleat (RNA), dan yang terbentuk dari monomer deoksiribonukleat disebut asam deoksiribonukleat (DNA). Untuk menggambarkan struktur dari oligonukleat dan polinukleat digunakan singkatan-singkatan dari komponen nukleosida yang dituliskan dari kiri ke kanan dengan arah 5’- 3’. Kadang-kadang posisi rantai fosfat ditunjukan dengan “p”. dengan demikin struktur dari RNA.
Pada nukleosida dan nukleotida, rantai pentosa terdapat dalam bentuk furanosa. Gula dan basa dihubungkan melalui suatu ikatan N-glikosidik antara C-1 gula dan N-9 cincin purin atau N-1 pirimidin. Ikatan ini selalu mempunyai konfigurasi. Jika basa organik berkaitan dengan pentosa, terbentuklah suatu nukleosida, dan jika nukleosida berkaitan dengan dengan asam fosfat, terbentuklah suatu nukleotida.
- Nukleosida pada RNA
Adenin + Ribosa = Adenosin
Guanin + Ribosa = Guanosin
Sitosin + Ribosa = Sitodin
Urasil + Ribosa = Uridin
- Nukleosida pada DNA
Adenin + Deoksiribosa = Deoksiadenosin
Guanin + Deoksiribosa = Deoksiguanosin
Sitosin + Deoksiribosa = Deoksisitidin
Timin + Deoksiribosa = Deoksitirimidin
Persis seperti asam-asam amino yang berkondensasi untuk membentuk polimer protein maka nukleotida-nukleotida juga berkondensasi untuk membentuk polimer asam nukleat (DNA dan RNA). Gugus fosfat dari suatu nukleotida berkaitan dangan bagian pentosa dari nukleotida tetangganya sehingga terbentuklah rantai asam nukleat yang sangat panjang.
Meskipun basa organik pada DNA dan RNA cuma empat macam, jumlah dan urutan basa-basa itu sangat bervariasi sehingga banyaknya! Bayangkan, untuk suatu rantai yang tersusun dari nukleotida, secara teoritis dapat terjadi 4x10E 87 jenis asam nukleat (DNA dan RNA) yang berbeda.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Fusi Sel – Pengertian, Proses, Manfaat, Antibodi, Hibridoma, Pembuatan, Contoh
Fungsi Asam Nukleat
DNA menyimpan informasi (kode) tentang jenis protein yang harus dibentukoleh suatu sel. Informasi genetic adalah relasi antara urut-urutan basa nitrogen dalam DNA menentukan urut-urutan asam amino dalam protein.struktur kode genetic itu disebut kodon. Kodon adalah rangkaian tiga nukleotida dalam urutan yang khas. Setiap kodon menentukan satu asam amino yang akan digunakan untuk sintesis protein.sel yang baru mempunyaiinformasi genetic yang identik dengan sel asal. Kadang suatu kekeliruan terjadi pada pembentukan kromosom baru.yang mengakibatkan perubahan sifat genetic. Hal seperti ini sering disebut mutasi.
Berbagai Fungsi Asam Nukleat
Ada beberapa fungsi penting lain dari asam nukleat yaitu sebagai berikut:
- Menyimpan
- Menstransmisi
- Mentranslasi informasi genetik
- Metabolisme antara (intermediary metabolisme)
- Reaksi-reaksi informasi energi
- Koenzim pembawa energi
- Koenzim pemindah asam asetat
- Zat gula
- Senyawa amino
- Biomelekul lainnya
- Dan koenzim reaksi oksidasi reduksi
Asam nukleat merupakan polinukleotida yakni polimer yang satuan penyusunnya ialah nukleotida. Nukleotida terdiri atas 3 komponen yakni basa nitrogen, pentosa (gula berkarbon lima) dan gugus fosfat. Ada dua golongan basa nitrogen yakni pirimidin terdiri atas timin (T) sitosin (S) dan urasil (U), sedangkan purin terdiri atas adenine (A) dan guanine (G).
Yang berdasarkan jenis nukleotidanya maka asam nukleat dibedakan menjadi dua macam yaitu:
- Asam ribonukleat (RNA)
- Dan Asam deoksiribonukleat (DNA)
Molekul DNA dan RNA memiliki beberapa perbedaan pokok, DNA hanya memiliki satu macam jensi. Sedangkan RNA memiliki tiga macam jenis yakni m-RNA (messenger RNA sebagai pembawa pesan), r-RNA (ribosomal RNA terdapat dalam ribosom), dan t-RNA (transfer RNA untuk membawa asam amino).
Nukleotida tidak hanya terdapat dalam molekul DNA dan RNA tetapi juga terdapat dalam molekul lainnya sebagai penyimpanan energi dan koenzim. molekul nukleotida penyimpan energi, misalnya adenosin monofosfat (AMP), adenosine difosfat (ADP), adenosine tripospat (ATP), guanosin monofosfat (GMP), guanosin trifosfat (GTP), stridin trifosfat (STP), dan uridin monofosat (UMP). Molekul nukleotida yang digunakan sebagai koenzim, contohnya ialah nikotinamida adenine dinukleotida (NAD), flavin adenine dinukleotida (FAD), dan flavin mononukleotida (FMN).
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Penjelasan Organel Sel Beserta Fungsi Menurut Para Ahli
Struktur Asam Nukleat
Struktur Asam Deoksiribonukleat (DNA)
Asam ini adalah polimer yang terdiri atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga membentuk rantai polinukleotida yang panjang.
Molekul DNA yang panjang ini terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat.
Secara kimia DNA mengandung karakteri/sifat sebagai berikut:
- Memiliki gugus gula deoksiribosa.
- Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).
- Memiliki rantai heliks ganda anti paralel
- Kandungan basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan spesifik satu dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin ( G –C), dan adenin berpasangan dengan timin (A – T), sehingga jumlah guanin selalu sama dengan jumlah sitosin. Demikian pula adenin dan timin.
Struktur Asam Ribonukleat (RNA)
Asam ribonukleat adalah suatu polimer yang terdiri atas molekul-molekul ribonukleotida. Seperti DNA asam ribonukleat terbentuk oleh adanya ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul ribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Rumus strukturnya sama dengan gambar 10.2 tetapi gulanya adalah ribosa ( atom C nomor 2 mengikat gugus OH)
RNA memiliki sifat spesifik yang berbeda dengan sifat kimia DNA, yakni dalam hal:
- Gula pentosanya adalah ribosa
- RNA memiliki ribonukleotida guanin(G), sitosin (C), adenin (A) dan Urasil (U) pengganti Timin pada DNA.
- Untai fosfodiesternya adalah untai tunggal yang bisa melipat membentuk jepit rambut seperti untai ganda.Beda dengan DNA bentuk molekulnya heliks ganda.
- Prosentasi kandungan bas tidak harus sama, pasangan adenin tidak harus sama dengan urasil, dan sitosin tidak harus sama dengan guanin.
Ada tiga jenis RNA yaitu tRNA (transfer RNA), mRNA ( messenger RNA ) dan rRNA (ribosomal RNA). Ketiga macam RNA ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda, tetapi ketiganya secara bersama-sama mempunyai peranan penting dalam sintesis protein.
Struktur asam nukleat dapat dilihat/tertulis dalam bentuk struktur primer, sekunder, dan tersier. Struktur primer terbentuk bila gugus fosfat satu nukleotida berikatan ester dengan gugus hidroksil nukleotida lain melalui ikatan kovalen. Penggabungan berbagai nukleotida ini membentuk rantai rantai panjang (polinukleotida). Dua ciri penting semua polinukleotida adalah:
- Ikatan fosfodiester polinukleotida antara unit-unit monomer selalu antara karbon 3’ dari satu monomer dan karbon 5’ dari yang berikutnya. Jadi 2 ujung DNA dari rantai polinukleotida linear tersebut akan berlawanan. Satu ujung secara normal akan melakukan reaksi dengan fosfat 5’ dan yang lain bereaksi dengan gugus hidroksil 3’.
- Rantai polinukleotida mempunyai kekhasan, ditentukan melalui urutan basanya.
Struktur sekunder DNA ditemukan oleh James D. Watson dan F.H.C Crick (1953). Mereka menyusun pola difraksi sinar X yang menunjukkan model polideoksiribonukleotida berbentuk heliks ganda.
Gambar 10.4 menjelaskan bahwa
- (A) pita pada diagram menunjukkan tulang belakang gula-fosfat dari dua untai DNA. Heliks ini adalah heliks ”tangan kanan”, berlekuk keatas dengan arah kekanan. Kedua untaian diikat bersama oleh ikatan hidrogen (digambarkan garis titik-titik) diantara basa nitrogen, yang berpasangan dibagian dalam heliks ganda.
- (B) menunjukkan sebagian struktur kimia, dengan dua untai yang diuraikan, perhatikan bahwa untaian memiliki orientasi arah yang berlawanan.
- (C) pasangan basa nitrogen yang terikat kuat tampak jelas pada model komputer (tiga dimensi). Daya tarik menarik antara pasangan basa yang berpotongan mempunyai peranan penting dalam mempertahankan molekul.
Struktur sekunder RNA adalah kumparan acak tunggal dan beberapa bagian berbentuk heliks yang menunjukkan pasangan basa. Struktur sekunder RNA bermacam-macam sesuai jenis RNA-nya. Jenis mRNA dapat berbentuk heliks, tRNA berbentuk daun semanggi dan rRNA berbentuk acak.
Banyak DNA secara alami mempunyai struktur tersier. Salah satu contohnya adalah struktur sirkular yang dapat berbentuk acak (berlilitan) dan sirkular terbuka. Pelilitan merupakan struktur DNA yang tertutup secara kovalen karena untai polinukleotidanya tetap utuh. Struktur ini tidak mempunyai ujung 5’ atau 3’ bebas. Jika salah satu untai polinukleotida putus,
maka heliks ganda akan kembali kebentuk normalnya sebagai sirkulasi terbuka. Contoh DNA tersier adalah DNA virus ST-40, DNA plasmid bakteri, dan lain-lain. Struktur DNA ini mempunyai sifat sangat khas dan bermanfaat untuk rekayasa gen.
Pada gambar 10.5 terlihat antara basa-basa yang terdapat pada rantai molekul terbentuk ikatan hidrogen, yakni ikatan antara atom-atom hidrogen dan nitrogen. Pasangan Adenin dengan Timin terbentuk dengan dua ikatan hidrogen ( A=T), sedangkan Guanin dengan Sitosin terbentuk dengan tiga ikatan hidrogen ( G ≡ C).
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Struktur Dan Fungsi Sel Hewan Beserta Penjelasannya
Tatanama Asam Nukleat
Asam nukleat istilah adalah nama keseluruhan untuk DNA dan RNA, anggota keluarga biopolimer, dan ini identik dengan polinukleotida. Asam nukleat dinamai untuk penemuan awal mereka dalam inti, dan untuk gugus fosfat (terkait dengan asam fosfat). Meskipun pertama kali ditemukan dalam nukleus dari eukariotik sel, asam nukleat sekarang dikenal dapat ditemukan dalam semua bentuk kehidupan, termasuk dalam bakteri, archaea, mitokondria, kloroplas, virus dan viroid. Semua sel hidup dan organel mengandung DNA dan RNA, sedangkan virus mengandung baik DNA atau RNA, tetapi biasanya tidak keduanya. Komponen dasar asam nukleat biologis adalah nukleotida yang masing-masing berisi gula pentosa (ribosa atau deoksiribosa), sebuah fosfat kelompok, dan nucleobase . Asam nukleat juga dihasilkan dalam laboratorium, melalui penggunaan enzim (DNA dan RNA polimerase) dan dengan padat-fase sintesis kimia.
Metode kimia juga memungkinkan generasi asam nukleat yang berubah yang tidak ditemukan di alam, misalnya asam nukleat peptida .
- 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
- 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 PURIN
GUGUS FOSFAT
- Nukleosida : Senyawa antara purin dan primidin dengan ribosa dan deoksiribosa. Beberapa nama nukleosida :
- Nukleotida : Ester nukleosida dengan asam fosfat.
Singkatan nama beberapa nukleotida dan Fungsi nukleotida :
- Sebagai pembawa energy. 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) -
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 -
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
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Sel : Pengertian, Bagian, Struktur, Dan Komponen Beserta Fungsinya Dalam Biologi Lengkap
Hidrolisis Asam Nukleat
1. Hidrolisis dengan enzim
Hidrolisis dengan enzim→ enzim nuklease, yang terdiri dari :
- enzim eksonuklease→ menyerang ujung rantai polinukleotida
- 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.
