ASAM NUKLEAT

Mengapa domba selalu melahirkan domba ?Mengapa ayam selalu melahirkan ayam ?Dapatkah sapi melahirkan kambing atau ayam?

Hal ini terjadi karena ada sesuatu Zat yang mengatur, ada suatu pola atau pesan yang tetap yang tersimpan terus menerus dan turun temurun. Sehingga orang tua / induk akan melahirkan generasi yang sama.

Zat tersebut terdapat di seluruh sel didalam tubuh mahluk hidup, baik itu hewan, manusia, tumbuhan ataupun bakteri. Zat tersebut adalah Nukleotida atau Asam Nukleat yang ada dalam RNA (Ribo Nucleic Acid ) dan DNA (Deoksiribo Nucleic Acid ). Salah satu fungsi Asam Nukleat adalah sebagai agen penyimpan informasi genetik yang dipertahankan turun temurun

Sifat yang spesifik atau menonjol dari orang tua/ induk yang diturunkan kepada anaknya. Contoh : Rambut kriting atau lurus; mata bulat atau sipit dsb , sifat sifat tersebut dinamakan faktor keturunan.

Dengan perkembangan ilmu, factor keturunan dipelajari dalam ilmu genetika yang tiada lain berasal dari kata gen yaitu suatu unit pembawa factor keturunan yang terdapat pada kromosom dalam inti setiap sel hidup. Gen kini diketahui adalah DNA.

Asam Nukleat nerupakan biomolekul / polimer yang mengandung unsur-unsur C, H, O, N dan P, tapi bukan karbohidrat, bukan protein dan bukan lipida. Asam Nukleat sering disebut Nuclein

PROTEIN ASAM NUKLEAT

NUKLEOPROTEIN

NUKLEOSIDA ASAM PHOSPAT

BASA PURIN/BASA

PIRIMIDIN

PENTOSA

NUKLEOTIDA

Nukleotida berbeda dengan nukleosida Nukleotida berbeda dengan nukleosida karena karena nukleosida tdk mempunyai gugus fosfatnukleosida tdk mempunyai gugus fosfat

Sehingga kita sering menuliskan nukleotida Sehingga kita sering menuliskan nukleotida sebagai sebagai Nukleosida monofosfatNukleosida monofosfat Nukleosida difosfatNukleosida difosfat Nukleosida trifosfatNukleosida trifosfat

Tergantung pada jumlah fosfat yg dimilikiTergantung pada jumlah fosfat yg dimiliki

Deoksiribonukleotida ditulis dng tambahan “d” Deoksiribonukleotida ditulis dng tambahan “d” menunjukkan adanya gugus hidroksil pd atom C menunjukkan adanya gugus hidroksil pd atom C nomer 2nomer 2

Terdiri dari 2 golongan :Terdiri dari 2 golongan : RibonukleotidaRibonukleotida DeoksiribonukleotidaDeoksiribonukleotida

Jenis nukleotida : Jenis nukleotida : Nama tergantung pada basanyaNama tergantung pada basanya Jumlah fosfat yang dimilikiJumlah fosfat yang dimiliki

Adenin AMP, ADP, ATP, dAMP, dADP, dATPAdenin AMP, ADP, ATP, dAMP, dADP, dATP

Guanin GMP, GDP, GTP, dGMP, dGDP, dGTPGuanin GMP, GDP, GTP, dGMP, dGDP, dGTP

Sitosin CMP, CDP, CTP, dCTP, dCDP, dCTP Sitosin CMP, CDP, CTP, dCTP, dCDP, dCTP

Timin TMP, TDP, TTP, -Timin TMP, TDP, TTP, -

Urasil UMP, UDP, UTP, dUMP, dUDP, dUTPUrasil UMP, UDP, UTP, dUMP, dUDP, dUTP

Nukleotida mengikat basa nitrogennya pada Nukleotida mengikat basa nitrogennya pada atom C no. 1, dgn ikatan glikosidaatom C no. 1, dgn ikatan glikosida

Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil atom C Gugus fosfat terikat pada gugus hidroksil atom C no. 5no. 5

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 PIRIMIDIN DAN PURIN

Basa purin mempunyai dua buah cincin (bisiklik), sedangkan basa pirimidin hanya mempunyai satu cincin (monosiklik).

BASA-BASA DALAM ASAM NUKLEAT

GUGUS FOSFAT

Nukleosida (Gula Ribosa yang berikatan dengan basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil

disebut nukleotida.

Asam nukleat

Merupakan bagian organisme hidup yg sangat Merupakan bagian organisme hidup yg sangat pentingpenting

Membawa informasi genetika yang akan Membawa informasi genetika yang akan diturunkan / ditransfer dr generasi ke generasi. diturunkan / ditransfer dr generasi ke generasi. Semua informasi yg ada dlm sel Semua informasi yg ada dlm sel DNA DNA

Ada 2 macam:Ada 2 macam: Asam deoksiribonukleat : AND / DNAAsam deoksiribonukleat : AND / DNA Asam ribonukleat : ARN / RNAAsam ribonukleat : ARN / RNA

Asam nukleat mrpk polimer nukleotida yg Asam nukleat mrpk polimer nukleotida yg dihubungkan dgn ikatan fosfodiesterdihubungkan dgn ikatan fosfodiester

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.

NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT

Ribonukleotida adalah penyusun RNA

RibonukleotidaRNA

KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAM NUKLEAT

OrganismeOrganisme AA GG CC TT

Escherichia coliEscherichia coli 24,724,7 26,026,0 25,725,7 23,623,6

KhamirKhamir 31,331,3 18,718,7 17,117,1 32,932,9

GandumGandum 27,327,3 22,722,7 22,822,8 27,127,1

SalmonSalmon 29,729,7 20,820,8 20,420,4 29,129,1

AyamAyam 28,828,8 20,520,5 21,521,5 29,329,3

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).

DNA RNA

PENAMAAN NUKLEOTIDA (1)

PENAMAAN NUKLEOTIDA (2)

IKATAN HIDROGEN ANTAR RANGKAIAN BASA DNA

Watson-Crick base pairing

NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT

Deoksiribonukleotida adalah penyusun DNA

DNADeoksiribonukleotida

H

DNA (DeoxyriboNucleic Acid )

Dikenal sebagai materi genetikDikenal sebagai materi genetik Merupakan komponen kromosomMerupakan komponen kromosom Merupakan polimer deoksiribonukleotida Merupakan polimer deoksiribonukleotida

yg dihubungkan dengan ikatan yg dihubungkan dengan ikatan fosfodiesterfosfodiester

Backbone (rangka) terdiri dr: gugus fosfat Backbone (rangka) terdiri dr: gugus fosfat dan gula yg saling berselingdan gula yg saling berseling

Memiliki orientasi 5’ Memiliki orientasi 5’ 3’ jk gugus fosfat 3’ jk gugus fosfat dr C5 berikatan dgn OH C3dr C5 berikatan dgn OH C3

Ikatan hidrogen

H

H

H H

O

O

H

C

C

C C

N

N

C

TiminH

N

H

H

N

C C

C

C

N

N H

N

C

Adenin

H

O

N

H C

C C

N

N

C

Sitosin

H

H

H

N

C C

C

C

N

N H

N

C

Guanin

NH

O

H

STRUKTUR DNA

• DNA terdiri atas dua rangkaian heliks anti-paralel (paralel berlawanan arah) yang melilit ke kanan suatu poros.

• Kerangka yang berselang-seling 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.

Pd sel eukariot, DNA terdapat di dlm nukleus, Pd sel eukariot, DNA terdapat di dlm nukleus, sedangkan pada sel prokariot, terdpt dlm sitoplasma sedangkan pada sel prokariot, terdpt dlm sitoplasma atau nukleoid dan berfungsi sbg molekul hereditas atau atau nukleoid dan berfungsi sbg molekul hereditas atau pewarisan sifat.pewarisan sifat.

Molekul RNA disintesis dari DNA dan berperan dlm Molekul RNA disintesis dari DNA dan berperan dlm sintesis protein di dlm sitoplasma (ribosom)sintesis protein di dlm sitoplasma (ribosom)

Satu nukleotida terdiri atas 3 bagian yi gula berkarbon 5 Satu nukleotida terdiri atas 3 bagian yi gula berkarbon 5 (pentosa), basa organik heterosiklik (mengandung (pentosa), basa organik heterosiklik (mengandung karbon, nitrogen dan berbentuk datar) dan gugus fosfat karbon, nitrogen dan berbentuk datar) dan gugus fosfat bermuatan negatif, yg membuat polimer bersifat asam.bermuatan negatif, yg membuat polimer bersifat asam.

Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami kehilangan satu pada DNA gula pentosanya mengalami kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula 2’-deoksiribosa gula 2’-deoksiribosa

Pada DNA, dan juga RNA, purin terdiri atas Pada DNA, dan juga RNA, purin terdiri atas adeninadenin (A)(A) dan dan guanin (G)guanin (G). .

Akan tetapi, untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA Akan tetapi, untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA dan RNA. dan RNA.

Kalau pada DNA basa pirimidin terdiri atas Kalau pada DNA basa pirimidin terdiri atas sitosin (C)sitosin (C) dan dan timin (T)timin (T), pada RNA tidak ada timin dan sebagai , pada RNA tidak ada timin dan sebagai gantinya terdapat gantinya terdapat urasil (U)urasil (U). .

Timin berbeda dengan urasil hanya karena adanya Timin berbeda dengan urasil hanya karena adanya gugus metil pada posisi nomor 5 sehingga timin dapat gugus metil pada posisi nomor 5 sehingga timin dapat juga dikatakan sebagai 5-metilurasil. juga dikatakan sebagai 5-metilurasil.

Di antara ketiga komponen monomer asam nukleat Di antara ketiga komponen monomer asam nukleat tersebut di atas, hanya basa N-lah yang memungkinkan tersebut di atas, hanya basa N-lah yang memungkinkan terjadinya variasi. terjadinya variasi.

Pada kenyataannya memang urutan (sekuens) basa N Pada kenyataannya memang urutan (sekuens) basa N pada suatu molekul asam nukleat merupakan penentu pada suatu molekul asam nukleat merupakan penentu bagi spesifisitasnya. bagi spesifisitasnya.

Dengan perkataan lain, penggambaran suatu molekul Dengan perkataan lain, penggambaran suatu molekul asam nukleat hanya dengan menuliskan urutan asam nukleat hanya dengan menuliskan urutan basanya saja.basanya saja.

Pada asam nukleat terdapat pula ikatan kovalen melalui Pada asam nukleat terdapat pula ikatan kovalen melalui gugus fosfat yang menghubungkan antara gugus hidroksil gugus fosfat yang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. Ikatan ini Ikatan ini dinamakan dinamakan ikatan fosfodiester ikatan fosfodiester karena secara kimia gugus karena secara kimia gugus fosfat berada dalam bentuk diester fosfat berada dalam bentuk diester

Basa purin dan pirimidin tidak berikatan secara kovalen satu Basa purin dan pirimidin tidak berikatan secara kovalen satu sama lainsama lain

Oleh karena itu, suatu polinukleotida tersusun atas kerangka Oleh karena itu, suatu polinukleotida tersusun atas kerangka gula-fosfat yang berselang-seling dan mempunyai ujung 5’-P gula-fosfat yang berselang-seling dan mempunyai ujung 5’-P dan 3’-OH. dan 3’-OH.

Adanya ujung-ujung tersebut menjadikan rantai Adanya ujung-ujung tersebut menjadikan rantai polinukleotida linier mempunyai arah tertentu. polinukleotida linier mempunyai arah tertentu.

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

RNA

Rantai tunggalRantai tunggal Struktur pembentuk rantai sama dengan DNA, Struktur pembentuk rantai sama dengan DNA,

ribosa, fosfat, basa purin (A,G), pirimidin (C,U)ribosa, fosfat, basa purin (A,G), pirimidin (C,U) Tipe RNA : mRNA (membawa kode genetik Tipe RNA : mRNA (membawa kode genetik

dalam sequenching asam amino, tRNA dalam sequenching asam amino, tRNA (identifikasi dan transfer asam amino ke (identifikasi dan transfer asam amino ke ribosom), rRNA (merupakan bagian dari ribosom), rRNA (merupakan bagian dari ribosom yang berfungsi dalam pembentukan ribosom yang berfungsi dalam pembentukan protein)protein)

DNA vs RNA

Gula : deoksiribosa Gula : deoksiribosa

Basa : AGCTBasa : AGCT Untai gandaUntai ganda Sebagian besar di Sebagian besar di

nukleus, sedikit dinukleus, sedikit di

mitokondria dan mitokondria dan

kloroplaskloroplas Informasi genetikInformasi genetik DNaseDNase

Gula : ribosaGula : ribosa Basa : AGCUBasa : AGCU Untai tunggalUntai tunggal Dalam sitoplasma, Dalam sitoplasma,

nukleus, kromosomnukleus, kromosom Sintesis proteinSintesis protein RNaseRNase

Setiap makhluk hidup mempunyai sel yang Setiap makhluk hidup mempunyai sel yang didalam inti selnya terdapat kromosom didalam inti selnya terdapat kromosom dengan jumlah yang berbedadengan jumlah yang berbeda

- manusia : 23 pasang kromosom- manusia : 23 pasang kromosom

- sapi : 30- sapi : 30 Total kromosom didalam inti sel disebut Total kromosom didalam inti sel disebut

GenomGenom

PERANAN ASAM NULKEAT DALAM SINTESIS PROTEIN

DNA MATERI GENETIK YANG BERPERAN DALAM INFORMASI PEMBENTUKAN PROTEIN

PROSES PEMBENTUKAN PROTEIN ( 3 TAHAP) :

REPLIKASI DNA RNA PROTEIN transkripsi translasi

m RNA t RNA r RNA

REPLIKASI : SATU SETIAP UNTAI GANDA DNA INDUK DICOPY SECARA PERSIS SESUAI DENGAN PASANGAN NUKLEOTIDANYA

TRANSKRIPSI : INFORMASI YANG TERDAPAT DI DALAM DNA DISATUKAN DENGAN PASANGAN BASA MEMBENTUK URUTAN RIBONUKLEOTIDA YANG SESUAI MENJADI SEBUAH RANTAI RNA

TRANSLASI : INFORMASI DARI DNA KE m RNA DITERJEMAHKAN SEBAGAI PERINTAH UNTUK MEMBUAT POLIMERASI ASAM-ASAM AMINO YANG TELAH DIPROGRAM SUSUNAN PROTEIN TERTENTU

• Proses pengkopian/penyalinan molekul DNA menjadi utas RNA yang komplementer.

• Melibatkan RNA Polymerase• Informasi yang terdapat didalam DNA disatukan

dengan pasangan basa membentuk urutan ribonukleotida yang sesuai menjadi sebuah rantai RNA

Transkripsi

Translasi / sintesis protein

-Proses penerjemahan kodon-kodon pada mRNA menjadi polipeptida.

-Kode genetik merupakan aturan yang penting

-Urutan nukleotida mRNA dibawa dalam gugus tiga – tiga. Setiap gugus tiga disebut kodon.

-Dalam translasi, kodon dikenali oleh lengan antikodon yang terdapat pada tRNA

DAFTAR KODE GENETIK

Kodon

KodonKodon (kode (kode genetik) adalah deret ) adalah deret nukleotida pada pada mRNA yang terdiri atas yang terdiri atas kombinasi tiga nukleotida berurutankombinasi tiga nukleotida berurutan[1] yang yang menjadi suatu menjadi suatu asam amino tertentu tertentu[2] sehingga sering disebut sebagai kodon sehingga sering disebut sebagai kodon triplet.triplet.

Kodon awalKodon awal (AUG) dan (AUG) dan kodon akhirkodon akhir (UAA, (UAA, UAG atau UGA)UAG atau UGA)