ASAM NUKLEAT Nama Anggota : R.A Windu (21) Retno Putri (22) Riki Halida (23) Rita Purnamasari (24) Widya Wira U.S (25)

SEJARAH PENEMUAN ASAM NUKLEAT 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! RNA DNA

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 1 2 3 4

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

RIBONUKLEOTIDA UTAMA Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada pirimidin) yang berikatan dengan atom C nomor 1’ dari ribosa

BASA NITROGEN DAPAT BERPOSISI SYN- ATAU ANTI-

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

3. 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 samping adalah uridilat atau sitidilat) Penyampaian ribonukleotida biasana dalam bentuk singkatan (misalnya) U, atau UMP (uridin monofosfat)

KERAGAMAN IKATAN FOSFAT Hidrolisis RNA oleh enzim menghasilkan ribonukleosida 5’-mono-fosfat atau ribonukleosida 3'-monofosfat.

KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT 1 2 3 Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat

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.

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.

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 molekul- molekul 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).

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

Ribonukleotida adalah penyusun RNA Bentuk ASAM NUKLEAT a.RNA Ribonukleotida adalah penyusun RNA Ribonukleotida RNA

MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di atom C nomor 2’, lebih stabil

b.DNA Deoksiribonukleotida adalah penyusun DNA Deoksiribonukleotida

IKATAN HIDROGEN ANTAR RANGKAIAN BASA DNA Watson-Crick base pairing

STRUKTUR DNA 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 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.

DEOKSIRIBONUKLEOTIDA – PENYUSUN DNA 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 contoh di samping adalah deoksiadenilat dan deoksiguanilat). Penyampaian Deoksiribonukleotida biasanya dalam bentuk singkatan (misalnya) A, atau dA (deoksiA), atau dAMP (deoksiadenosin monofosfat)

DEOKSIRIBONUKLEOTIDA UTAMA

DNA dobel heliks dapat dikopi secara persis karena masing-masing untai mengandung sekuen nukleotida yang persis berkomplemen dengan sekuen untai pasangannya. Masing-masing untai dapat berperan sebagai cetakan untuk sintesis dari untai komplemen baru yang identik dengan pasangan awalnya.

DIMANA ASAM NUKLEAT BERPERAN? 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.