Asam Nukleat

Posted by : Unknown Selasa, 27 Mei 2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tubuh manusia tersusun atas berbagai macam senyawa organik salah satunya adalah apa yang kita kenal sebagai Asam Nukleat. Asam Nukleat terdapat didalam inti sel, hal ini mengindikasikan pentingnya Asam Nukleat dalam menopang seluruh proses kehidupan dalam tubuh. Dalam kenyataannya, memang kode genetik yang tesimpan dalam rantaian DNA digunakan untuk membuat protein, kapan, dimana dan seberapa banyak.

Asam nukleat memegang peranan sangat penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa N). Asam nukleat memiliki fungsi utama dalam tubuh yaitu antara lain sebagai materi genetik dan juga koenzim.

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Apa pengertian asam nukleat?

2. Bagaimana struktur dari nukleotida dan nukleosida?

3. Bagaimana struktur DNA?

4. Bagaimana struktur RNA?

1.3 Tujuan Penulisan

Berdasarkan perumusan masalah di atas, makalah ini bertujuan untuk:

1. Menjelaskan pengertian asam nukleat.

2. Menjelaskan struktur dari nukleotida dan nukleosida.

3. Menjelaskan struktur dari DNA.

4. Menjelaskan struktur dari RNA.

1.4 Manfaat Hasil Penulisan

Makalah ini dibuat agar dijadikan sebagai acuan atau panduan untuk para pembaca dan juga mahasiswa Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan dalam proses pembelajaran baik di kampus maupun di luar kampus.

1.5 Metode Penulisan

Metode penulisan makalah ini adalah dengan literatur. Adapun literatur yang digunakan yaitu dari buku dan internet.

BAB II

ASAM NUKLEAT

2.1 IDENTITAS

A. Standar Kompetensi

Mahasiswa mampu memahami struktur dan peranan Asam Nukleat

B. Kompetensi Dasar

Mahasiswa mampu :

1. Menjelaskan pengertian Asam Nukleat.

2. Menjelaskan struktur dari nukleotida dan nukleosida.

3. Menjelaskan struktur Deoksiribonukleat (DNA).

4. Menjelaskan struktur Ribonukleat (RNA).

C. Indikator Keberhasilan Perkuliahan

Mahasiswa dapat :

1. Menjelaskan pengertian Asam Nukleat.

2. Menjelaskan struktur dari nukleotida dan nukleosida.

3. Menjelaskan struktur Deoksiribonukleat (DNA).

4. Menjelaskan struktur Ribonukleat (RNA).

2.2 MATERI POKOK

1. Pengertian 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) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.

Pengertian lain tentang asam nukleat adalah suatu polimer yang terdiri atas banyak molekul nukleotida. Asam nukleat ada dua macam, yaitu DNA dan RNA. Asam-asam nukleat terdapat pada jaringan-jaringan tubuh sebagai nukleoprotein, yaitu gabungan antara asam nukleat dengan protein. Untuk memperoleh asam nukleat dari jaringan-jaringan tersebut, dapat dilakukan ekstraksi terhadap nukleoprotein terlebih dahulu menggunakan larutan garam 1M. Setelah nukleoprotein terlarut, dapat diuraikan atau dipecah menjadi protein-protein dan asam nukleat dengan menambah asam-asam lemah atau alkali secara hati-hati, atau dengan menambah NaCl hingga larutan menjadi jenuh. Setelah terpisah dari protein yang mengikatnya, asam nukleat dapat diendapkan dengan penambahan alkohol perlahan-lahan. Di samping itu penambahan NaCl hingga jenuh akan mengendapkan protein (Poedjiadi, Anna, 1994: 133)

Cara lain untuk memisahkan asam nukleat dari protein ialah menggunakan enzim pemecah protein, misalnya tripsin. Ekstraksi terhadap jaringan-jaringan dengan asam triklorasetat, dapat pula memisahkan asam nukleat. Denaturasi protein dalam campuran dengan asam nukleat ini dapat pula menyebabkan terjadinya denaturasi asam nukleat itu sendiri. Oleh karena itu asam nukleat itu mengandung pentosa, maka bila dipanasi dengan asam sulfat akan terbentuk furfural. Furfural ini akan memberikan warna merah dengan anilina asetat atau warna kuning dengan p-bromfenilhidrazina. Apabila dipanasi dengan difenilamina dalam suasana asam, DNA akan memberikan warna biru. Pada dasarnya reaksi-reaksi warna untuk ribosa dan dioksiribosa dapat digunakan untuk keperluan identifikasi asam nukleat (Poedjiadi, Anna, 1994: 133).

2. Nukleotida dan Nukleosida

1. Nukleosida

Nukleosida merupakan sebutan untuk bagian dari nukleotida tanpa gugus fosfat. Dengan demikian, nukleosida tersusun dari gula ribosa atau deoksiribosa dan basa nitrogen.

Nukleosida merupakan kerangka dasar bagi terbentuknya AMP, ADP, dan ATP. Proses pembentukan ketiga senyawa pembawa energi kimia ini biasanya terjadi di mitokondria sebagai bagian dari reaksi katabolisme/respirasi.

2. Nukleotida

Asam nukleat adalah makromolekul yang terdapat sebagai polimer yang disebut polinukleotida (polynucleotide), setiap polinukleotida terdiri atas merupakan polimer dari monomer-monomer yang disebut nukleotida. Nukleotida secara umum sebenarnya adalah nukleosida yang berikatan dengan sebuah atau lebih gugus fosfat. Suatu nukleotida terdiri atas tiga bagian, yaitu sebuah molekul organik yang disebut basa-nitrogen, sebuah pentosa (gula berkarbon lima), dan satu atau lebih gugus fosfat.

Terdapat dua keluarga basa nitrogen, yaitu pirimidin dan purin. Pirimidin memiliki cincin enam-anggota yang terdiri dari atom karbon dan atom nitrogen. Anggota keluarga pirimidin adalah sitosin (S), timin (T), dan urasil (U). Purin lebih besar, dengan cincin enam-anggota yang menyatu dengan suatu cincin lima-anggota. Yang termasuk purin adalah adenin (A) dan guanin (G). Pirimidin dan purin yang spesifik berbeda dalam hal gugus fungsional yang terikat ke cincinnya. Adenin, guanin dan sitosin ditemukan pada kedua jenis asam nukleat. Timin hanya ditemukan dalam DNA dan urasil hanya ditemukan pada RNA.

3. DNA ( Asam deoksiribonukleat )

1. Pengertian DNA

DNA merupakan rangkaian nukleotida atau polinukleotida.Setiap nukleotida DNA terdiri atas satu gugus gula pentosa yang disebut Deoksiribosa, satu gugus fosfat, dan satu basa nitrogen. Basa nitrogen terdiri atas Adenin(A) dan guanin (G) dari golongan purin serta sitosin (S) dan Timin (T) dari golongan pirimidin. DNA memiliki struktur heliks ganda atau seperti tangga tali yang terpilin dan tersusun atas dua rantai polinukleotida secara antiparalel (berlawanan) satu sama lain yaitu satu benang berjalan dari ujung 3 ke ujung 5 dan benang lain dari ujung 5 ke ujung 3. Pasangan basa nitrogen pada DNA selalu tetap yaitu adenin dengan timin(A-T) yang dihubungkan oleh dua ikatan hidrogen, dan sitosin dengan guanin (S-G) yang dihubungkan oleh tiga ikatan hidrogen. DNA terdapat didalam nukleos, mitokondria, plastida dan sentriol.

2. Stuktur DNA

DNA memiliki komponen yang terdiri atas basa nitrogen, gula pentosa, dan gugus fosfat. Basa nitrogen dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu basa purin dan basa pirimidin. Basa purin pada DNA, yaitu adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidinnya adalah sitosin (C) dan timin (T). Dengan demikian, DNA mengandung A, G, C, dan T.

Gula pentosa yang terdapat pada asam nukleat membedakan DNA dan RNA. Pentosa yang terdapat pada DNA adalah 2-deoksiribosa, sedangkan pentosa pada RNA adalah ribosa. Perbedaan antara ribosa dan deoksiribosa adalah bahwa deoksiribosa kekurangan satu atom oksigen.

Pengikatan antara basa dengan gula disebut nukleosida. Jika terjadi penambahan gugus fosfat, pengikatan basa-gula-fosfat disebut nukleotida. Nukleotida merupakan dasar bangunan asam nukleat. Nukleotida saling berkaitan membentuk rantai polinukleotida. Gula-fosfat merupakan tulang punggung rantai nukleotida.

Baik DNA maupun RNA dibentuk dari nukleotida trifosfat. Pada RNA, nukleotida ini adalah ATP (Adenosin Trifosfat), CTP, GTP dan UTP. Deoksi ekuivalen dari fosfat-fosfat tersebut (diberi tanda d ATP, dCTP, d GTP, dan d TTP) dipakai dalam pembentukan DNA

Secara ringkas, model DNA Watson dan Crick dapat dinyatakan sebagai berikut :

Ø DNA terdiri atas dua untai polinukleotida.

Ø Kedua untai tersebut membentuk heliks ganda yang membentuk heliks ganda yang menyerupai tangga spiral.

Ø Gugus gula dan fosfat merupakan tulang punggung heliks dan pasangan basa terletak di bagian tengah.

Ø Kedua untai dihubungkan oleh ikatan hidrogen lemah.

Ø Kedua untai bersifat antiparalel, yaitu jika untaian yang satu mengarah dari 3’ ke 5’, maka untai lainnya akan mengarah dari 5’ ke 3’.

Ø Lebar molekul DNA adalah 20 A.

Ø Besar satu putaran heliks adalah 34 A.

Ø Dalam satu putaran heliks terdapat 10 pasangan basa.

Ø Adenin selalu berpasangan dengan timin dan memiliki dua ikatan hidrogen, sedangkan sitosin selalu berpasangan dengan guanin dengan tiga ikatan hidrogen.

Ø Nukleotida pada untai heliks dihubungkan oleh ikatan fosfodiester.

(Campbell : 95)

Urutan linear basa dalam suatu gen akan menspesifikasikan urutan asam amino – sturuktur primer – dari suatu protein, yang selanjutnya akan menspesifikasi konformasi tiga dimensi protein dan fungsinya dalam sel.

Dengan demikian, struktur DNA menyebabkan fungsinya DNA tersebut dalam penghantaran (transmisi) informasi genetik kesuatu sel bereproduksi.

3. Replikasi DNA

Ada tiga teori yang menjelaskan replikasi DNA, yaitu teori konservatif, semikonservatif, dan dispersif. Teori yang banyak diterima para ahli adalah teori semikonservatif. Menurut teori tersebut, pada saat replikasi dimulai, terdapat enzim khusus yang menyebabkan pilinan DNA lepas, yaitu enzim helikasi. Helikasi memutuskan ikatan hidrogen dan membebaskan ikatan hidrogen antarpasangan basa. Setiap untaian DNA lama berfungsi sebagai cetakan bagi untai DNA baru, sehingga tiao-tiap untai DNA baru terdiri dari satu untai lama dan satu untai baru.

Replikasi DNA merupakan proses rumit yang melibatkan sekelompok enzim yang disebut aparatus replikasi atau replisom. Kelompok enzim tersebut, antara lain, enzim helikase, yang berfungsi melepas atau membuka pilin DNA ; enzim polimerase DNA, yang memulai sintesis perpanjangan untai DNA ; dan enzim ligase yang bekerja menyambung fragmen-fragmen DNA hasil sintesis.

Gen (DNA) dan hasil gen (protein) mendokumentasikan latar belakng herediter (turun -menurun) suatu organisme. Urutan nukleotida pada molekul DNA diturunkan dari orangtua ke anak-anaknya, dan urutan DNA ini menentukan urutan asam amino protein.

4. Asam Ribonukleat (RNA)

1. Pengertian Asam Ribonukleat RNA

Asam ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) senyawa yang merupakan bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam dogma pokok (central dogma) genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.(http:wikipedia_ Asam ribonukleat)

Asam Ribonukleat RNA adalah asam nukleat lain selain DNA. Ada sebagian virus yang mempunyai RNA sebagai bahan dasar genomnya, sedangkan makhluk yang lain termasuk bakeri dan eukariot menggunakan DNA sebagai genomnya. Dilihat dari segi evolusi diduga bahwa gen makhluk hidup pertama adalah RNA, jadi virus RNA merupakan pionir makhluk hidup. Di luar bahan genom, masih terdapat RNA lain seperti mRNA, tRNA, dan rRNA yang mempunyai semua organisme seluler dan berperan dalam proses ekspresi gen

Pada umumnya molekul RNA merupakan rantai berutas tunnggal, kecuali RNA genom beberapa virus berutas ganda. RNA sebagaimana DNA disusun oleh nukleotida-nukleotida satu dengan yang lain dihubungkan dengan ikatan 5-3 fosfodiester. Fosfat yang terdapat pada C ke 5 pada satu ribonukleotida dihubungkan dengan C ke 3 pada nukleotida yang lain. Sehingga akan terbentuk satu rantai nukleotida sebagaimana DNA, dengan kedua ujungnya terdiri dari ujung 5’p dan ujung 3‘ OH. (Muhammad Jusuf, Genetika 1 Struktur dan ekspresi gen)

2. Stuktur Asam Ribonukleat RNA

Di samping DNA kebanyakan sel-sel beinti tidak sejati (prokaryotic) maupun yang berinti (eukaryotic) memiliki asam nukleat lain yang sangat penting pula yang di namakan asam ribonukleat (ARN). Virus (seperti virus mozaik tembakau dan virus influenza) tidak memiliki DNA melainkan hanya RNA saja. Pada makhluk-makhluk ini RNA-lah merupakan molekul genetic keseluruhannya dan membawa segala pertanggungan jawab seperti yang dimiliki DNA. Karena itu RNA demikian itu sering disebut juga RNA genetic, sedangkan RNA dalam sel disebut RNA non-genetik.(Suryo,Genetika Manusia)

RNA merupakan rantai tunggal polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

- 5 karbon

- basa nitrogen yang terdiri dari golongan

purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)

- gugus fosfat

Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.( http:wikipedia_Mengenal DNA dan RNA)

· RNA berbeda dari DNA dalam beberapa hal :

1. Mengenai ukuran dan bentuk

Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari pada DNA. DNA berbentuk “double helix” tetapi RNA berbentuk pita tunggal “single stran” meskipun beberapa virus tanaman (misalnya reovirus) RNA berupa pita double namun tidak berpilim sebagai spiral.

2. Mengenai susunan kimia

Molekul RNA juga merupakan polimer nukleoutida. Perbedaannya dengan DNA ialah:

a. Gula yang menyusunnya bukan deoksiribosa melainkan ribose.

b. Basa pirimidin yang menyusunnya bukan timin seperti pada DNA melainkan urasil (U).

3. Mengenai lokasinya

DNA umumnya terdapat dalam kromosom terdapatnya RNA tergantung dari macamnya yaitu:

a. RNAduta (RNAd), nama asingnya messengger RNA (mRNA), terdapat dalam nukleus. RNAd dicetak oleh satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus;

b. RNApemindah (RNAp) nama asingnya transfer RNA (tRNA), terdapat dalam sitoplasma;

c. RNAribosom (RNAr) nama asaingnya ribosome RNA (rRNA), terdapat terutama didalam ribosom molekulnya berupa pita tunggal yang tidak bercabang dan mempunyai bagian-bagiannya;

(Suryo,Genetika Manusia)

· Perbedaan antara DNA dan RNA

Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita dapat menyimpulkan beberapa perbedaan antara DNA dengan RNA sebagai berikut :

 Komponen :

Gula pada DNA deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa

Basa nitrogen : – purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan Guanin

 Pirimidin — DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin

 Bentuk :

DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks)

RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin

 Letak :

DNA terletak di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria sedangkan RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria

 Kadar :

DNA tetap

RNA tidak tetap ( http:wikipedia Mengenal DNA dan RNA)

3. Peran atau fungsi Asam Ribonukleat RNA

Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.

Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk 'triplet', tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat ekspresi genetik untuk keterangan lebih lanjut.

Penelitian mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori 'dunia RNA', yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA. (http:wikipedia_ Asam ribonukleat)

Selain itu fungsi dari RNA tergantung dari macamnya:

a. RNAd bertugas atau berfungsi menerima informasi/ keterangan genetik dari DNA. Proses ini dinamakan Trasnkripsi dan berlangsung dalam sel;

b. RNAp berfungsi mngikat asam amino yang terdapat dalam sitoplasma. Sebelum dapat diikat oleh RNAp asam amino bereaksi dahulu dengan ATP (adenosin tripospat) agar berernergi dan aktif. RNAp membawa asam amino yang diikat itu ke ribosom disinilah berlangsung perubahan informasi genetik yang dinyatakan oleh urutan basa dari RNAd keurutan asam amino dalam protein yang dibentuk. Proses ini dinamakan translasi;

c. RNAr berfungsi mensintesis protein dengan menggunakan bahan asam amino. Proses ini berlangsung didalam ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida. (Suryo.Genetika Manusia)

BAB 3

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

1. Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik.

2. Ada 2 Jenis Asam Nukleat yaitu : Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.

3. Nukleosida tersusun dari gula ribosa atau deoksiribosa dan basa nitrogen. Nukleosida merupakan kerangka dasar bagi terbentuknya AMP, ADP, dan ATP.

4. Nukleotida secara umum sebenarnya adalah nukleosida yang berikatan dengan sebuah atau lebih gugus fosfat. Suatu nukleotida terdiri atas tiga bagian, yaitu sebuah molekul organik yang disebut basa-nitrogen, sebuah pentosa (gula berkarbon lima), dan satu atau lebih gugus fosfat.

5. DNA memiliki komponen yang terdiri atas basa nitrogen, gula pentosa, dan gugus fosfat. Basa nitrogen dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu basa purin dan basa pirimidin. Basa purin pada DNA, yaitu adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidinnya adalah sitosin (C) dan timin (T). Dengan demikian, DNA mengandung A, G, C, dan T.

6. Replikasi DNA merupakan proses rumit yang melibatkan sekelompok enzim yang disebut aparatus replikasi atau replisom.

7. Asam ribonukleat (RNA) merupakan bahan materi genetik yang hanya ada pada sekelompok retrovirus, struktur dan bentuknya. Struktur dasar RNA mirip dengan DNA.

8. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus gula ribosa dari nukleotida yang lain.

9. Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil tambahan pada cincin gula ribosa (sehingga dinamakan ribosa). Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timin pada DNA diganti dengan urasil pada RNA.

10. Ada tiga tipe RNA yang terlibat dalam proses sintesis protein :

a. RNA-kurir (messenger-RNA, mRNA)

b. RNA-ribosom (ribosomal-RNA, rRNA)

c. RNA-transfer (transfer-RNA, tRNA)