ASAM NUKLEAT (NUCLEIC ACID) Terdapat pada semua sel hidup Merupakan makromolekul dengan monomer Mononukleotida Fungsi : 1. Menyimpan, mereplikasi dan mentranskripsi informasi genetika 2. Turut dalam metabolisme 3. Penyimpan energi 4. Sebagai ko-enzim Struktur Asam Nukleat
2. Gula
1
Contoh basa yang berperan serta dalam membentuk asam nukleat
2
4. Nukleosida : Senyawa antara purin dan primidin dengan ribosa dan deoksiribosa Beberapa nama nukleosida Basa
Ribonukleosida
Deoksiribonukleosida
Adenin Guanin Urasil Sitosin Timin
Adenosin Guanosin Uridin Sitidin Timin Ribonukleotida
2’-deoksiadenosin 2’-deoksiguanosin 2’-deoksiuridin 2’-deoksisitidin 2’deoksitimidin
5. Nukleotida : Ester nukleosida dengan asam fosfat Singkatan nama beberapa nukleotida Ribonukleosida Basa Adenin Guanin Sitosin Urasil
Monofosfat
Difosfat
Trifosfat
AMP GMP CMP UMP
ADP GDP CDP UDP
ATP GTP CTP UTP
Deoksiribonukleosida Basa Adenin Guanin Sitosin Timin
Monofosfat
Difosfat
Trifosfat
dAMP dGMP dCMP dTMP
dADP dGDP dCDP dTDP
dATP dGTP dCTP dTTP 3
Fungsi nukleotida : 1. Sebagai pembawa energi 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)
4
2. 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 3. 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 6. Asam Nukleat - Merupakan polimer (polinukleotida) dari mononukleotida - ada 2 macam : 1. DNA (Asam Deoksiribonukleat) gulanya deoksiribosa 2. RNA (Asam Ribonukleat) gulanya ribosa
5
DNA : - 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.
6
-
-
-
-
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 : 1. Komposisi basa dari DNA suatu organisme adalah tetap pada semua sel nya dan mempunyai karakteristik tertentu 2. Komposisi basa dari DNA bervariasi dari suatu organisme dengan organisme lainnya dinyatakan dengan dissymmetry ratio : (A + T) / (G + C)
7
Contoh beberapa komposisi DNA
Base Composition
Human Calf Sheep Rat Hen Turtle Salmon Marine crab Sea urchin Yeast Aspergilus niger (mold) Eschericia coli Staphylococcus aureus
A
T
30.9 29.0 29.3 28.6 28.8 29.7 29.7 47.3 32.8 31.3 25.0 24.7 30.8
29.4 28.5 28.3 28.4 29.2 27.9 29.1 47.3 32.1 32.9 24.9 23.6 29.2
Base Ratios
G
C
A/T
19.9 21.2 21.4 21.4 20.5 22.0 20.8 2.7 17.7 18.7 25.1 26.0 21.0
19.8 21.2 21.0 21.5 21.5 21.3 20.4 2.7 17.3 17.1 25.0 25.7 19.0
1.05 1.01 1.03 1.01 1.02 1.05 1.02 1.00 1.02 0.95 1.00 1.04 1.05
G/C
1.00 1.00 1.02 1.00 0.95 1.03 1.02 1.00 1.02 1.09 1.00 1.01 1.11
Dissymmetry Ratio
Pu/Py
1.04 1.01 1.03 1.00 0.97 1.00 1.02 1.00 1.02 1.00 1.00 1.03 1.07
(A+T)/(G+C)
1.52 1.36 1.36 1.33 1.38 1.33 1.43 17.52 1.85 1.79 1.00 0.93 1.50
3. Komposisi basa dari suatu spesies tidak berubah oleh umur, keadaan nutrisi, ataupun lingkungan. 4. Jumlah adenin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah timin (A = T). 5. Jumlah guanin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah sitosin (G=C).
8
6. Jumlah total basa purin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah total basa pirimidin : (A + G) = (T + C). RNA - 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
9
√ 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 7. HIDROLISIS ASAM NUKLEAT 1. Hidrolisis dengan enzim enzim nuklease, yang terdiri dari : a. enzim eksonuklease menyerang ujung rantai polinukleotida b. 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.
10
8. NUKLEOPROTEIN - Gabungan asam nukleat + protein mempunyai struktur / aktifitas yang kompleks. - Mr nya tinggi - Contoh terkenal : virus dan ribosom - VIRUS : Kompleks supra molekul : asam nukleat + unit protein, membentuk susunan 3 dimensi Dapat diisolasi, tapi tak bisa memperbanyak dirinya. Untuk memperbanyak diri harus masuk ke dalam sel khusus induk semangnya memaksa induk semang untuk mensintesis komponen yang diperlukannya sintesis kebutuhan induk semang tergeser Virus tanaman : terdiri dari RNA Virus hewan : terdiri dari RNA & DNA - RIBOSOM Sel prokariotik : 60% rRNA + 50% protein. Sel eukariotik : 50% rRNA + 50% protein, umumnya lebih besar, terdapat dalam sitoplasma bergabung dengan organel retikulum endoplasma Juga terdapat dalam inti sel dan organel lain (mitokhondria & khloroplast)
11
