STRUKTUR DNA DAN RNA
MATERIAL GENETIKA
• Informasi genetika dari organisme dibawa dalam bentuk molekul DNA yang pada beberapa makhluk / organisme dalam bentuk RNA yang kemudian akan dipindahkan dalam bentuk protein. • Untuk mendapatkan informasi genetik maka utas DNA tersebut harus dipotong terlebih dahulu menggunakan enzim restriksi tertentu sesuai dengan utas DNA yang dikenalinya.
MATERIAL GENETIKA Kromosom (Protein + Asam Nukleat)
Ekstra Kromosom: -. Plasmid( Pada Prokaryot) Ekstra Kromosom: -. Mitokondria -. Kloroplas (organ yang (Pada Eukaryot )
berklorofil) -.Sitoplasma
SANDI GENETIK •
Sandi ( kode ) genetik •
Adalah merupakan triplet kodon ( triplet code )
•
Merupakan gabungan dari 3 nukleotida yang menyandikan asam amino
•
Basa nukleotida terdiri dari A,G,C,T tetapi dalam proses alaminya triplet kodon dalam bentuk RNA ( sekuen basa mRNA → A,G,C,U)
•
Basa tunggal mRNA tidak mengkode satu asam aminopun.
•
Basa duplet (2 basa) : 42 → 16 asam amino < 20 asam amino
•
Basa triplet (3 basa) : 43 → 64 asam amino >> 20 asam amino sehingga satu asam amino dapat disandikan lebih dari satu triplet kodon
•
Triplet kodon diawali / ditentukan menggunakan pendekatan sama dengan percobaan Nirenberg
•
Dari 64 kodon → 61 menyandikan 20 asam amino
•
3 kodon yang tidak menyandikan asam amino adalah UAA UAG
stop codon
UGA
( nonsense codon )
•
Asam amino pertama adalah : AUG = Me onin → startcodon
•
Kode genetik selain degenerated ( universal ) : Seperangkat kodon yang sama dipakai oleh semua organisme dan tipe sel.
• TABEL M RNA BASA KEDUA Basa pertama
U UUU
U
UUC UUA UUG
Phe Leu
C UCU UCC
A UAU
G UGU
Tyr
ser UCA UCG
UAC UAA
Cys UGC
Stop kodon
UGA
Stop kodon
Basa ketiga U C A G
UAG UGG CUU CUC
C
CCU CCC Leu
CUA CUG
CAU His Pro
CCA CCG
CAC CAA
Trp
CGU CGC Arg
Gln
CGA CGG
U C A G
CAG
A
AUU AUC AUA
AUG
Ile
Met
AAC AAA
Ser AGC AGA
Lys
GCU GCC Ala GCA GCG
AGU Asn
ACA ACG
Val GUA GUG
AAU Thr
GUU GUC
G
ACU ACC
Arg
AAG
AGG
GAU Asp
GGU GGC
Glu
GGA GGG
GAC GAA GAG
Gly
U C A G U C A G
STRUKTUR ASAM NUKLEAT • Asam nukleat adalah suatu senyawa yang merupaka asam inti yang terdiri dari DNA dan RNA • Merupakan rantai POLINUKLEOTIDA yaitu : Makromolekul yang tersusun oleh molekul yang lebih sederhana yang disebut Nukleotida • Nukleotida merupakan molekul yang tersusun atas • satu gula, • satu basa, dan • satu fosfat.
• Nukleosida adalah kombinasi suatu gula pentosa yang dihubungkan dengan basa purin atau pirimidin melalui ikatan C - N
NUKLEOTIDA • Protein yang bergabung dengan asam nukleat . • Nukleotida dalam sitoplasma dan dalam inti adalah sama tetapi jenis asam nukleatnya berbeda. • Nukleotida tersusun atas : 1 Basa 1 Gula Komponen yang essential 1 Fosfat • Gula → Ribosa & Deoksiribosa • Basa → Adenin, Guanin, Timin, Sitosin
DNA RNA
• Polinukleotida adalah→ Ikatan antara 2 nukleotida dari 2 gugus fosfat yang terikat pada 2 pentosa → ikatan Fosfodiester • Tiap struktur DNA / RNA merupakan suatu polinukleotida yang ujung-ujungnya C3 & C5
• Nukleotida & Nukleosida No
Nukleotida
Nukleosida
1
Adenosin monofosfat
Adenosin
2
Guanosin monofosfat
Guanosin
3
Timidin monofosfat
Timidin
4
Sitidin monofosfat
Sitosin
5
Uridin monofosfat
Uridin
STRUKTUR MOLEKUL DNA DAN RNA
• Bahan dasar penyusun molekul asam nukleat JENIS
DNA
RNA
GULA
DEOKSIRIBOSE
RIBOSE
PIRIMIDIN
-. SITOSIN
-. SITOSIN -. URASIL
-. TIMIN
PURIN
-. ADENIN
-. ADENIN
-. GUANIN
-. GUANIN
BASA PURIN DAN PIRIMIDIN
NUKLEOTIDA Nukleotida (nukleosida fosfat) adl ester asam fosfat dr nukleosida merupakan nukleosida yg terfosforilasi. Berperan serta dlm sejumlah besar proses biokimiawi peran yg paling dikenal adl sbg prekursor monomer RNA dan DNA
NH2 N
N
N
N O HO
P O
5
OCH2
O 1
4 3
OH
2
OH
Basa (adenin)
H
Subunit Nukleotida dari DNA
Subunit Nukleotida dari RNA
POLINUKLEOTIDA Polimer mononukleotida
Deoksi asam ribonukleat (DNA) Asam ribonuklaet (RNA)
DNA DNA merupakan struktur yang dibangun oleh KH pentosa (deoksiribosa), fosfat dan suatu basa dalam bentuk polimer dan berkombinasi membentuk helix ganda. Blok pembangun DNA adalah “5-carbon sugar deoxyribose” yang saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester sehingga terbentuk dua untai ganda dengan tulang punggungnya dibentuk dari ikatan KH-fosfat pada bagian luar helix.
STRUKTUR DNA
Kedua strand dari helix saling merupakan komplemeternya masing-masing. Setiap pentosa-nya juga terikat pada salah satu dari keempat basa yang terdiri dari adenine (A), guanine (G), cytosine (C) atau thymine (T). Gula deoksiribosa dan fosfat yg menyusun DNA terletak dibgn luar molekul, sdgkan bs purin dan pirimidin t’letak di sebelah dlm untaian (heliks)
Strand yang berlawanan diikat oleh suatu ikatan non kovalen diantara dua basa yang selalu berpasangan G dengan C oleh tiga ikatan hidrogen dan A dipasangkan dengan T oleh dua ikatan hidrogen. Terdapat dua posisi dari pentosa yang terikat pada gugus fosfat yaitu pada ujung 5’-P dan ujung 3’-OH.
Menurut James Watson & Francis Crick Ukuran jarak antara pasangan basa 0,34 nm (3,4 oA) Setiap putaran untaian td 10 ps basa dan jarak satu putar heliks 3,4 nm Diameter untaian DNA 2,0 nm
Tipe
Pasangan bs/putaran
Diameter heliks (nm)
A 11 2,3 B 10 1,9 C 9,33 1,9 B’dsrkanD jml ps basa 8 bbrp tipe (bentuk) E 7,5 Z 12 1,8
Bentuk Fisik Struktur DNA
Untaian (strand) DNA td dua lekukan (groove) lekukan besar (major groove) lekukan kecil (minor groove) lekukan pada tipe B lebih mudah m’ikat protein drpd tipe A ( lebih dalam)
DNA (Gen) terdiri dari tiga struktur penting yaitu : • Bagian yang disebut “gene regulatory segment” m’ngdung srtuktur yang terlibat pada proses inisiasi dan pengaturan proses transkripsi. • Exon bagian yang mengandung codon untuk ditranslasikan oleh mRNA menjadi protein. • Intron bagian struktur yang tidak mengandung codon (intervening sequence).
KROMOSOM
KROMATIN
NUKLEOSOM
RNA Pada DNA molekul RNA dibentuk oleh nukleotida yang saling dihubungkan menjadi satu rantai KH pada DNA deoksiribosa. Sedangkan RNA KH-nya adalah ribosa. Basa timin diganti oleh urasil pada RNA
STRUKTUR RNA DNA terdiri dari dua untai yang
saling komplementer membentuk helix ganda, ttp RNA hanya terdiri dari satu untai tunggal, akan tetapi dapat melipat lipat dirinya dalam suatu aturan tertentu. Basa pada RNA sama spt DNA, kecuali timin diganti oleh urasil.
3 macam RNA penting
mRNA (messenger-RNA) yg melakukan tranfer informasi mengenai deretan asam amino pada protein yang akan dibangun sesuai dengan urutan kode pada DNA asal. rRNA (ribosomal-RNA) yang membangun ribosom bersama dengan protein tRNA (transfer-RNA) yang mentransfer asam amino ke ribosom untuk sintesis protein.
tRNA Td 75 bh nukleotida Td 4 lengan utama lengan akseptor lengan antikodon lengan D lengan T C lengan tambahan Fungsi sbg penyelaras utk translasi
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESTABILAN DNA Kestabilan struktur DNA Tumpukan (stacking) basa nukleotida pd satu rantai interaksi hidrofobik antara basa-basa nukleotida hilang krn panas & reagensia struktur tdk teratur : serapan cahaya Ikatan hidrogen antara basa-basa yg berpasangan pd rantai ganda terutama pada ps antara C dan G makin >> ps C-G, makin stabil struktur
Denaturasi DNA Pecahnya ikatan hidrogen antara ps basa pada rantai ganda rantai tunggal (single Stranded) Penyebab Denaturasi Panas ikt hidrogen stacking Asam – basa asam protonasi ggs N dr A,G dan C basa deprotonasi ggs N dr G dan C
Tingkat denaturasi DNA t’gantung pd tinggi suhu p’ubahan tk denaturasi DNA suhu b’tingkat absorban 260 makin > p’geseran str, mk makin > nilai absorban cahaya efek hiperkromik denaturasi lengkap DNA suhu > 90oC
Renaturasi Proses p’bentukan kembali str untai ganda dr keadaan terdenaturasi
