Asam Nukleat [PDF]

Citation preview

METABOLISME 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 factor 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



Asam nukleat terdiri dari 3 komponen 1. Basa Nitrogen heterosiklik (Basa N) : BASA PURIN , terdiri dari ; ADENIN (A) dan GUANIN (G) BASA PIRIMIDIN, terdiri dari ; URASIL (U), CITOSIN (C) dan TIMIN (T), 2. Karbohidrat Pentosa β - D-ribose (RNA) β – D- Deoksiribose (DNA)



3. Asam Fosfat (H3 PO4) Ketiga komponen tersebut membentuk struktur polimer/biomolekul Asam Nukleat



Pirimidin



Purin



DNA (DEOKSIRIBONUCLEI ACID)



Karbohidrat Pentosa RNA



STRUKTUR DASAR



DNA  RNA 



(RIBONUCLEI ACID)



: DNA DAN RNA  RANTAI YANG TERDIRI ATAS ULANGAN ASAM PHOSPAT, RESIDU GULA YANG TERIKAT PADA BASA NITROGEN.



RESIDU GULA – DEOKSIRIBOSA RESIDU GULA – RIBOSA



BASA NITROGEN YANG MEMBENTUK ASAM NUKLEAT : PURIN  ADENIN (A), PIRIMIDIN  SITOSIN (C),



GUANIN (G) TIMIN (T).



DNA  ADENIN, GUANIN, SITOSIN DAN TIMIN RNA  ADENIN, GUANIN, SITOSIN DAN URASIL



LAKTAM (BENTUK KETO)  dalam pH cairan tubuh



URASIL LAKTIM (BENTUK ENOL)



SENYAWA GABUNGAN ANTARA ASAM NUKLEAT DENGAN PROTEIN  NUKLEOPROTEIN MOLEKUL ASAM NUKLEAT  POLIMER SEPERTI PROTEIN, TAPI MONOMERNYA NUKLEOTIDA.



NUKLEOPROTEIN



ASAM NUKLEAT



PROTEIN



NUKLEOTIDA



NUKLEOSIDA



BASA PURIN/BASA



PIRIMIDIN



ASAM PHOSPAT



PENTOSA



NUKLEOPROTEIN DIHIDROLISIS SEMPURNA AKAN MENGHASILKAN PROTEIN, ASAM PHOSPAT, BASA PURIN/PIRIMIDIN, PENTOSA NUKLEOSIDA  BASA PURIN ATAU PIRIMIDIN DENGAN RIBOSA/DEOKSIRIBOSA



IKATAN GLIKOSIDIK MOLEKUL AIR DIHASILKAN DARI ATOM HIDROGEN PADA N-9 (BASA PURIN) DENGAN GUGUS OH PADA ATOM C1 DARI PENTOSA BASA



RIBONUKLEOSIDA



DEOKSIRIBONUKLEOSIDA



ADENIN



ADENOSIN



21-DEOKSIADENOSIN



GUANIN



GUANOSIN



21-DEOKSIGUANOSIN



URASIL



URIDIN



21-DEOKSIURIDIN



SITOSIN



SITIDIN



21-DEOKSISITIDIN



TIMIN



TIMIDIN



21-DEOKSITIMIDIN



NUKLEOTIDA DALAM ALAM NUKLEOSIDA TERUTAMA DALAM BENTUK ESTER PHOSPAT  NUKLEOTIDA PADA RIBOSA ADA 3 TEMPAT PHOSPAT DAPAT MEMBENTUK ESTER YAITU C-21, C-31, DAN C-51 PADA 21-DEOKSIRIBOSA  HANYA 2 TEMPAT UNTUK MEMBENTUK ESTER PHOSPAT PADA POSISI 31 DAN 51 PALING DOMINAN  GUGUS PHOSPAT PADA POSISI 51 (PALING BANYAK PADA JARINGAN BIOLOGIS)



NUKLEOTIDA YANG SANGAT PENTING : ADENOSIN 51-MONOFOSFAT (51-ADENILAT)  AMP, DERIVATNYA ADENOSIN 51-DIFOSFAT (ADP) DAN ADENOSIN 51-TRIFOSFAT (ATP) FUNGSI : PENYIMPANAN DAN PEMANFAATAN ENERGI METABOLISME SEL (KEMAMPUAN MENERIMA DAN MEMBERI GUGUS FOSFAT) (DEFOSFORILASI ATP  ADP  AMP)



NUKLEOTIDA  SEBAGAI PEMBAWA BAHAN PEMBENTUK DASAR MOLEKUL UDP (URIDIN DIFOSFAT BERTUGAS SEBAGAI PEMBAWA RESIDU GULA UNTUK SINTESIS POLISAKARIDA. CONTOH :



 DONOR RESIDU GLUKOSA UNTUK PEMBENTUKAN GLIKOGEN  SENYAWA DONOR KOLIN UNTUK BIOSINTESIS FOSFOGLISERIDA YANG MENGANDUNG KOLIN.



GLU.URIDIN DIFOSFAT KOLIN SITIDIN DIFOSFAT



RIBONUKLEOSIDA



DEOKSIRIBONUKLEOSIDA



BASA



MONO-P



DI-P



TRI-P



MONO-P



DI-P



TRI-P



ADENIN



AMP



ADP



ATP



dAMP



dADP



dATP



GUANIN



GMP



GDP



GTP



dGMP



dGDP



dGTP



SITOSIN



CMP



CDP



CTP



dCMP



dCDP



dCTP



URASIL



UMP



UDP



UTP



dUMP



dUDP



d UTP



Keterangan: (dAMP)  d deoksiadenosin –monofosfat



ASAM NUKLEAT



1. DNA :  TERDIRI ATAS 2 ATAU LEBIH RANTAI POLINUKLEOTIDA YANG TERSUSUN DALAM STRUKTUR HELIX  ALASAN UTAMA PARA AHLI  PENGGANDAAN YANG SANGAT TEPAT SESUAI INFORMASI GENETIK  MOLEKUL DNA BERASAL DARI BERMACAM-MACAM SEL YANG TERDIRI ATAS 4 UNIT MONONUKLEOTIDA  dAMP, dTMP, DAN dCMP DAN BEBERAPA DERIVAT BERMETILASI DARI BASA-BASA TERSEBUT  BOBOT MOLEKUL TINGGI  SUKAR DIISOLASI



2. RNA :  m RNA  r RNA  t RNA



(Setiap bentuk RNA memiliki bentuk mol berlainan)



RANTAI TUNGGAL POLIBONUK LEOTIDA  TEK PERLU MEMILIKI PASANGAN m RNA  MENGANDUNG 4 BASA  A, G, C, DAN U  DISINTESIS DI NUKLEUS  m RNA MENGATUR SUSUNAN AA t RNA  MEMBAWA 1`MOLEKUL AA MASUK KE DALAM RIBOSOM r RNA  65% DARI BERAT RIBOSOM FUNGSI  BELUM JELAS, YANG PALING UTAMA SEBAGAI POLIMER STRUKTURAL YANG MEMEGANG PARTIKEL PROTEIN



ENDONUKLEASE ENZIM HIDROLIS ASAM NUKLEAT EKSONUKLEASE



ENZIM EKSONUKLEASE  BEKERJA PADA UJUNG POLINUKLEOTIDA ENZIM ENDONUKLEASE  BEKERJA MEMUTUS SECARA ACAK JEMBATAN POSPODIESTER DARI RANTAI POLIPEPTIDA ENZIM a DAN b  ENZIM EKSONUKLEASE ENZIM DEOKSIRIBONUKLEASE 1  DARI PANKREAS SAPI ENZIM DEOKSIRIBONUKLEASE 2  DIISOLASI DARI LIMPA TIKUS DAN BEBERAPA BAKTERI



HIDROLISIS ASAM NUKLEAT DENGAN ASAM ATAU BASA



1. HIDROLISIS DNA DENGAN ASAM pH DENGAN ASAM 3,6  MENYEBABKAN PUTUSNYA IKATAN  - GLIKOSIDA ANTARA PURIN DENGAN DEOKSIRIBOSA, SEDANGKAN IKATAN ANTARA PIRIMIDIN DAN DEOKSIRIBOSA DAN IKATAN ANTAR UNIT-UNIT MONOLEOTIDA  TIDAK BERUBAH. DNA YANG TERTUNDA (TIDAK ADA PURIN)  ASAM APURINAT CARA-CARA LAIN  ASAM APIRINIDA DNA TIDAK BISA DIHIDROLISA DENGAN BASA 2. HIDROLISIS RNA  DENGAN BASA  PUTUS IKATAN GUGUS HIDROKSIL-21 RIBOSA HIDROLISIS RNA DENGAN NaOH  TERBENTUK CAMPURAN NUKLEOSIDA FOSFAT 21 DAN 31 DAN SEDIKIT NUKLEOSIDA 21 DAN 31 – MONOFOSFAT SIKLIK



PERANAN ASAM NULKEAT DALAM SINTESIS PROTEIN



DNA







MATERI GENETIK YANG BERPERAN DALAM INFORMASI PEMBENTUKAN PROTEIN



PROSES PEMBENTUKAN PROTEIN ( 3 TAHAP) :



REPLIKASI DNA



transkripsi



translasi RNA m RNA t RNA r RNA



PROTEIN



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 ASAMASAM AMINO YANG TELAH DIPROGRAM  SUSUNAN PROTEIN TERTENTU



REKAYASA GENETIKA : PADA ABAD XX ILMU GENETIKA MENGALAMI PERKEMBANGAN PESAT . PENELITIAN BANYAK DILAKUKAN KHUSUSNTYA TENTANG FAKTOR KETURUNAN EKSPERIMEN BANYAK DILAKUKAN MENGGUNAKAN E. COLI PRINSIP REKAYASA GENETIKA : BIOSINTESIS PROTEIN ATAU POLIPEPTIDA DITENTUKAN OLEH DNA YANG TERDAPAT DALAM SEL.BILA STRUKTUR DNA DIUBAH MAKA STRUKTUR PROTEIN/ POLIPEPTIDA YANG TERBENTUK AKAN BERUBAH. HASIL REKAYASA GENETIKA DALAM BIDANG KEDOKTERAN HORMON INSULIN, HORMON METABOLISME , BIDANG PETERNAKAN HORMON PERTUMBUHAN  REKOMBINAN INSULIN, REKOMBINAN HORMON PERTUMBUHAN .



PRODUKSI SOMATOTROPIN



PRODUKSI SOMATOTROPIN