Disusun Untuk Memenuhi Tugas Pembuatan Makalah DNA Dan RNA [PDF]

Citation preview

MAKALAH DASAR REKAYASA BIOPROSES DNA dan RNA Disusun untuk memenuhi tugas pembuatan makalah DNA dan RNA



Oleh



Melly Aulia



1710516220013



Rahmawati



1710516220017



M. Fauzi Ridani



1710516210015



KELOMPOK 7



JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BANJARBARU 2018



Kata Pengantar



Alhamdulillah puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT yang masih memberikan



nafas kehidupan, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah



pembuatan makalah ini dengan judul “DNA dan RNA”. Makalah ini dibuat untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Dasar Rekayasa Bioproses. Dalam makalah ini membahas tentang pengertian DNA dan RNA, struktur dari DNA dan RNA, lokasi DNA dan RNA, ukuran DNA dan RNA, replikasi DNA, jenis-jenis RNA, fungsi DNA dan RNA dan perbedaan DNA dan RNA. Akhir kata kami sampaikan terima kasih atas perhatiannya terhadap makalah ini, dan kami berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi diri kami sendiri dan khususnya pembaca pada umumnya. Tak ada gading yang tak retak, begitulah adanya makalah ini. Dengan segala kerendahan hati, saran-saran dan kritik yang membangun sangat kami harapkan dari para pembaca guna peningkatan pembuatan makalah pada tugas yang lain dan pada waktu mendatang.



Daftar Isi



Kata Pengantar Daftar Isi BAB 1: PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Rumusan Masalah 1.3. Tujuan BAB II: PEMBAHASAN 2.1. Pengertian DNA dan RNA 2.1.1. Pengertian DNA 2.1.2. Pengertian RNA 2.2. Struktur DNA dan RNA 2.2.1. Struktur DNA 2.2.2. Struktur RNA 2.3. Lokasi DNA dan RNA 2.4. Ukuran DNA dan RNA 2.5. Replikasi DNA 2.6. Jenis-jenis RNA 2.7. Fungsi DNA dan RNA 2.8. Perbedaan DNA dan RNA BAB III: PENUTUP 3.1. Kesimpulan DAFTAR PUSTAKA



BAB I PENDAHULUAN



1.1. Latar Belakang Pendapat Mendel diakui kebenarannya berkat perkembangan penelitian mengenai kromosom. Hasil studi menunjukkan bahwa ada kecocokan antara hasil pengamatan kesetaraan antara teori Mendel dengan hasil penelitian kromosom membawa kepada pemikiran bahwa gen terletak pada kromosom, dan secara umum disimpulkan bahwa kromosom merupakan pembawa gen. Setelah diakuinya kromosom sebagai pembawa gen maka pertanyaan berikutnya adalah senyawa kimia apa yang merupakan dasar gen. Serangkaian studi genetika atau materi genetika yang dikombinasikan dengan studi kimia, yang dilaksanakan oleh banyak peneliti dari berbagai lembaga dengan waktu yang cukup lama, telah membawa kepada kesimpulan bahwa material genetik disusun oleh asam nukleat, yaitu Asam Deoksiribonukleat (DNA) atau Asam Ribonukleat (RNA). DNA merupakan bahan genetik prokariot, eukariot dan sebagian virus, sedangkan sebagian lain dari virus menggunakan RNA sebagai bahan dasar genomnya. Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi genetika, yaitu seperangkat “ cetak biru “ tentang karakteristik actual dan potensial yang diterima oleh suatu organisme dari generasi sebelumnya, untuk kemudian diwariskan ke generasi berikutnya. Asam Nukleat, terdiri dari dua macam, yaitu DNA dan RNA. Baik DNA maupun RNA merupakan polimer atas unit-unit nukleotida. Suatu unit nukleutida terdiri atas tiga bagian: gula pentosa, basa organik (senyawa heterosiklik yang mengandung nitrogen), dan asam fosfat. Pentosa yang dikandung RNA adalah ribosa, sedangkan pentosa pada DNA adalah deoksiribosa, yang kekurangan suatu satu atom oksigen dari ribosa. DNA dan RNA dapat dibedakan dari jenis gulanya.



1.2. Rumusan Masalah 1. Apa pengertian dari DNA dan RNA ? 2. Bagaimanakah struktur dari DNA dan RNA ? 3. Bagaimana lokasi dari DNA dan RNA ?



4. Bagaimana ukuran dari DNA dan RNA 5. Bagaimana Replikasi DNA ? 6. Apa saja jenis-jenis dari RNA ? 7. Bagaimana peran atau fungsi dari DNA dan RNA ? 8. Apa Perbedaan DNA dan RNA?



1.3. Tujuan 1. Mengetahui pengertian DNA dan RNA 2. Mengetahui struktur dari DNA dan RNA 3. Mengetahui lokasi dari DNA dan RNA 4. Mengetahui ukuran dari DNA dan RNA 5. Mengetahui bagaimana proses replikasi DNA 6. Mengetahui jenis-jenis dari RNA 7. Mengetahui peran atau fungsi dari DNA dan RNA 8. Mengetahui perbedaan dari DNA dan RNA



BAB II PEMBAHASAN



2.1. Pengertian DNA dan RNA 2.1.1. Pengertian DNA DNA merupakan materi yang membentuk kromosom-kromosom dan juga merupakan informasi genetik yang tersimpan dalam tubuh makhluk hidup. Informasi genetik ini pada dasarnya merupakan kumpulan instruksi/perintah yang mengatur sel untuk bisa melakukan hal-hal tertentu. DNA singkatan dari deoxyribonucleic acid, atau dalam Bahasa Indonesia disebut dengan Asam Deoksiribosa Nukleat atau ADN. Kata deoxyrybo mengacu pada nama gula yang terkandung dalam DNA, yaitu deoxyrybose (deoksiribosa). Susunan kimia DNA adalah polimer berupa rantai panjang dari nukleotida. Perlu Kamu ingat bahwa satu nukleotida terdiri dari satu gugus fosfat, satu komponen gula pentosa (5-karbon), dan satu basa nitrogen. Satu-satunya pembeda tiap nukleotida ialah basa nitrogen. Hanya ada 4 kemungkinan basa yang terdapat pada tiap satu nukloetida DNA, yaitu adenine (A), guanine (G), thymine (T), atau cytosine (C). Variasi urutan dari keempat basa-basa tersebut membentuk suatu kode genetik pada sel. Mungkin hal ini dirasa aneh, hanya dengan 4 huruf yang terdapat pada DNA, suatu informasi genetik yang berbeda-beda dapat diwariskan pada keturunan makhluk hidup. Itu sebenarnya wajar saja, karena pada kromosom terdapat berjuta-juta nukleotida, maka sangat banyak kombinasi yang berbeda meskipun hanya berasal dari 4 huruf tersebut.



2.1.2. Pengertian DNA 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 tunggal, 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 (Jusuf, 2001).



2.2. Struktur DNA dan RNA 2.2.1. Struktur DNA DNA terdiri atas dua utas



benang polinukleotida yang saling berpilin



membentuk heliks ganda (double helix). Model struktur DNA itu pertama kali dikemukakan oleh James Watson dan Francis Crick pada tahun 1953 di Inggris. Struktur tersebut mereka buat berdasarkan hasil analisis foto difraksi sinar X pada DNA yang dibuat oleh Rosalind Franklin. Karena yang difoto itu tingkat molekul, maka yang tampak hanyalah bayangan gelap dan terang saja. Bayangan foto itu dianalisis sehingga mereka berkesimpulan bahwa molekul DNA merupakan dua benang polinukleotida yang berpilin. Seutas polinukleotida pada molekul DNA tersusun atas rangkaian nukleotida. Setiap nukleotida tersusun atas : 1. Gugusan gula deoksiribosa (gula pentosa yang kehilangan satu atom oksigen) 2. Gugusan asam fosfat yang terikat pada atom C nomor 5 dari gula) 3. Gugusan basa nitrogen yang terikat pada atom C nomor 1 dari gula Ketiga gugus tersebut saling terkait dan membentuk “tulang punggung” yang sangat panjang bagi heliks ganda. Strukturnya dapat diibaratkan sebagai tangga, dimana ibu tangganya adalah gula deoksiribosa dan anak tangganya adalah susunan basa nitrogen. Sedangkan fosfat menghubungkan gula pada satu nukleotida ke gula pada nukleotida berikutnya untuk membentuk polinukleotida. Basa nitrogen penyusun DNA terdiri dari basa purin, yaitu adenin (A) dan guanin (G), serta basa pirimidin yaitu sitosin atau cytosine (C) dan timin (T).



Ikatan antara gula pentosa dan basa nitrogen disebut nukleosida. Ada 4 macam basa nukleosida yaitu : 1. Ikatan A-gula disebut adenosin deoksiribonukleosida (deoksiadenosin) 2. Ikatan G-gula disebut guanosin deoksiribonukleosida (deoksiguanosin) 3. Ikatan C-gula disebut sitidin deoksiribonukleosida (deoksisitidin) 4. Ikatan T-gula disebut timidin deoksiribonukleosida (deoksiribotimidin) 5. Ikatan asam-gula-fosfat disebut sebagai deoksiribonukleotida atau sering disebut nukleotida. Ada 4 macam deoksiribonukleotida, yaitu adenosin deoksiribonukleotida,



timidin



deoksiribonukleotida,



sitidin



deoksiribonukleotida, timidin deoksiribonukleotida. Nukleotida-nukleotida itu membentuk rangkaian yang disebut polinukleotida. DNA terbentuk dari dua utas poinukleotida yang saling berpilin. Basa-basa nitrogen pada utas yang satu memiliki pasangan yang tetap dengan basa-basa nitrogen pada utas yang lain. Adenin berpasangan dengan timin dan guanin berpasangan dengan sitosin. Pasangan basa nitrogen A dan T dihubungkan oleh dua atom hidrogen (A=T). Adapun pasangan basa nitrogen C dan G dihubungkan oleh tiga atom hidrogen (C≡G). Dengan demikian, kedua polinukleotida pada satu DNA saling komplemen.



2.2.2. Struktur 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 : 1. 5 karbon



2. basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U) 3. 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.



2.3. Lokasi DNA dan RNA DNA pada umumnya terdapat di kromosom, sedangkan RNA tergantung dari macamnya yaitu: 1. RNAduta (RNAd), nama asingnya messengger RNA (mRNA), terdapat dalam nukleus. RNAd dicetak oleh satu pita DNA yang berlangsung didalam nukleus. 2. RNApemindah (RNAp) nama asingnya transfer RNA (tRNA), terdapat dalam sitoplasma. 3. RNAribosom (RNAr) nama asaingnya ribosome RNA (rRNA), terdapat terutama didalam ribosom molekulnya berupa pita tunggal yang tidak bercabang dan mempunyai bagian-bagiannya (Suryo, 2008).



2.4. Ukuran DNA dan RNA Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal. Meskipun demikian pada beberapa virus tanaman, RNA merupakan pita double namun tidak terpilih sebagai spiral.



2.5. Replikasi DNA Replikasi merupakan proses pelipat gandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada setiap sel, kecuali sel gamet,



pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan “konjugat” dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada beberapa teori yang mencoba menjelaskan bagaimana proses replikasi DNA ini terjadi. Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggal merupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak sebagai “cetakan” untuk membuat rantai pasangannya. Proses replikasi memerlukan protein atau enzim pembantu; salah satu yang terpenting dikenal dengan nama DNA polimerase, yang merupakan enzim pembantu pembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatu polimer. Proses replikasi diawali dengan pembukaan untaian ganda DNA pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan rantai DNA ini dibantu oleh enzim helikase yang dapat mengenali titik-titik tersebut, dan enzim girase yang mampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah. Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.



2.6. Jenis-jenis RNA Terdapat tiga tipe utama RNA, yakni : 1. Transfer RNA(tRNA) RNA jenis ini dibentuk di dalam nukleus, tetapi menempatkan diri di dalam sitoplasma. tRNA merupakan RNA terpendek dan bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. tRNA memiliki proporsi nukleosida yang lebih relatif tinggi. Transfer RNA (transfer-Ribonucleic acid) atau asam ribonukleat transfer adalah molekul yang menginterpretasikan pesan genetik berupa serangkaian kodon di sepanjang molekul mRNA dengan cara mentransfer asam-asam amino ke ribosom dalam proses translasi. Tiap tRNA mengandung suatu sekuen dengan tiga rangkaian basa pendek (antikodon). Semua ujung 3’ tRNA mengandung sekuen SSA yang terletak berseberangan dengan sekuen antikodon . Suatu asam amino tertentu akan melekat pada ujung 3 tRNA. Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya tRNA, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein, yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodon pada mRNA. 2. Ribosomal RNA(rRNA) rRNA terdapat dalam ribosom,yang mengandung protein yang massanya kurang lebih sama. Molekulnya berupa pita tunggal, tak bercabang, dan fleksibel. rRNA meliputi sekitar 80 persen total RNA dalam sel dan pada sel-sel yang tidak mempunyai inti sejati terdiri atas beberapa tipe rRNA yaitu 23S rRNA, 16S rRNA, dan 5S rRNA. 3. Messenger RNA(mRNA) RNA jenis ini merupakan polinukleotida berbentuk pita tunggal linier dan disintesis oleh DNA di dalam nukleus. mRNA berupa rantai tunggal yang relatif panjang . Panjang pendeknya mRNA berhubungan dengan panjang pendeknya rantai polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul mRNA yang bersangkutan. mRNA bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Setiap molekul membawa salinan urutan DNA, yang ditranslasikan dalam sitoplasma menjadi satu rantai polipeptida atau lebih.



Adapun fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma. mRNA ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai, maka akan dihancurkan dalam plasma.



2.7. Fungsi DNA dan RNA DNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari macamnya, yaitu: 1. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel. 2.



RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.



3. RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida. 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 di translasi 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.



2.8. Perbedaan DNA dan RNA Bentuk penuh DNA adalah asam deoksiribonukleat, dan dianggap sebagai blok bangunan dari segala bentuk kehidupan. Semua organisme hidup memiliki DNA dan RNA. DNA dan RNA yang berbeda satu sama lain dalam ukuran, bentuk, struktur, fungsi dan lokasi. DNA dan RNA bersama-sama membentuk struktur spiral ganda.DNA memiliki struktur heliks ganda, yang panjang dan berisi rantai panjang nukleotida.DNA ketika mengulurkan bisa sepanjang enam



meter.Padahal, RNA merupakan rantai nukleotida lebih pendek dan juga merupakan struktur heliks.Nukleotida yang menyusun DNA Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosina.Mereka diwakili dengan huruf seperti A, G, T dan C yang merupakan huruf pertama dari nama-nama nucleobases.Sekuens DNA tipikal digambarkan dalam bentuk ATTGCTGAAGGTGCGG. DNA diukur berdasarkan jumlah pasangan basa itu. Dalam satu tubuh manusia, jika struktur DNA semua ditulis dengan menggunakan huruf-huruf dalam format tersebut, maka akan mengisi 4 ribu buku, masing-masing 500 halaman. Hal ini karena struktur DNA dari masing-masing begitu lama. Meskipun banyak memiliki persamaan dengan DNA, RNA memiliki perbedaan dengan DNA, antara lain yaitu : DNA Bagian



pentosa



RNA DNA



adalah Bagian pentosa RNA adalah ribosa



dioksiribosa Bentuk molekul DNA adalah heliks Bentuk molekul RNA berupa rantai ganda



tunggal



yang



terlipat,



sehingga



menyerupai rantai ganda. DNA mengandung basa adenin guanin, RNA mengandung basa adenin, guanin sitosin dan timin



dan sitosin seperti DNA tetapi tidak mengandung timin, sebagai gantinya RNA mengandung urasil



DNA



terletak



di



dalam



nukleus, RNA



terletak



di



dalam



nukleus,



kloroplas, mitokondria



sitoplasma, kloroplas, mitokondria



DNA memiliki kadar tetap



RNA memiliki kadar tidak tetap



BAB III PENUTUP



3.1. Kesimpulan DNA (deoxyribonucleic acid) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik. Asam nukleat adalah polinukleotida yang terdiri dari unit-unit mononukleotida, jika unit-unit pembangunnya dioksinukleotida maka asam nukleat itu disebut dioksiribonukleat (DNA) dan jika terdiri dari unit-unit mononukleotida disebut asam ribonukleat (RNA). Bentuk penuh DNA adalah asam deoksiribonukleat, dan dianggap sebagai blok bangunan dari segala bentuk kehidupan. Semua organisme hidup memiliki DNA dan RNA. Pada umumnya molekul RNA lebih pendek dari molekul DNA. DNA berbentuk double helix, sedangkan RNA berbentuk pita tunggal. DNA berfungsi memberikan informasi atau keterangan genetik, sedangkan fungsi RNA tergantung dari : 1. RNA d, menerima informasi genetik dari DNA, prosesnya dinamakan transkripsi, berlangsung didalam inti sel. 2.



RNA t, mengikat asam amino yang ada di sitoplasma.



3. RNA t, mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino, proses ini berlangsung di ribosom dan hasil akhir berupa polipeptida.



DAFTAR PUSTAKA



Jusuf, M. 2001. Genetika 1 Struktur dan Ekspresi Gen. . CV.Sagung Seto. Jakarta. Ir. H. Suryo. 2008. Genetika Manusia. Yogyakarta. Fak. Biologi UGM. Yogyakarta. Sumber Lain : http://desyratnasari2112.blogspot.com/2016/05/makalah-dna-dan-rna.html diakses pada tanggal 28 Oktober 2018, Pukul 23:06 http://anaandadi.blogspot.com/2011/12/makalah-rna.html diakses pada tanggal 28 Oktober 2018, Pukul 21:51 https://mazara30.wordpress.com/2014/01/09/materi-tentang-dna/



diakses



pada



tanggal 28 Oktober 2018, pukul 22:34 http://micha1631.blogspot.com/2012/10/makalah-rna.html Oktober 2018, Pukul 21:48



diakses



pada



28