BIOKIMIA PANGAN
ASAM NUKLEAT
Dosen : Prof. Dr. Ir. Giyatmi, M.Si
Disusun oleh :
Luneta Aurelia Fatma 2013340014
JURUSAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS INDUSTRI PERTANIAN
UNIVERSITAS SAHID JAKARTA
2014
JAKARTA
KATA
PENGANTAR
Puji syukur psaya panjatkan ke hadirat Allah SWT
karena berkat rahmat-Nya saya bisa menyelesaikan makalah yang berjudul “Asam
Nukleat”. Makalah ini diajukan guna memenuhi tugas mata kuliah “Biokimia
Pangan”.
Saya mengucapkan terima kasih kepada semua pihak
yang telah membantu sehingga makalah ini dapat diselesaikan tepat pada
waktunya. Makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu, kritik dan
saran yang bersifat membangun sangat saya harapkan demi sempurnanya makalah
ini.
Semoga makalah ini memberikan informasi bagi
masyarakat dan bermanfaat untuk pengembangan wawasan dan peningkatan ilmu
pengetahuan bagi kita semua.
Jakarta,
Oktober 2014
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA
PENGANTAR..................................................................................ii
DAFTAR
ISI...............................................................................................iii
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang................................................................1
1.2 Rumusan Masalah...........................................................2
1.3 Tujuan.............................................................................2
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Asam Nuleat..................................................3-4
2.2 Jenis-Jenis Asam
Nukleat................................................4
2.3
Fungsi Dan Peranan Asam Nukleat.................................4-5
2.4 Tingkatan Struktur Asam
Nukleat...................................5-8
2.5 Struktur DNA Dan RNA..................................................8-11
2.6 Sintesis DNA Dan
RNA..................................................11-13
2.7 Transkripsi Dan
Translasi.................................................13-15
BAB III
KESIMPULAN...........................................................................................16
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................17
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Asam nukleat telah menjadi bahan peneletian para ahli biokimia sejak
senyawa ini diisolasi dari inti sel untuk pertama kalinya. Ada dua jenis asam
nukleat yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat dan RNA
(ribonucleic acid) atau asam ribonukleat.
DNA ditemukan pada tahun 1869 oleh seorang dokter muda Friedrich
Mieschier yang percaya bahwa rahasia kehidupan dapat diungkapkan melalui penelitian
kimia pada sel-sel. Ia memilih sel yang terdapat pada nanah untuk dipelajari
dan ia mendapatkan sel-sel tersebut dari bekas pembalut luka yang diperolehnya
dari ruang bedah. Sel-sel tersebut dilarutkan dalam asam encer dan dengan cara
ini diperolehnya inti sel yang masih terikat pada sejumlah protein. Kemudian
dengan menambahkan enzim pemecah protein ia dapat memperoleh inti sel saja dan
dengan cara ekstraksi terhadap inti sel ini ia memperoleh suatu zat yang larut
dalam basa tetapi tidak larut dalam asam. Pada waktu itu ia belum dapat
menentukan rumus kimia yang ia peroleh dari ekstrak inti sel tersebtu adalah
campuran senyawa-senyawa yang mengandung 30% DNA.
Sejak tahun 1940 studi tentang genetika telah berkembang pesat dan orang
telah mengetahui bahwa kromosom dalam sel adalah pembawa sifat-sifat keturunan
pada seseorang. Pada tahun 1951 seorang ahli genetika Amerika, James Watson,
bekerja sama dengan dua orang sarjana fisika dari Inggris Francis Crick dan
Maurice Wilkins yang telah melakukan penelitian terhadap kromosom ini. atas
ketekunan mereka, telah dapat dijelaskan bentuk molekul DNA dengan sebuah
model, dan untuk itu pada tahun 1962 mereka memperoleh hadiah Nobel. Asam
Nukleat terdapat dalam semua sel dan mempunyai peranan yang sangat penting dalam
biosintesis protein. Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada umumnya terikat
oleh protein yang mempunyai sifat basa, misalnya DNA dalam inti sel terikat
pada histon. Senyawa gabungan antara asam nukleat dengan protein ini disebut
nukleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan suatu polimer seperti protein
tetapi yang menjadi monomer bukan asam amino, melainkan nukleotida.
1.2 Rumusan Masalah
1.
Apa
pengertian Asam Nukleat?
2.
Apa-apa saja jenis Asam Nukleat ?
3.
Apa fungsi dan peranan Asam Nukleat ?
4.
Bagaimana tingkatan struktur Asam Nukleat ?
5.
Bagaimana struktur DNA dan RNA ?
6.
Bagaimana sintesis RNA dan DNA ?
7.
Bagaimana mekanisme Transkripsi dan Translasi ?
1.3
Tujuan
1.
Untuk
mengetahui pengertian dari Asam Nukleat.
2.
Untuk
mengetahui jenis Asam Nukleat.
3.
Untuk
mengetahui fungsi dan peranan Asam Nukleat.
4.
Untuk
mengetahui tingkatan struktur Asam Nukleat.
5.
Untuk
mengetahui struktur DNA dan RNA.
6.
Untuk
mengetahui sintesis RNA dan DNA.
7.
Untuk
mengetahui mekanisme Transkripsi dan Translasi.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian
Asam Nukleat
Asam nukleat adalah biopolymer yang berbobot molekul tinggi
dengan unit monomernya mononukleotida. Asam nukleat terdapat pada semua sel
hidup dan bertugas untuk menyimpan dan mentransfer genetic, kemudian
menerjemahkan informasi ini secara tepat untuk mensintesis protein yang khas
bagi masing-masing sel. Asam nukleat, jika unit-unit pembangunnya
deoksiribonukleotida , disebut asam deoksiribonukleotida (DNA) dan jika
terdiri- dari unit-unit ribonukleaotida disebut asam ribonukleaotida (RNA).
Asam Nukleat juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari
banyak nukleotida. Bila nukleotida mengandung ribose, maka asam nukleat yang
terjadi adalah RNA (Ribnucleic acid = asam ribonukleat) yang berguna dalam
sintesis protein. Bila nukleotida mengandung deoksiribosa, maka asam nukleat
yang terjadi adalah DNA (Deoxyribonucleic acid = asam deoksiribonukleat) yang
merupakan bahan utama pementukan inti sel. Dalam asam nukleat terdapat 4 basa
nitrogen yang berbeda yaitu 2 purin dan 2 primidin. Baik dalm RNA maupun DNA
purin selalu adenine dan guanine. Dalam RNA primidin selalu sitosin dan urasil,
dalam DNA pirimidin selalu sitosin dan timin.
Asam-asam nukleat terdapat pada 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 IM.
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 jenuh akan mengendapkan
protein. Cara lain untuk memisahkan asam nukleat dari protein ialah menggunakan
enzim pemecah protein, misal tripsin. Ekstraksi terhadap jaringan-jaringan
dengan asam triklorasetat, dapat pula memisahkan asam nukleat. Denaturasi
protein dalam campuran dengan asam nukleat itu dapat pula menyebabkan
terjadinya denaturasi asam nukleat itu sendiri. Oleh karena 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 deoksiribosa dapat digunakan untuk keperluan
identifikasi asam nukleat.
2.2 Jenis-Jenis
Asam Nukleat
Asam nukleat
dalam sel ada dua jenis yaitu DNA (deoxyribonucleic acid ) atau asam
deoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat. Baik DNA
maupun RNA berupa anion dan pada umumnya terikat oleh protein dan bersifat
basa. Misalnya DNA dalam inti sel terikat pada histon. Senyawa gabungan antara
protein danasam nukleat disebut nucleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan
polimer sepertiprotein tetapi unit penyusunnya adalah nukleotida. Salah satu
contoh nukleotida asam
nukleat bebas adalah ATP yang berfungsi sebagai pembawa energi.
2.3 Fungsi
dan Peranan Asam Nukleat
DNA mengandung gen, informasi yang mengatur sintesis protein
dan RNA. DNA mengandung bagian-bagian yang menentukan pengaturan ekspresi gen
(promoter, operator, dan lain-lain.). Ribosomal RNA (rRNA) merupakan komponen
dari ribosom, mesin biologis pembuat protein Messenger RNAs (mRNA) merupakan
bahan pembawa informasi genetik dari gen ke ribosom. Transfer RNAs (tRNAs)
merupakan bahan yang menterjemahkan informasi dalam mRNA menjadi urutan asam
amino RNAs memiliki fungsi-fungsi yang lain, di antaranya fungsi-fungsi
katalis. Asam nukleat merupakan molekul raksasa yang memiliki fungsi khusus
yaitu, menyimpan informasi genetik dan menerunkannya kepada keturunanya.
Susunan asam nukleat yang menentukan apakah mahluk itu menjadi hewan, tumbuhan,
maupun manusia. Begitu pula susunan dalam sel, apakah sel itu menjadi sel otot
maupun sel darah.
Beberapa fungsi penting asam nukleat adalah menyimpan,
menstransmisi, dan mentranslasi informasi genetik; metabolisme antara
(intermediary metabolism) dan reaksi-reaksi informasi energi; koenzim pembawa
energi; koenzim pemindah asam asetat, zat gula, senyawa amino dan biomolekul
lainnya; koenzim reaksi oksidasi reduksi.
Peranan dari DNA dan RNA sebagai
bahan keturunan memberikan suatu kontras yang menarik dalam hal fungsi biologis
dari dua kelas makromolekul ini. RNA memperlihatkan keragaman biomolekul yang
biasa dengan memiliki fungsi selular dan viral yang khas. Di pihak lain, DNA
merupakan contoh yang jarang dari suatu makromolekul yang melakukan fungsi
tunggal yang sama dalam virus, prokariota, dan eukariota. Sebagai pembawa
informasi genetika dari semua system selular, DNA mempertahankan kemurnian
fungsi sepanjang evolusi biologi. Pemanfaatan yang menguntungkan dari DNA oleh
alam untuk melestarikan spesies tampaknya tidak memungkinkan untuk beragam fungsi
dari makromolekul ini.
2.4 Tingkatan
Struktur Asam Nukleat
2.4.1 Gula Pentosa
Rangka utama untai DNA
terdiri dari gugus fosfat
dan gula
yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa
(berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat
melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga
pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu
perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.
DNA terdiri atas dua untai yang berpilin
membentuk struktur heliks ganda.
Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai
berlawanan dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai
terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang
berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks
ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada
kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenina
(dilambangkan A), sitosina
(C, dari cytosine), guanina
(G), dan timina
(T). Adenina berikatan hidrogen dengan timina, sedangkan guanina berikatan
dengan sitosina. Segmen polipeptida
dari DNA disebut gen, biasanya merupakan molekul RNA.
2.4.2 Gula ribosa
Gula dalam asam nukleat adalah jenis
gula aldopentosa yakni Ribosa. Struktur Hawort (siklik)nya menunjukkan posisi
beta-Furanosa (beta untuk posisi OH yang diatas, Furanosa untuk siklik dari 5
atom karbon). Untuk RNA sama seperti Struktur Hawort, namun untuk DNA agak
sedikit berbeda, dimana pada atom C2 nya
kehilangan atom O nya sehingga yang ada hanya subtituen H nya saja, itulah
dinamakan gula Deoksiribosa.
2.4.3 Basa Nitrogen
Basa nitrogen seperti yang kita tau adalah Purin dan
Pirimidin.
Basa Purin
misalnya. berasal dari senyawa heterosiklik yang terdiri dari 2 gabungan siklik
(namanya bisiklik). sedangkan Pirimidin juga termasuk dalam snyawa
heterosiklik, namun pirimidin ini berasal dari turunan Piridin yang ditambahkan
1 atom N (kalo piridin hanya 1 atom N nya). Purin punya turunan lagi, yakni
Adenin dan guanin yang berbeda dari strukurnya, begitu juga pirimidin yang
terdiri dari timin, uracil, dan sitosi.
Masing-masing
basa purin dan pirimidin akan saling berpasangan, seperti adenin akan selalu
berpasangan dengan timin pada DNA dan dengan Urasil pada RNA. sedangkan guanin
"setia" dengan sitosin baik di DNA maupun RNA.,hal ini karena mereka
sudah berjodoh satu sama lain, dalam hal ini masing-masing pasangan akan saling
membentuk kestabilan oleh adanya ikatan hidrogen yang menghubungkan keduanya dan
juga sudah ada enzim-enzim tertentu yang bekerja pada masing-masing jenis asam
nukleat, sehingga bila pasangannya "tertukar" enzim yang bekerja
secara otomatis akan berhenti. 3. Gugus fosfat Inilah yang menentukan sifat
asam pada asam nukleat.
Fosfat pada
keadaan netral, ia akan sangat mudah melepaskan protonnya. Semakin mudah
melepaskan protonnya, semakin asam. sehingga disebut juga sebagai anion asam
kuat.. Fosfatnya, berikatan dengan atom C5 nya, dan atom C3 dari nukleotida
sebelumnya atau sesudahnya. ini disebut sebagai ikatan fosfodiester, dimana ikatan ini menghubungkan nukleotida 1
dengan lainnya. Nukleotida adalah unit molekul dari asam nukleat yang terdiri
dari fosfat, basa N, dan gula. nukleosida adalah unit molekul asam nukleat yang terdiri dari gula dan basa N
saja. untuk Basa N, pada Purin akan berikatan pada atom N9 nya dengan atom C1
dari gula. sedangkan Pirimidin berikatan pada N1 nya dengan atom C1 pada gula
dengan membentuk ikatan N-glikosida (nukleosida).
Pasangan
adenin timin hanya 2 rangkap ikatan hidrogen, karena pada strukturnya tidak
memungkinkan untuk membentuk 3 rangkap seperti pasangan guanin sitosin. Dari
jaraknya antara O dan H pada pasangan adenin timin, sangat jauh. sehingga tidak
memungkinkan adanya interaksi double heliksnya.
2.4.4 Nukleotida dan Nukleosida
Molekul nukleotida terdiri atas
nukleosida yang mengikat asam fosfat. Molekul nukleosida terdiri atas pentosa
(deoksiribosa atau ribose) yang mengikat suatu basa (purin atau pirimidin).
Jadi apabila suatu nukleoprotein dihidrolisis sempurna akan dihasilkan protein,
asam fosfat, pentosa dan basa purin atau pirimidin.
Pentosa yang berasal dari DNA ialah
deoksiribosa dan yang berasal dari RNA ialah ribose. Adapun basa purin dan basa
pirimidin yang berasal dari DNA ialah adenin, sitosin, dan timin. Dari RNA akan
diperoleh adenin, guanin, sitosin, dan urasil.
Urasil terdapat dalam dua bentuk
yaitu bentuk keto atau laktam dan bentuk enol atau laktim. Pada PH cairan
tubuh, terutama urasil terdapat dalam entuk keto. Nukleosida terbentuk dari
basapurin atau pirimidin dengan ribose atau deoksiribosa. Basa purin atau
pirimidin terikat pada pentosa oleh ikatan glikosidik,yaitu pada atom karbon
nomor 1. Guanosin adalah suatu nukleosida yang terbentuk dari guanin dengan
ribosa. Pada pengikatan glikosidik ini sebuah molekul air yang dihasilkan
terjadi dari atom hidrogen pada atom N-9 dari basa purin dengan gugus OH pada
atom C-1 dari pentosa. Untuk basa pirimidin,gugus OH pada atom C-1berikatan dengan
atom H pada atom N-1
Pada umumnya nukleosida diberi nama
sesuai dengan nama basa purin atau basa pirimidin yang membentuknya. Beberapa
nukleosida berikut ini ialah yang membentuk dari basa purin atau dari basa
pirimidin dengan ribosa ;
Adenin
nukleosida atau Adenosin
Guanin
nukleosida atau Guanosin
Urasil
nukleosida atau Uridin
Timin
nukleosida atau Timidin
Sitosin
nukleosida atau Sitidin
Apabila pentose yang diikat oleh deoksiribosa, maka nama
nukleosida diberi tambahan deoksi di depannya. Sebagai contoh “deoksiadinosin, deoksisitidin”
dan sebagainya. Disamping lima jenis basa purin atau basa pirimidin yang biasa
terdapat pada asam nukleat, ada pula beberapa basa purin dan basa pirimidin
lain yang membentuk nukleosida. Hipoksantin dengan ribosa akan membentuk
hipoksantin nukleosida atau inosin. DNA pada bakteri ternyata mengandung
hidroksimetilsitosin.
Demikian pula tRNA (transfer RNA) mengandung derivat metal
basa purin atau basapirimidin, misalnya 6-N-dimetiladenin atau 2-N
dimetilguanin.
Dalam alam nukleosida terutama
terdapat dalam bentuk ester fosfat yang disebut nukleotida. Nukleotida terdapat
sebagai molekul bebas atau berikatan dengan sesama nukleotida membentuk asam
nukleat.Dalam molekul nukleotida gugus fosfat terikat oleh pentosa pada atom C-5.
Beberapa nukleotida lain ialah sebagai berikut :
Adenin
nukleotida atau Adenosinmonofosfat (AMP)(asam adenilat)
Guanin
nukleotida atau Guanosinmonofosfat (GMP)(asam guanilat)
Hipoksantin
nukleosida atau Inosinmonofosfat (IMP)(asam inosinat)
Urasil Nukleotida
atau Uridinmonofosfat (UMP) (asam uridilat)
Sitidin
nukleotida atau Sitidinmonofosfat (SMP)(asam sitidilat)
Timin
nukleotida atau Timidinmonofosfat (TMP)(asam timidilat)
Pentosa yang terdapat dalam molekul
nukleotida pada contoh diatas ialah ribosa. Apabila pentosanya deoksiribosa,
maka ditambah deoksi di depan nama nukleotida tersebut misalnya
deoksiadenosin-monofosfat atau disingkat dAMP.
Ada beberapa nukleotida yang mempunyai gugus fosfat lebih
dari 1 misalnya adenosintrifosfat dan uridintrifosfat, kedua nukleotida ini
mempunyai peranan penting dalam reaksi-reaksi kimia dalam tubuh.
Pada rumus molekul ATP dan UTP,
ikatan antara gugus-gugus fosfat diberi tanda yang khas. Pada proses hidrolisis
ATP akan melepaskan gugus fosfat dan terbentuk adenosin di fosfat (ADP). Pada
hidrolis ini ternyata dibebaskan energy yang cukup besar yaitu 7.000 kal/mol
ATP.Oleh karena itu ikatan antara gugus fosfat dinamakan “ikatan berenergi
tinggi” dan diberi tanda ~ . Dalam tubuh, ATP dan UTP berfungsi sebagai
penyimpan energi yang diperoleh dariproses oksidasi senyawa-senyawa dalam
makanan kita untuk kemudian dibebaskan apabila energi tersebut diperlukan.
2.5 Struktur
DNA dan RNA
2.5.1 Deoxyribonucleid Acid ( DNA )
Asam ini adalah polimer yang terdiri
atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga
membentuk rantai polinukleotida yang panjang. Molekul DNA yang panjang ini
terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul
deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat.
Secara kimia DNA mengandung karakteristik/sifat sebagai
berikut:
1.
Memiliki gugus gula deoksiribosa.
2.
Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).
3.
Memiliki rantai heliks ganda anti paralel.
4.
Kandungan basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan
spesifik satu dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin (G±C), dan
adenidan adenin berpasangan dengan timin (A - T), sehingga jumlah guanin selalu
sama dengan jumlah sitosin. Demikian pula adenin dan timin.
5.
Makromolekul dengan Mr yang sangat besar.
6.
Terdiri dari mononukleotida utama : dAMP, dGMP, dTMP, dCMP.
7.
Setiap spesies/organisme mononukleotida utamanya mempunyai perbandingan, urutan
dan berat molekul (Mr) yang spesifik.
8.
Pada sel prokariotik (mengandung hanya satu kromosom) DNA nya merupakan
makromolekul tunggal.
9.
Pada sel eukariotik (mengandung banyak kromosom) mempunyai banyak molekul DNA
dengan Mr yang sangat besar.
10.
DNA terutama terdapat dalam inti sel (DNA inti) bergabung dengan protein histon.
11.
Juga bisa terdapat pada sitoplasma (DNA sitoplasma), dalam mitokondria, dalam
khloroplas.
12.
Pada sel bakteri selain terdapat dalam inti sel juga bisa pada sel membran =
mesosom dan dalam sitoplasma di luar kromosom = plasmid/episom.
13.
DNA normal dari suatu spesies yang berbeda menunjukkan adanya keteraturan
(regularitas).
Struktur
DNA
·
DNA
terdiri atas dua rangkaian heliks
anti-paralel (paralel berlawanan arah) yang melilit ke kanan suatu poros.
·
Ukuran
lilitan adalah 36 Å, yang mengandung
10.5 pasangan basa per putaran.
·
Kerangka
yang berselang-seling antara gugus deoksiribosa dan fosfat terletak di bagian
luar.
·
Ikatan
hidrogen antara basa purin dan pirimidin terletak di bagian dalam.
2.5.2 Ribonukleat Acid ( RNA )
Asam ribonukleat adalah salah satu
polimer yang terdiri atas molekul-molekul ribonukleotida. Seperti DNA, asam
ribonukleat ini terbentuk oleh adanya ikatan antara atom C nomer 3 dengan atom
C nomer 5 pada molekul ribose dengan perantaraan gugus fosfat. Dibawah ini
adalah gambar struktur sebagian dari molekul RNA :
1. Terdiri dari rantai tunggal
poliribonukleotida
2. Hampir seluruhnya terdapat di
sitoplasma, juga terdapat pada virus.
3. Rantai tunggal Chargaff’s Rules tidak
berlaku.
4. Ada 3 macam : mRNA (messenger-RNA),
rRNA (ribosomal-RNA), tRNA (transfer-RNA).
a.
mRNA
·
Basa
nya : A, G, C dan U.
·
Disintesis
dalam inti sel pada proses transkripsi.
·
Pembawa
informasi genetik dari DNA untuk sintesis protein.
·
Umurnya
pendek mengalami degradasi/resintesis.
b. rRNA
·
Bagian terbanyak dari RNA dalam sel
(80%).
·
Merupakan
60% dari berat ribosom.
·
Basa
utamanya : A, G, C, U.
c.
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
2.5.3 Perbedaan DNA dan RNA
|
RNA
|
KOMPONEN
|
DNA
|
|
A,
Adenin
G,
Guanin
C,
Sitosin
U,
Urasil
Ribosa
Asam
Fosfat (H3PO4)
|
Basa N Organik
Gula
Fosfat
|
A, Adenin
G, Guanin
C, Sitosin
T, Timin
Deoksiribosa
Asam Fosfat (H3PO4
|
2.6 Sintesis DNA dan RNA
2.6.1.Sintesis RNA
Sintesis RNA biasanya dikatalisis
oleh enzim DNA-RNA polymerase menggunakan sebagai template, sebuah proses yang dikenal
sebagai transkripsi. Inisiasi transkripsi dimulai dengan pengikatan enzim ke
urutan promotor dalam DNA (biasanya ditemukan "upstream" dari gen).
DNA helix ganda dibatalkan oleh
aktivitas helikase enzim. Enzim kemudian berlanjut sepanjang untai template
dalam arah 3 'to 5', mensintesiskan molekul RNA komplementer dengan elongasi
terjadi di 5 'ke 3' arah. Urutan DNA juga menentukan di mana berakhirnya
sintesis RNA akan terjadi. RNA sering dimodifikasi oleh enzim setelah transkripsi.
Ada juga sejumlah polimerase RNA
RNA-tergantung yang menggunakan RNA sebagai template mereka untuk sintesis
untai baru RNA. Sebagai contoh, sejumlah virus RNA (seperti virus polio)
menggunakan jenis enzim untuk mereplikasi materi genetic mereka. Juga,
RNA-dependent RNA polimerase merupakan bagian dari jalur interferensi RNA di
banyak organisme.
Transkripsi merupakan sintesis RNA
dari salah satu rantai DNA, yaitu rantai cetakan atau sense, sedangkan rantai
komplemennya disebut rantai antisense. Rentangan DNA yang ditranskripsi menjadi
molekul RNA disebut unit transkripsi. Informasi dari DNA untuk sintesis protein
dibawa oleh mRNA. RNA dihasilkan dari aktifitas enzim RNA polimerase. Enzim
polimerasi membuka pilinan kedua rantai DNA hingga terpisah dan merangkaikan nukleotida
RNA. Enzim RNA polymerase merangkai nukleotida-nukleotida RNA, saat terjadi
perpasangan basa di sepanjang cetakan DNA. Urutan nukleotida spesifik di
sepanjang cetakan DNA.
Urutan nukleotida spesifik di
sepanjang DNA menandai dimana transkripsi suatu gen dimulai dan diakhiri.
Transkripsi terdiri dari 3 tahap
yaitu: inisiasi (permulaan), elongasi (pemanjangan), terminasi (pengakhiran)
rantai mRNA.
1.
Inisiasi
Daerah DNA
di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter.
Suatu promoter menentukan di mana transkripsi dimulai, juga menentukan yang
mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.
2.
Elongasi
Saat RNA bergerak di sepanjang DNA,
RNA membuka pilinan heliks ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang
akan lepas dari cetakan DNAnya.
3.
Terminasi
Transkripsi berlangsung sampai RNA
polimerase mentranskripsi urutan DNA yang disebut terminator. Terminator yang
ditranskripsi merupakan suatu urutan RNA yang berfungsi sebagai sinyal
terminasi yang sesungguhnya. Pada sel prokariotik, transkripsi biasanya
berhenti tepat pada akhir sinyal terminasi; yaitu, polimerase mencapai titik
terminasi sambil melepas RNA dan DNA. Sebaliknya, pada sel eukariotik
polimerase terus melewati sinyal terminasi, suatu urutan AAUAAA di dalam mRNA.
Pada titik yang lebih jauh kira-kira 10 hingga 35 nukleotida, mRNA ini dipotong
hingga terlepas dari enzim tersebut.
2.6.2.
Sintesis DNA
Sintesis DNA disini dimaksud adalah replikasi DNA yaitu
proses perbanyakan bahan genetic. Pengkopian rangkaian molekul bahan genetic (
DNA atau RNA) sehingga dihasilkan molekul anakan yang sangat identik.
Model replikasi DNA secara semikonservatif menunjukkan bahwa
DNA anakan terdiri atas pasangan untaian DNA induk dan untaian DNA hasil
sintesis baru.
Model
ini memberikan gambaran bahwa untaian DNA induk berperanan sebagai cetakan
(template) bagi pembentukan untaian DNA baru. Model ini memberikan gambaran
bahwa untaian DNA induk berperanan sebagai cetakan (template) bagi pembentukan
untaian DNA baru.
Komponen
utama Replikasi, adalah sebagai berikut :
1. DNA
cetakan, yaitu molekul DNA atau RNA yang
akan direplikasi.
2. Molekul
deoksiribonukleotida,
yaitu dATP, dTTP, dCTP, dan dGTp. Deoksiribonukleotida terdiri atas tiga
komponen yaitu: (i) basa purin atau pirimidin, (ii) gula 5-karbon (deoksiribosa)
dan (iii) gugus fosfat.
3. Enzim DNA
polimerase, yaitu
enzim utama yang mengkatalisi proses polimerisasi nukleotida menjadi untaian
DNA.
4. Enzim
primase, yaitu enzim yang mengkatalisis
sintesis primer untuk memulai replikasi DNA.
5. Enzim pembuka ikatan untaian DNA
induk, yaitu enzim helikase dan
enzim lain yang membantu proses tersebut yaitu enzim girase.
6. Molekul protein yang menstabilkan
untaian DNA yang sudah terbuka, yaitu protein
SSB (single strand binding protein).
7. Enzim DNA
ligase, yaitu suatu enzim yang berfungsi
untuk menyambung fragmen-fragmen DNA.
2.6 Transkripsi
dan Translasi
2.6.1. Transkripsi
Transkripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang
ada pada urutan DNA meniadi molekul RNA. Transkripsi adalah proses yang
mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan muncul sebagai
fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul RNA digunakan
sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang komptementer.
Mekanisme
Dasar Transkripsi adalah sebagai berikut :
Transkripsi
(sintesis RNA) dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu:
1. Faktor-faktor yang mentendalikan
transkripsi menempel pada bagian promoter.
2. Penempelan faktor-faktor pengendali
transkripsi menyebabkan terbentuknya kompleks promoter yang terbuka (open
promoter complex).
3. RNA pofimerase membaca cetakan (DNA
template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer dengan
cetakannya.
4. Setelah terjadi proses pemanjangan
untaian RNA hasil sintesis, selanjutnya diikuti dengan proses pengakhiran
(terminasi) transkripsi yang ditandai dengan pelepasan RNA polimerase dari DNA
yang ditranskripsi.
2.6.2 Translasi
Translasi adalah proses penerjemah urutan nukleotida yang
ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu
polipeptida atau protein. Hanya molekul mRNA yang ditranslasi, sedangkan rRNA
dan tRNA tidak ditranslasi. Molekul mRNA merupakan transkrip (salinan) urutan
DNA yang menyusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame, kerangka baca
terbuka). Molekul rRNA adalah salah satu molekul penyusun ribosom, yakni
organel tempat berlangsungnya sintesis protein, tRNA adalah pembawa asam-asam
amino yang akan disambungkan menjadi rantai polipeptida.
Dalam proses translasi, rangkaian nukleotida pada mRNA akan
dibaca tiap tiga nukleotida sebagai satu kodon untuk satu asam amino, dan
pembacaan dimulai dari urutan kodon metionin (ATG pada DNA atau AUG pada RNA).
Kodon (kode genetik)
Kodon (kode genetik) adalah urutan nukleotida yangterdiri atas 3
nukleotida yang berurutan (sehingga sering disebut sebagai triplet codon, yang
menyandi suatu kodon asam amino tertentu, misalnya urutan ATG (AUG pada mRNA) mengkode asam amino metionin,
Kodon inisiasi translasi merupakan kodon untuk asam amino metionin yang
mengawali struktur suatu polipeptida (protein). Pada prokaryot, asam amino awal
tidak berupa metionin tetapi formil metionin (fMet).
Ada
beberapa aspek yang perlu diketahui mengenai kode genetik, yaitu:
·
Kode
genetik bersifat tidak saling tumpang-tindih (non-overlappind kecuali pada
kasus tertentu, misalnya pada bakteriofag.
·
Tidak
ada sela (gap) di antara kodon satu dengan kodon yang lain.
·
Tidak
ada koma di antara kodon.
·
Kodon
bersifat degenerotea, buktinya ada beberapa asam amino yang mempunyai lebih
dari satu kodon.
·
Secara
umum, kodon bersifat hampir universal karena pada beberapa organel jasad tinggi
ada beberapa kodon yang berbeda dari kodon yang digunakan pada sitoplasm.
·
Dalam
proses translasi, setiap kodon berpasangan dengan antikodon yang sesuai yang
terdapat pada molekul tRNA.
·
Sebagai
contoh, kodon metionin (AUG) mempunyai komplemennya dalam bentuk antikodon UAC
yang terdapat pada tRNAMet.
·
ada
waktu tRNA yang membawa asam amino diikat ke dalam sisi A pada ribosom, maka
bagian antikodonnya berpasangan dengan kodon yang sesuai yang ada pada sisi A
tersebut.
·
Oleh
karena itu, suatu kodon akan menentukan asam amino yang disambungkan ke dalam
polipeptida yang sedang disintesis di dalam ribosom
BAB III
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil
dari makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Asam nukleat adalah biopolymer yang
berbobot molekul tinggi dengan unit monomernya mononukleotida. Asam Nukleat
juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida. Asam nukleat dalam
sel ada dua jenis yaitu DNA (deoxyribonucleic acid ) atau asam
deoksiribonukleat dan RNA (ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat.
2. Deoxyribonucleid Acid ( DNA ), Asam
ini adalah polimer yang terdiri atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat
satu sama lain sehingga membentuk rantai polinukleotida yang panjang. Molekul
DNA yang panjang ini terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C
nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Asam
ribonukleat adalah salah satu polimer yang terdiri atas molekul-molekul
ribonukleotida.
3. Sintesis RNA biasanya dikatalisis
oleh enzim DNA-RNA polymerase menggunakan sebagai template, sebuah proses yang
dikenal sebagai transkripsi.Sintesis DNA adalah replikasi DNA yaitu proses
perbanyakan bahan genetic
4. Transkripsi adalah proses penyalinan
kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA meniadi molekul RNA. Transkripsi
adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan
muncul sebagai fenotipe. Translasi adalah proses penerjemah urutan nucleotida
yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun
suatu polipeptida atau protein.
DAFTAR PUSTAKA
A.
Buku-Buku
Poedjiadi,
Anna. 2005. Dasar-dasar Biokimia.UI press. Jakarta
B.
Online [10 Oktober 2014]
0 komentar:
Posting Komentar