ASAM NUKLEAT

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah yang maha Esa atas terselesaikannya tugas kami yang berjudul “ASAM NUKLEAT” dalam bentuk makalah dan presentasi untuk mata kuliah Biologi Molekuler. Dalam bidang tersebut,asam nukleat sangat berperan untuk informasi genetik mengingat bahwa asam nukleat terdiri dari DNA dan RNA sehingga selanjutnya akan dibahas dalam makalah ini

            Tentunya makalah ini membutuhkan saran dan kritik yang membangun guna sempurnanya karya ini. Semoga bermanfaat untuk kita semua dan dapat menambah ilmu wawasan dalam mencapai kehidupan yang sehat.

Tim Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.   Latar Belakang

Tubuh manusia tersusun atas kumpulan-kumpulan sel. Sel-sel berkelompok membentuk suatu jaringan,dan kemudian jaringan-jaringan akan menyusun organ. Organ memiliki beragam bentuk dan fungsi. Organ-organ tersebut saling berkaitan satu sama lain untuk membentuk suatu sistem. Sistem organ inilah yang akan membentuk organisme baru. Tiap sel tentunya memiliki nukleus atau inti sel. Didalam nukleus pasti memiliki kromosom yang didalamnya terdapat asam nukleat.

Dalam sejarah dibidang Biologi Molekuler berawal tahun 1868 Friedrich Miescher (1844-1895) adalah orang yang mengawali pengetahuan mengenai kimia dan inti sel. Pada tahun 1868, di laboratorium Hoppe-Syler di Tubingen, beliau memilih sel yang terdapat pada nanah bekas pembalut luka, kemudian sel-sel tersebut dilarutkan dalam asam encer dan dengan cara ini diperoleh inti sel yang masih terikat pada sejumlah protein. Dengan menambahkan enzim pemecah protein ia dapat memperoleh inti sel saja dan dengan cara ekstraksi terhadap inti sel diperoleh suatu zat yang larut dalam basa tetapi tidak larut dalam asam. kemudian zat ini dinamakan ”nuclein” sekarang dikenal dengan nama nukleoprotein. Selanjutnya dibuktikan bahwa asam nukleat merupakan salah satu senyawa pembentuk sel dan jaringan normal.

Asam nukleat dibagi menjadi dua jenis, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat dan RNA (ribinucleic acid) atau asam ribonukleat. 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. Oleh karena itu untuk mempelajari asam nukleat, perlu dipelajari terlebih dahulu tentang nukleotida.

Asam nukleat merupakan pengemban kode genetik dalam sistem kehidupan. Karena informasi yang terkandung dalam asam-asam nukleat itu, suatu organisme mampu membiosintesis tipe protein yang berlainan (rambut, kulit, otot, enzim dan sebagainya) dan memproduksi lebih banyak organisme dari jenisnya sendiri. Asam nukleat merupakan suatu polimer yang terdiri dari banyak molekul nukleotida. Ada dua macam asam nukleat, yaitu DNA dan RNA. DNA terutama dijumpai dalam inti sel, asam ini merupakan pengemban kode genetik dan dapat mereproduksi atau mereplikasi dirinya dengan tujuan membentuk sel-sel baru untuk reproduksi organisme itu, dalam sebagian besar organisme, DNA suatu sel mengarahkan sintesis molekul RNA. Satu tipe RNA yakni RNA pesuruh (mRNA) meninggalkan inti sel dan mengarahkan biosintesis dari berbagai tipe protein dalam organisme itu sesuai dengan kode DNAnya.

Asam-asam nukleat terdapat pada jaringan-jaringan tubuh sebagai nukleoprotein, yaitu gabungan antara asam nukleat dengan protein. Untuk memperoleh asam nukleat dari jaringan-jaringan tersebut, dapat di lakukan ekstraksi terhadap nukleoprotein terlebih dahulu menggunakan larutan garam 1M. Setelah nukleoprotein terlarut, dapat diuraikan menjadi protein-protein dan asam nukleat dengan menambah asam-asam lemah atau alkali secara hati-hati, atau dengan menambah NaCl hingga larutan menjadi jenuh. Setelah terpisah dari protein yang mengikatnya, asam nukleat dapat diendapkan dengan penambahan alkohol perlahan-lahan. Disamping itu penambahan NaCl hingga jenuh akan mengendapkan protein.

1.2.   Rumusan Masalah

1.2.1.      Bagaimanakah pengertian dan fungsi asam nukleat ?

1.2.2.      Apakah sifat-sifat dari asam nukleat ?

1.2.3.      Berapa macam-macam asam nukleat dan perbedaannya ?

1.2.4.      Bagaimanakah tingkatan struktur asam nukleat ?

1.3.   Manfaat

1.3.1.      Mengetahui pengertian dan fungsi asam nukleat

1.3.2.      Mengetahui sifat-sifat asam nukleat

1.3.3.      Mengetahui macam-macam asam nukleat dan perbedaannya

1.3.4.      Mengetahui tingkatan struktur dari asam nukleat

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.            Pengertian dan fungsi asam nukleat

Asam nukleat dari biologi molekuler penting bagi kehidupan, dan termasuk DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat). Bersama dengan protein, asam nukleat membentuk paling penting makromolekul , masing-masing ditemukan dalam kelimpahan dalam semua makhluk hidup, di mana mereka berfungsi dalam pengkodean, transmisi dan mengekspresikan informasi genetik.

Ciri- ciri Asam Nukleat :

a.      Terdapat pada semua sel hidup

b.      Merupakan makromolekul dengan monomer Mononukleotida

         Asam nukleat ( nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus. Ada yang menyebutkan bahwa asam nukleat adalah suatu polimer nukleotida yang berperan dalam penyimpanan serta pemindahan informasi genetik (polinukleotida). Asam nukleat terdiri dari Asam deoksiribonukleat (DNA) dan  Asam ribonukleat (RNA).

Asam nukleat juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida. Bila Nukleotida mengandung rebose maka asam nukleat yang terjadi adalah RNA (Ribnuleic acid = asam Ribonukleat) yang berguna dalam sintesis protein. Bila nukleotida mengandung deoksiribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah DNA (Dexyribonueleic Acid = asam daoksiribonukleat) yang merupakan baha utama pembentukan inti sel.

Dalam Asam nukleat terdapat 4 basa nitrogen yang berbeda yaitu 2 purin dan 2 primidia. Baik dalam RNA maupun DNA purin selalu Adenice dan guanice. Dalam RNA pprimidin selalu sitosin dan urasil, DNA primidin selalu sitosin dan timin. Asam asam nukleat terdapat pada jaringan tubuh ebagai Nukleoprtein yaitu gabungan antara asam nukleat dari jaringan jaringan tersebut.

Fungsi asam nukleat sebagai berikut :

1.            Menyimpan, mereplikasi dan mentranskripsi informasi genetika

2.            Turut dalam metabolisme

3.            Penyimpan energi

4.            Sebagai ko-enzim pembawa asetat , zat gula, senyawa amino dan biomolekul lainnya serta koenzim reaksi oksidasi reduksi

2.2.            Sifat-sifat asam nukleat

Ø  Stabilitas asam nukleat

Ketika melihat struktur tangga berpilin molekul DNA atau struktur sekunder RNA, sepintas akan terlihat bahwa struktur tersebut menjadi stabil karena adanya ikatan hidrogen. Jadi, ikatan hidrogen jelas tidak berpengaruh terhadap stabilitas struktur asam nukleat, tetapi hanya sekedar menentukan spesifitas perpasangan basa. 

Ø  Pengaruh asam

Di dalam asam pekat dan suhu tinggi, misalnya HClO₄ dengan suhu lebih dari 100ºC, asam nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna menjadi komponen-komponennya. Namun, di dalam asam mineral yang lebih encer, hanya ikatan glikosidik antara gula dan basa purin saja yang putus sehingga asam nukleat dikatakan bersifat apurinik.

Ø  Pengaruh alkali

Pengaruh alkali terhadap asam nukleat mengakibatkan terjadinya perubahan status tautomerik basa. Sebagai contoh, peningkatan pH akan menyebabkan perubahan struktur guanin dari bentuk keto menjadi bentuk enolat karena molekul tersebut kehilangan sebuah proton. Selanjutnya, perubahan ini akan menyebabkan terputusnya sejumlah ikatan hidrogen sehingga pada akhirnya rantai ganda DNA mengalami denaturasi.

Ø  Denaturasi kimia

Sejumlah bahan kimia diketahui dapat menyebabkan denaturasi asam nukleat pada pH netral. Contoh yang paling dikenal adalah urea (CO(NH₂)₂) dan formamid (COHNH₂). Pada konsentrasi yang relatif tinggi, senyawa-senyawa tersebut dapat merusak ikatan hidrogen. Artinya, stabilitas struktur sekunder asam nukleat menjadi berkurang dan rantai ganda mengalami denaturasi.

Ø  Viskositas

DNA kromosom dikatakan mempunyai nisbah aksial yang sangat tinggi karena diameternya hanya sekitar 2 nm, tetapi panjangnya dapat mencapai beberapa sentimeter. Dengan demikian, DNA tersebut berbentuk tipis memanjang. Selain itu, DNA merupakan molekul yang relatif kaku sehingga larutan DNA akan mempunyai viskositas yang tinggi. Karena sifatnya itulah molekul DNA menjadi sangat rentan terhadap fragmentasi fisik. Hal ini menimbulkan masalah tersendiri ketika kita hendak melakukan isolasi DNA yang utuh.

Ø  Kerapatan apung

Analisis dan pemurnian DNA dapat dilakukan sesuai dengan kerapatan apung (bouyant density)-nya. Di dalam larutan yang mengandung garam pekat dengan berat molekul tinggi, misalnya sesium klorid (CsCl) 8M, DNA mempunyai kerapatan yang sama dengan larutan tersebut, yakni sekitar 1,7 g/cm³. 

2.3.            Macam-macam asam nukleat dan perbedaannya

2.3.1.      Deoxyribonucleid Acid (DNA)

Asam ini adalah polimer yang terdiri atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu saa lain sehingga membentuk rantai polinukleotida yang panjang. DNA yang panjang ini terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat

Struktur DNA :

·         DNA terdiri atas  rangkaian heliks anti paralel (paralel berlawanan arah) yang memilikikenamaan suatu poros

·         Ukuran lilitan adalah 36 A. yang ,mengandung 10,5 panjang basa perputaran

·         Kerangka yang berselang seling antara gugus deoksiribosa dan fosfat terletak dibagian luar

·         Ikatan hydrogen antara basa purin dan pirimidin terletak dibagian dalam

·         Jumlah adenin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan    jumlah timin (A = T)

·         Jumlah guanin dalam DNA suatu organisme selalu sama dengan jumlah sitosin (G=C)

gambar struktur DNA

2.3.2.      Ribonukleat Acid (RNA)

Asam ribonukleat adalah sala satu polimer yang terdiri atas molekul-molekul ribonukleotida. RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus gula ribosa dari nukleotida yang lain.

           Gambar struktur RNA

Struktur RNA :

·         Terdiri dari rantai tunggal poliribonukleatida

·         Hampir seluruhnya terdapat di sitoplasma, juga terdapat pada virus

·         Memiliki rantai tunggal

·         Ada tiga macam RNA :

1.      Messenger RNA atau RNAd

RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma). Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida. RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.

2.      Ribosomal RNA

RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom. Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.

3.      Transfer RNA

RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom. Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian basa pendek ( disebut antikodon ). Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon. Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.

2.4.            Tingkatan struktur asam nukleat

·         Gulapentosa

Rangka utama DNA terdiri dari gugus fosfal dan gula yang berselang-selangi. Gula Pada DNA adalah gula pentose ( berkarbon 5) yaitu 2- deoksiribosa, dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan  Fosfodiester.Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya, gula RNA adalah Ribosa .Empat basa yang di temukan pada DNA adalah Adenina (A), sintosina (c) dari cytosine. Guanina (C) dan timina (T). Gula dalam asam nukleat adalah jenis gula Aldopentosa yaitu Ribosa

·         Basa nitrogen

                       Basa nitrogen seperti yang kita tau adalah purin dan pirimidin

·         Nukleotida dan nukleosida

               Molekul nukleotida terdiri atas nukleosida yang mengikat asam fosfat. Molekul nukleosida terdiri atas pentose (dioksiribosa atau ribose) yang mengikat suatu basa (purin atau pirimidin)

·         Polinukleotida

                                    Polinukleotida merupakan polimer atau rantai

Gambar struktur tingkatan asam nukleat

BAB III

PENUTUP

3.1.   Kesimpulan

·         Asam nukleat ( nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik.

·         Asam nukleat terdiri dari DNA dan RNA

·         Tingkatan struktur asam nukleat yakni gula pentosa,basa nitrogen dan pospat

DAFTAR PUSTAKA

Dryer,L Robert. 1994. BIOKIMIA, suatu pendekatan berorientasi kasus.Jakarta: UI Press

Poedjiadi, Anna. 2005. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI Press

Saenger , Wolfram.  2007. Prinsip Struktur Asam Nukleat.  Springer-Verlag:  New York.

Dahm, R. 2008. Menemukan DNA: Friedrich Miescher dan tahun-tahun awal penelitian asam nukleat" Manusia genetika .  ISSN 0340-6717