Asam Nukleat, Mononukleotida, DNA & RNA

Asam Nukleat, Mononukleotida, DNA & RNA

Asam nukleat merupakan polimer dari mononukleotida, oleh karena itu disebut pula sebagai polinukleotida. Untuk mempelajari asam nukleat perlu dipelajari nukleotida, struktur nukleotida. Ada dua jenis asam nukleat yaitu DNA dan RNA, terdapat di dalam semua sel dan berperan dalam proses biosintesis protein. Asam nukleat terdapat di dalam tubuh dalam bentuk nukleoprotein yaitu gabungan antara asam nukleat dan protein yang terdapat di dalam inti sel yang disebut juga sebagai kromatin.

Mononukleotida

Monukleotida merupakan monomer dari asam nukleat. Ada dua jenis Asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA/ Deoxyribonucleic Acid) dan asam ribonukleat (RNA/ Ribonucleic Acid) berperan dalam pemindahan sifat keturunan dari orang tua ke keturunannya.

Mononukleotida tersusun dari tiga unsur yaitu:

1. Basa nitrogen Purin dan Pirimidin

a. Basa Purin terdiri dari : Adenin (A) dan Guanin (G), adenin dan guanin terdapat pada DNA maupun RNA.

b. Basa Pirimidin terdiri dari: Timin (T), Uracil (U) dan Sitosin (C). Sitosin terdapat pada DNA maupun RNA, Timin hanya dijumpai pada DNA, sedangkan Urasil hanya dijumpai pada RNA.

2. Gula 5 karbon terdiri dari :

a. D-Ribosa yang menyusun RNA

b. 2-deoksi – D-Ribosa yang menyusun DNA

3. Phosphat (PO 4 =)

Gambar 1. Basa Purin (Adenin dan Guanin)

Gambar 2. Basa Pirimidin (Sitosin, Timin, dan Urasil)

Gambar 3. Gula D-Ribosa dan 2-deoksi D-ribosa

Basa-basa purin dan pirimidin dari asam nukleat mengandung gugus-gugus fungsional yang memungkinkan terjadinya ikatan hidrogen. Basa Adenin akan berpasangan dengan Timin yang dihubungkan dengan 2 (dua) ikatan hidrogen (A-T), sedangkan basa Guanin akan berpasangan dengan Sitosin yang dihubungkan dengan 3 (tiga) ikatan hidrogen (G-C).

Polinukleotida

Nukleotida satu dengan nukleotida yang lain akan membentuk ikatan phosphodiester. Ikatan phosphodiester terbentuk antara gugus phosphat pada atom C nomor 5 pada gula pentosa dari nukleotida satu dengan gugus OH pada atom C nomor 5 pada gula pentose dari nukleotida yang lain. Ikatan fosfodiester tersebut dapat dihidrolisa dan dapat diputuskan baik secara kimiawi maupun enzimatik. Hasil hidrolisa dari polinukleotida adalah nukleosida monophospat.

Gambar 4. Nukleotida

Gambar 5. Pasangan basa A-T dengan 2 ikatan hidrogen,
G-C dengan 3 ikatan hidrogen

Nukleosida adalah gabungan dari sebuah gula pentosa dan sebuah basa purin atau pirimidin.

Gambar 6. Polinukleotida

Pada umumnya nukleosida diberi nama sesuai dengan nama basa purin atau pirimidin yang membentuknya. Beberapa nukleosida berikut ini yang membentuk dari basa purin atau basa pirimidin dengan gula ribosa.

Tabel 1. Basa, nukleosida dan nukleotida

Ada beberapa nukleotida yang mempunyai gugus fosfat lebih dari satu, misalnya adenosin trifosfat (ATP) dan uridin trifosfat (UTP). Pada hidrolisis ATP akan melepaskan gugus fosfat dan terbentuk adenosindifosfat (ADP). Pada proses hidrolisis ini dihasilkan energi yang cukup besar yaitu 7000 kal/mol ATP. Oleh karena itu ikatan antara gugus fosfat dinamakan ikatan berenergi tinggi.

DNA (Deoxy Ribonucleic Acid)

DNA dapat diisolasi dari jaringan, misalnya darah terdapat pada sel darah kecuali sel darah merah, kuku, akar rambut, kulit, selaput mukosa, daging . Setiap sel pada manusia membawa 3 meter DNA yang terpilin ke kiri, yang kemudian DNA tersebut terkemas di dalam nukleolus dengan adanya protein histon yang selanjutnya terkemas di dalam kromatin, rangkaian kromatin membentuk kromosom. Manusia mempunyai 23 pasang kromosom atau 46 kromosom yang terdiri dari satu pasang kromosom seks (gonosom) dan 22 pasang kromosom tubuh (autosom). Kromosom-kromosom tersebut yang membawa sifat keturunan dari orang tua ke keturunannya.

Struktur DNA

DNA adalah polimer dari deoksiribonukleotida yang terikat satu dengan yang lain oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantara gugus fosfat.

Menurut Watson dan Crick yang menyusun model bentuk molekul DNA, bahwa molekul DNA adalah double helix, antara basa satu dari srain satu berpasangan dengan basa pasangannya pada strain yang satunya. Pasangan antara kedua basa tersebut dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Srain satu dengan satunya saling komplementer, dimana basa Adenin selalu berpasangan dengan basa Timin (A-T) yang dihubungkan dengan 2 ikatan hidrogen, dan basa Sitosin selalu berpasangan dengan basa Guanin (C-G) yang dihubungkan denga 3 ikatan hidrogen.

Gambar 7. Molekul DNA double helix

Struktur RNA

RNA adalah suatu polimer dari asam ribonukleotida. Seperti pada DNA, asam ribonukleat ini terbentuk antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul ribosa yang diperantarai oleh gugus fosfat. Meskipun ada beberapa persamaannya antara DNA dengan RNA terdapat juga beberapa perbedaan yaitu:

1. Bagian pentosa DNA adalah deoksiribosa, sedangkan pada RNA adalah ribosa.
2. Bentuk molekul DNA adalah Double helix, sedangkan molekul RNA adalah rantai tunggal .

3. Molekul DNA tersususn dari basa-basa nitrogen adenin, guanin, citosin, dan timin.
4. Molekul RNA tersusun dari basa-basa nitrogen adenin, guanin, citosin dan urasil.

Gambar 8. Perbedaan antara molekul DNA dan RNA

Ada tiga macam RNA yaitu:
1. dARN (ARN duta) atau mRNA (mesenger RNA), terdapat di dalam nukleus. Fungsinya menerima infomasi genetik dari DNA yang prosesnya disebut transkripsi.
2. pARN (ARN pemindah) atau tRNA (transfer RNA), terdapat di dalam sitoplasm. Fungsinya mengikat asam amino yang terdapat di dalam sitoplasma kemudian dibawa ke ribosom.
3. rARN (rRNA), terdapat di dalam ribosom yang terdapat di permukaan membran retikulum endoplasma kasar. Fungsinya tempat mensintesa protein dengan menggunakan bahan asam amino. Proses ini berlangsung di dalam ribosom dan hasil akhirnya berupa polipeptida.

Gambar 9. Struktur molekul mRNA

Gambar 10.Struktur molekul rRNA

RINGKASAN
1. Asam nukleat adalah rangkaian nukleotida, sehingga disebut pula polinukleotida. Nukleotida satu dengan nukleotida yang lain dihubungkan dengan ikatan phosphodiester.
2. Nukleotida tersusun dari : basa nitrogen, gula pentosa dan satu gugus phosphate, atau gabungan antara nukleosida dengan gugus phosphate.
3. Nukleosida adalah gabungan gula pentosa (ribosa atau 2-deoksiribosa )dan basa purin atau pirimidin (basa nitrogen)
4. Basa purin terdiri dari basa adenin (A) dan guanin (G)
5. Basa pirimidin terdiri dari basa Citosin (C), Timin (T) dan Urasil (U)
6. Asam nukleat terdiri dari 2 jenis yaitu asam deoksiribonukleat (DNA/ Deoxyribonucleic Acid) dan asam ribonukleat (RNA/ Ribonucleic Acid)
7. DNA tersusun dari double strain, strain satu dengan strain yang lainnya saling komplementer. Basa A selalu berpasangan dengan T yang dihubungkan dengan 2 ikatan hidrogen, sedangkan basa G selalu berpasangan dengan C yang dihubungkan dengan 3 ikatan hidrogen. DNA tersusun dari basa nitrogen A, G, C, T , gula 2 Deoksi Ribosa dan satu gugus phosphat.
8. RNA adalah asam nukleat yang tersusun singgle srain. Yang tersusun dari basa Nitrogen A, G, C, U, gula ribose, dan satu gugus phosphate.
9. Ada tiga macam RNA yaitu: mRNA (mesenger RNA) Fungsinya menerima infomasi genetik dari DNA, rRNA terdapat di dalam ribosom yang terdapat di permukaan membran retikulum endoplasma kasar, tRNA (transfer RNA) terdapat di dalam sitoplasm. Fungsinya mengikat asam amino yang terdapat di dalam sitoplasma kemudian dibawa ke ribosom.