Biokimia Metabolisme Asam Nukleat Kel 10

ASAM NUKLEAT

Deppy Akilul kholik jannahReni

Trika Jati Ardiani

Asam Nukleat

Asam nukleat adalah biopolymer yang berbobot molekul tinggi dengan unit monomernya mononukleotida.

Asam nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya.

salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik.

Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen atau basa nukleotida (basa N).

Fungsi asam nukleat

1. Menyimpan, menstransmisi, dan mentranslasi informasi genetik, metabolisme, dan reaksi-reaksi informasi energi dan menurunkannya kepada keturunannya.

2. Susunan asam nukleat yang menetukan apakah makhluk itu menjadi hewan, tumbuhan, maupun manusia.

3. Penyusun sel otot dan sel darah.

Asam nukleat dalam sel ada dua jenis yaitu :

1. DNABila nucleotida mengandug deoksiribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah DNA (Deoxyribonukleat) yang merupakan bahan utama penentuan inti sel.

2. RNABila nukleotida mengandung ribose, maka asam nukleat yang terjadi adalah RNA (Ribnucleic acid= asam ribonukleat) yang berguna dalam sintesis protein.

Perbedaan DNA RNA

Letak Dalam inti sel, mitokondria, kloroplas, sentriol

Dalam inti sel, sitoplasma dan ribosom

Bentuk Polinukleotida ganda yang terpilin panjang

Polinukleotida tunggal dan pendek

Gula deoksiribosa ribosa

Basanya Purin (adenin, guanin)Pirimidin (cytosin dan timin)

Purin (adenin, guanin)Pirimidin (timin, urasil)

Fungsi •Mengontrol sifat yang menurun•Sintesis RNA

•Sintesisi protein

Kadarnya •Tidak dipengaruhi sintesisi protein•Letak basa nitrogen dari kedua pita saling berhadapan

•Dipengaruhi sintesis protein•Macam ARN (ARNduta, ARN transfer, ARN ribosom)

DNA

Mewariskan informasi genetik pada keturunannya

Menyimpan informasi genetik/ kode genetik protein tubuh

DNA dapat mengalami mutasi : mutasi yang menguntungkan evolusi mutasi yang merugikan penyakit/kela- inan

Fungsi DNA

RNA

Asam ribonukleat adalah salah satu polimer yang terdiri atas molekul-molekul ribonukleotida. RNA terbentuk oleh ikatan antara atom C atom C nomer 5pada molekul ribosa dengan perantaraan gugus fosfat.

Molekul RNA sitoplasma yang bertindak sebagai template untuk penyusunan asam amino dalam proses sintesis protein disebut : mRNA

Molekul RNA sitoplasma yg berfungsi untuk membawa asam amino ke ribosom disebut : tRNA

Molekul RNA yg berperan sebagai kompo nen organel ribosom disebut : rRNA

RNA

Rantai polinukleotida purin dan pirimidin yg dihubungkan ikatan Fosfodiester 3’ dan 5’

Fraksi gulanya RibosaTidak mengandung Timin diganti UrasilTerdiri dari 1 utasKadang-kadang mempunyai bagian yang

komplementer & antiparalel sehingga membentuk heliks

Jumlah C tidak selalu sama dengan G Jumlah A tidak selalu sama dengan UMolekul RNA lebih kecilDapat dihidrolisis dengan alkali menjadi 2’3’

Diestersiklik

Degradasi Nukleotida

NUKLEOTIDA

Komponen nukleotida berupa :

* basa Nitrogen basa purin basa pirimidin * fraksi gula : ribosa / deoksiribosa

* gugusan fosfat

STRUKTUR NUKLEOTIDA

BASA NITROGEN PADA NUKLEOTIDA

Basa asam nukleat terdiri atas purin dan pirimidin

STRUKTUR PURIN :

STRUKTUR PIRIMIDIN :

CYTOSINE URACIL THYMINE

PERAN NUKLEOTIDA

Untuk disusun menjadi rantai polinukleotida pada DNA dan RNA

Nukleotida individual:1.ATP : bentuk energi utama dalam tubuh2.Koenzim utama yaitu NAD+, FAD, KoA (CoA)

mengandung nukleotida adenin3.Beberapa nukleotida merupakan regulator

metabolikcAMP mediator kerja banyak hormonATP mengubah aktivitas sejumlah enzim dengan modifikasi kovalen

Antara nukleotida satu dengan yang lain diikat oleh ikatan fosfodiester

Pada tiap ujung rantai nukleotida terdapat gugusan hidroksil atau gugus fosfat bebas pd atom C5’ atau C3’ dari ribosa/deoksiribosa

Utas yang satu dengan yg lain merupakan antiparalel (bukan bayangan kaca)

Jumlah A=jumlah T, jumlah G=jumlah C

Dengan adanya ikatan hidrogen, struktur double helix lebih stabil

Sintesis RNA dan DNA

Asam nukleat tersusun atas monomer-monomer berupa nukleotida, yang masing terdiri atas sebuah gugus fosfat , sebuah gula pantosa, dan sebuah basa N.

Nukleotida adalah nukleosida dengan sebuah atau lebih gugus fosfat. Molekul ATP (Adenosin trifosfat) adalah nukleotida yang merupakan nukleosida dengan tiga gugus fosfat.

Dalam asam nukleat terdapat 4 basa nitrogen yang berbeda yaitu 2 purin dan 2 primidin.

PROSES SINTESIS DNA

Proses sintesis DNA (replikasi) diawali dengan pembentukan rantai pendek RNA primer ( t.d. 10 nukleotida )

Deoksiribosa pertama akan terikat pd gugus OH yg terletak pd atom C3’ dr RNA primer

Deoksiribosa kedua masuk melalui cara yg sama sehingga terjadi pemanjangan rantai polinukleotida (polimerisasi)

TRANSKRIPSI mRNATranskripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik

yang ada pada urutan DNA meniadi molekul RNA.Susunan nukleotida pada RNA komplemen ter dengan susunan nukleotida salah satu utas DNA yg

bertindak sebagai templateUtas DNA yg ditranskripsi menjadi RNA disebut utas

template (utas sense), sedangkan yg lainnya disebut : utas anti-Template ( antisesnse)

• Proses transkripsi RNA tidak terjadi pd seluruh molekul DNA (hanya 1 utas saja) dan terjadi pd gen/serangkaian gen

• Transkrip terdiri dri 3 tahap yaitu:1. Inisiasi (permulaan)2. Elongasi (pemanjangan)3. Terminas (pengakhiran)

InisiasiDaerah DNA di mana RNA polimerase melekat dan mengawali transkripsi disebut sebagai promoter. Suatu promoter menentukan di mana transkripsidimulai, juga menentukan yang mana dari kedua untai heliks DNA yang digunakan sebagai cetakan.

ElongasiSaat RNA bergerak di sepanjang DNA, RNA

membuka pilinan heliks ganda DNA, sehingga terbentuklah molekul RNA yang akan lepas dari cetakan DNAnya.

TerminasiTranskripsi 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.

Translasi mRNATranslasi adalah proses penerjemah urutan

nucleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein.

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).

Sebelum inisiasi translasi di lakukan, diperlukan molekul tRNA (aminoasil tRNA) yang berfungsi membawa asam amino spesifik.

Inisiasi translasi (eukariyot)• Kodon inisiasi adalah metionin• Molekul tRNA inisiator disebut sebagai tRNAi Met.• Ribosom bersama-sama dengan tRNAi Met dapat menemukan

kodon awal dengan cara berikatan dengan ujung 5' (tudung), kemudian melakukan pelarikan (scanning) transkrip ke arah hilir (dengan arah 5' 3') sampai menemukankodon awal (AUG).

• Menurut model scanning tersebut, ribosom memulai translasi pada waktu menjumpai sekuens AUG yang pertama kali

• Meskipun demikian, penelitian pada 699 mRNA eukaryot menunjukkan bahwa sekitar 5-1 0% AUG yang pertama bukanlah kodon inisiasi.

• Pada kasus semacam ini, ribosom akan melewati satu atau dua AUG sebelum melakukan inisiasi translasi.

• Sekuens AUG yang dikenali sebagai kodon inisiasi adalah sekuens yang terletak pada sekuens konsensus CCRCCAUGG (R adalah purin: A atau G).

• Pengenalan sekuens AUG sebagai kodon inisiasi banyak ditentukan oleh tRNAi Met.

• Perubahan antikodon pada tRNAi Met menyebabkan dikenalinya kodon lain sebagai kodon inisiasi

Pemanjangan polipeptida• Proses pemanjangan polipeptida disebut sebagai proses elongation

yang secara umum mempunyai mekanisme yang serupa pada prokaryot dan eukaryot.

• Proses pemanjangan terjadi dalam tiga tahapan, yaitu: (1) pengikatan aminoasil-tRNA pada sisi A yang ada di ribosom( 2) pemindahan rantai polipeptida yang tumbuh dari tRNA yang ada

pada sisi P ke arah sisi A dengan membentuk ikatan peptida (3) translokasi ribosom sepanjang mRNA ke posisi kodon selanjutnya

yang ada di sisi A. Di dalam kompleks ribosom, molekul fMet- tRNAi Met menempati sisi P (peptidil).

• Sisi yang lain pada ribosom, yaitu sisi A (aminoasil), masih kosong pada saat awal sintesis protein.

• Molekul tRNA pertama tersebut (fMet- tRNAi Met ) berikatan dengan kodon AUG (atau GUG) pada mRNA melalui antikodon-nya.

• Tahap selanjutnya adalah penyisipan aminoasil-tRNA pada sisi A. Macam tRNA

(serta asam amino yang dibawa) yang masuk pada sisi A tersebut tergantung pada kodon yang terletak pada sisi A.

• Penyisipan aminoasil-tRNA yang masuk ke posisi A tersebut dilakukan oleh suatu protein yang disebut faktor pemanjangan Tu (elongotion factor Tu, EF-Tu).

Terminasi• Translasi akan berakhir pada waktu salah satu dari

ketiga kodon terminasi (UAA,UGA, UAG) yang ada pada mRNA mencapai posisi A pada ribosom.

• Dalam keadaan normal tidak ada aminoasil-tRNA yang membawa asam amino sesuai dengan ketiga kodon tersebut.

• Oleh karena itu, jika ribosom mencapai salah satu dari ketiga kodon terminasi tersebut, maka proses translasi berakhir

TERIMA KASIH