Asam Nukleat Dan Nukleotida

 

Nukleotida & Asam Nukleat

 



Nukleotida dan asam nukleat 



Struktur Mononukleotida & polinukleotida



Peran nukleotida Pembelahan asam nukleat



DNA & RNA



Fungsi asam nukleat

 

Nucleotides and nucleic acids Nucleotides are the building blocks (molekul penyusun) of nucleic acids

Nucleotide

RNA

DNA

Nucleotides also play other important roles in the cell

 

Basa utama yang terdapat pada asam nukleat • Penulisan basa disingkat dengan huruf awalnya (A, G, C, T, U). • Basa purin (A, G) terdapat pada RNA and DNA

• Basa pirimidin, C terdapat pada RNA and DNA, tetapi • T hanya ada pada DNA, dan • U hanya ada RNA

 

Ikatan hidrogen pada DNA

Watson-Crick base pairing 32

 

Peran nukleotida • Makromolekul terbesar dlm sel • Sebagai penyusun asam nukleat (RNA, DNA) • Pembawa informasi genetik • Pembawa energi pada metabolisme sel (ATP: adenosine triphosphate) • Efektor alosterik • Kofaktor pada beberapa enzim (NAD:

nicotinamide adenine dinucleotide) • Dikemas dalam suatu struktur yg disebut kromosom

 

Sel manusia normal mempunyai 46 khromosom. Satu khromosom manusia rata-rata = 3x 109 pasang  basa  5 cm. 46 khromosom  2 m DNA dalam nukleus dengan Ø ± 10 m.

 

Sejarah proyek genom manusia •

Hlm Hl m 105 105 har harpe perr 29 29

• •

1944:pem 1944:p embu bukt ktia ian n DNA DNA sbg sbg bahan bahan heredi heredite ter  r  1953 19 53:: Dit Ditemuk emukan an stru strukt ktur ur heli helix x gan ganda da DNA DNA

•

1966 19 66:: kode kode gene geneti tik k berh berhas asil il dipe dipeca cahk hkan an

•

1972; pengem 1972; pengemban bangan gan rekay rekayas asaa geneti genetik  k  1986 19 86;; pene penent ntua uan n seku sekuen en DNA DNA seca secara ra otomatis

•

 

Proyek-proyek genom •

1990: Peluncuran Human Genom Project di AS

•

2003: Penentuan sekuen genom manusia pertama kali selesai

•

2010: Dimulai skuensing 1000 orang utk melihat tingkat keberagaman genetik manusia

• •

2011: > 180 genom eukariot, prokariot & arkea berhasil ditentukan 2012: >5000 spesies MH sdh dilaporkan

•

2014: selesainya proyek sekuensing sejuta orang guna menentukan diagnosis & pengobatan pasien bdsk susunan genetiknya (proyek kedokteran perancang) 2013 — The first integrated map of genetic variations across 1092 individuals from fourteen populations is published

•

 

Asam Nukleat • DNA mengandung gen yang membawa informasi genetik  yang akan ditransmisikan ke sel anak ketika sel membelah • Informasi genetik juga dibutuhkan untuk sintesa protein fungsional dan RNA • DNA Mengandung segmen yang berperan dalam ekspresi genetik (promotor) • RNA ribosom (rRNA) berperan dalam sintesis protein • Messenger RNAs(mRNA) membawa informasi genetik

dari ribosom ke RNA • Transfer RNAs (tRNAs) menterjemahkan informasi dalam untai mRNA ke dalam urutan asam-asam amino • Beberapa RNA ada yang berfungsi sebagai katalisator

 

Struktur gen

 

GEN •

Sebag ebagia ian n be besa sarr ge gen n manusia: dise di seli ling ngii ol oleh eh in intr tron on

 

Structure of nucleotides Nucleotides have three characteristic components: components: Basa nitrogen Gugus fosfat

(pyrimidines or purine)

Gula pentosa

 

Structure of nucleosides Remove the phosphate group, and you have a nucleoside (nukleosida).

H

 

is a nuc ATP is nucleo leotid tidee - ene energy rgy cur curren rency cy

  triphosphate

DG

= -50 kJ/mol

Base (adenine)

Ribose sugar

 

NAD is an important enzyme cofactor nicotinamide

NADH is a hydride transfer agent, or a reducing agent. Derived from Niacin

 

Nucleotides play roles in regulation

 

Ribosa • Jenis gula yang terdapat

pada DNA adalah deoksiribosa. Berbeda dengan ribosa pada Deoksiribosa 2' OH digantikan dengan H.

 

Variasi pada gugus fosfat • Adenosine 3', 5'-cyclic monophosphate (cyclic AMP, or cAMP) adalah nukleotida  yang berperan sebagai regulator.

cAMP

• Variasi lain seperti ATP (multi fosfat)

10/10/05  

Deoksiribonukleotida Gula 2'-deoksiribosa Degn basa purin (contoh adenin atau guanin) Terikat pada posisi C-1' disebut: deoksiribonukleosida (disini deoksiadenosin dan deoksiguanosin). Fosforilasi pada ujung 5' : didapat deoksinukleotida deoksiadenilat dan deoksiguanilat Deoksiribonukleotida disingkat (contohnya) dA (deoxyA), atau dAMP (deoxyadenosine monophosphate)

 

Ribonukleotida • The with a baseribose (here, sugar a pyrimidine, uracil or cytosine) attached to the ribose C-1' position is a ribonucleoside (here,

uridine or cytidine). • Phosphorylate the 5' position and you have a ribonucleotide (here, uridylate or cytidylate cytidylate))

• Ribonucleotides are abbreviated (for example) U, or UMP (uridine monophosphate)

 

Ribonukleotida yang utama

 

Asam nukleat Monomer nukleotida Dapat disatukan melalui ikatan fosfodiester Yang terbentuk antara 3' -OH dari nukleotida Dengan fosfat pada nukleotida lain Kedua uju Kedua ujung ng pol polyy- or oligonucleotide yang terbentuk tersebut : Posisi rantai pada ujung 5’ nya tidak ada nukleotida Posisi rantai pada ujung 3’ juga tidak terdapat nukleotida

 

Sugar-phosphate backbone

• Polinukleotida atau tulang punggung asam nukleat terdiri dari fosfat dan residu gula • Urutan ditulis ditulis dari ujung 5' ke 3' ,contoh : 5'-ATGCTAGC-3'

 

Perbandingan polinukleotida dan polipeptida • Seperti pada protein, urutan rantai samping (basa pada asam nukleat) berperan penting dalam memainkan fungsinya • Struktur asam nukleat bergantung pada urutan basa dan jenis gulanya. • Ikatan hidrogen berperan penting dalam struktur asam nukleat.

 

Ikatan hidrogen pada DNA

Watson-Crick base pairing 32

 

Perbedaan DNA da dan RNA  

 

Gula de Gula deok oksi siri ribo bosa sa Basaa nit Bas nitroge rogen n : Ad Adeni enin, n, Sitosin Guanin dan Timin Double helix Sintes Sin tesis is pro protei tein n dan

 pewarisan sifat  DNA inti dan DNA mitokondria

 

 



Gula ribo Gula ribosa sa Basaa nit Bas nitrog rogen en : Ade Adenin nin,, Sitosin Guanin dan Uracil Mono helix Sint Si ntes esis is pr prot otei ein n RNA ribosom, RNA tran tr ansfe sferr d dan an RN RNA A duta/messeger 

 

KODE GENETIK UNIVERSAL

 

Ribosom

 

RNA mempunyai struktur yang bervariasi Pasangan basa WatsonCrick (heliks; umumnya tipe A). Helix adalah struktur skunder. RNA : A-U DNA juga dapat mempunyai struktur seperti ini

 

TRANSMISI INFORMASI GENETIK  Info nformasi genetik ditransmi smisik sikan dari dari sel sel ind ndu uk ke sel anak pada pada prose sess pembelahan se sell melalui proses ses replikasi, yait ya itu u membu embuat at sali salina nan n dari dari ke kese selu luru ruha han n DN DNA. A. Replika Repl ikasi si DNA DNA terj terjad adii seca secara ra semikonservatif   semikonservatif , dimana tia iap p un unta taia ian n DNA digu diguna naka kan n se seba baga gaii su suat atu u ce ceta taka kan n bagi bagi DNA keturuna ketu runan n / anak anak,, yang bersifat bersifat komplem komplementer. enter. Se Sesu suda dah hma re repl plik asiinte terj rjad adi 2 du dupl plek s mo mole kullsing-m ke ketu turu runa nan n DNA DNA yang ya ng sa sama denga deikas ngan DNA DN Ai induk ind uk, ,eks diman dim anaaleku ma masin g-masi asing ng menga engand ndun ung g satu satu un unta taia ian n ut utuh uh da dari ri DN DNA A in indu duk. k.

Biosintesis Protein

34

Biosintesis Protein  

REPLIKASI •

Adal Ad alah ah pe peng ngga gand ndaa aan n DN DNA A

•

Terj Te rjad adii pada pada sa saat at pe pem mbela belaha han n sel sel

• •

Terdap Terd apat at 3 ma maca cam m ke kemu mung ngki kina nan n mo mode dell re repl plika ikasi si Yang Ya ng le lebi bih h mende endeka kati ti kebe kebena nara ran n adal adalah ah re repl plik ikas asii DN DNA A yang ya ng d dib ibuk ukti tika kan n oleh oleh Me Mese sels lson on da dan n St Stah ahl, l, ((mo mode dell sem semii konse ko nserv rvat atif if)) dim diman anaa se setia tiap p DNA DNA asal asal me memb mben entuk  tuk   pasangannya sendiri

34

Biosintesis Protein  

•

Sebelu Sebe lumn mnya ya,, ada ada 3 pe pend ndap apat at me meng ngen enai ai proses proses repl re plik ikas asii :

1. Repli Replikas kasii kon konserv servati atif  f  2. Repl Replika ikasi si dis disper pertif  tif  3. Repl Replikasi ikasi semi konserv konservatif  atif 

35

Biosintesis Protein

36

 

Kompon Kom ponenen-kom kompon ponen en yan yang g ber berper peran an dalam replikasi DNA 1. 2.

DNA cetakan Enzim topoisomerase

3. 4. 5.

Enzim helikase Protein pengikat untai tunggal DNA ( single stranded DNA binding protein / protein SSB ) Enzim primase

6. 7. 8.

Enzim DNA polimerase III Enzim polimerase I Enzim ligase

Biosintesis Protein  

Tahap Proses Replikasi DNA

38

 

Tahap Proses Replikasi DNA ❶ Inisiasi

 

Sin nte tesi siss Prim Primer er ❷Si

 

Sintes tesis is leadin leading g strand strand ❸Sin

 

Sintes tesis is laggin lagging g Strand Strand (untai (untai terting tertinggal gal)) ❹Sin

 

❺Penghapusan Primer

 

❻Ligasi

 

❼Terminasi (pemutusan)

 

Mekanisme replikasi •

Mula-mula, heliks ganda DNA (merah) dibuka menjadi dua untai tunggal oleh enzim helikase dengan bantuan topoisomerase yang mengurangi tegangan

untai DNA. • Untaian DNA tunggal dilekati oleh protein protein pengikat untaian tunggal untuk mencegahnya membentuk heliks ganda

kembali.  

•

Primase membentuk oligonukleotida RNA yang disebut disebut primer   primer  dan molekul DNA  polimerase melekat pada seuntai tunggal DNA dan bergerak sepanjang untai tersebut memperpanjang primer, membentuk untaian tunggal DNA baru yang disebut leading  strand dan  strand  dan lagging strand . strand . •

DNA polimerase yang membentuk lagging  strand harus  strand  harus mensintesis segmen-segmen  polinukleotida diskontinu (disebut fragmen Okazaki).

 

•

Enzim DNA ligase kemudian menyambungkan potongan-potongan lagging  strand tersebut.  strand  tersebut.

 

SOAL BELAJAR  1. Apa yang dimaksud dengan central dogma? 2. Gula yang me menyusun RNA & DNA ad adalah…. 3. Basa nitrogen yang tteermasuk purin ….. Dan ……

 pirimidin 4. Apa yang d diimaksud dengan nukleosida, b beedanya dg nukleotida? 5. Replikasi adalah……..& terjadi di…. 6. Seb ebu utk tkan an 7 mac acam am en enzi zim m/p /pro rote tein in ya yan ng ter erli liba batt dal alaam replikasi 7. Tuliskan untai DNA komplemen dari untai berikut:

5 ATGCTAGC 3  

RNA displays interesting tertiary structure Singlestranded RNA righthanded helix

Yeast tRNAPhe (1TRA)

Hammerhead ribozyme (1MME)

T. thermophila intron, A ribozyme (RNA enzyme) (1GRZ)