Sunday, 27 May 2012

makalah nukleat


BAB I
PENDAHULUAN
I.1 LATAR BELAKANG
Asam nukleat (bahasa Inggris: 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.
DNA pertama kali berhasil dimurnikan pada tahun 1868 oleh ilmuwan Swiss Friedrich Miescher di Tubingen, Jerman, yang menamainya nuclein berdasarkan lokasinya di dalam inti sel. Namun demikian, penelitian terhadap peranan DNA di dalam sel baru dimulai pada awal abad 20, bersamaan dengan ditemukannya postulat genetika Mendel. DNA dan protein dianggap dua molekul yang paling memungkinkan sebagai pembawa sifat genetis berdasarkan teori tersebut. Dua eksperimen pada dekade 40-an membuktikan fungsi DNA sebagai materi genetik. Dalam penelitian oleh Avery dan rekan-rekannya, ekstrak dari sel bakteri yang satu gagal men-transform sel bakteri lainnya kecuali jika DNA dalam ekstrak dibiarkan utuh. Eksperimen yang dilakukan Hershey dan Chase membuktikan hal yang sama dengan menggunakan pencari jejak radioaktif
I.2 RUMUSAN MASALAH
1.      Untuk mengetahui unsur-unsur penyusun asam nukleat
2.      Apa yang disebut metabolisme nukleat
3.      Tujuan DNA dan RNA
I.3 KEGUNAAN
Kegunaan dari makalah ini yaitu untuk memberikan kita pengetahuan tentang asam nuekleat serta dapat menjadi bahan informasi bagi teman-teman yang membutuhkan.


BAB II
PEMBAHASAN
II.1 ASAM NUKLEAT
Asam nukleat (bahasa Inggris: 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.
Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin.
II.2 UNSUR PENYUSUN ASAM NUKLEAT
Asam nukleat adalah suatu polimer yang terdiri dari banyak molekul nukleotida. Ada dua macam asam nukleat yaitu RNA dan DNA. Nukleotida RNA dan DNA terdiri dari tiga komponen, yaitu pentosa, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Pada RNA pentosanya merupakan ribosa, sedangkan pada DNA adalah deoksiribosa Poedjiadji, 2006).
Fungsi dari DNA merupakan komposisi penyusun gen, berbentuk heliks ganda yang merupakan materi di dalam sel sebagai pembawa sifat pada keturunan, dan berisi instruksi untuk membuat semua protein tubuh. Fungsi RNA adalah berpartisipasi dalam proses pembentukan asam amino menjadi polipeptida. Struktur asam nukleat secara umum telah disebutkan sebelumnya, terdiri dari pentosa, gugus fosfat dan basa nitrogen (Solomon, 2008).
Asam nukleat pertama kali ditemukan tahun 1868 oleh ahli biokimia berkebangsaan Swiss, Friedrich Miescher (1844-1895). Dia menemukan asam nukleat saat mengisolasi sel yang berisi nitrogen dan fosfor pada nanah. Dia berpikir bahwa itu menjadi fosfor -inti kaya protein dan dinamailah Nuclein. (Khanna, 2008) Setelah itu, Albrecht Kossel (ahli biokimia dari Jerman) menemukan protein pada asam nukleat dan mengisolasi dua purin dan tiga pirimidin di tahun 1880.
Kemudian, ahli biokimia dari Amerika Serikat yang belajar dengan Kossel berhasil mengidentifikasi dua karbohidrat penyusun asam nukleat (deoksiribosa thn. 1929 dan ribosa thn.1909). Dan ikatan nukleotida ditemukan oleh Alexander Todd, hh1940an (Khanna, 2008). Pada tahun 1951, James Watson, Francis Crick, dan Maurice Wilkins melakukan penelitian terhadap kromosom dan dapat menemukan bentuk molekul DNA yang sebenarnya. Akhirnya pada tahun 1962, mereka berhasil mendapatkan nobel (Poedjiadji, 2006).
Pada eukariot, asam nukleat deoksiribosa terletak di dalam inti sel yang dilapisi oleh membran inti sedangkan asam nukleat pada sel prokariot tidak dilapisi membran inti, hanya berada di area yang disebut area nuclear atau nucleoid. Asam nukleat ribosa terletak sebagian besar (75%) di ribosom dan selebihnya ada di sitoplasma sel. Manfaat asam nukleat adalah dan menyimpan informasi genetik yang akan diekspresikan, dapat mentranskripsi dan membuat protein-protein yang bermanfaat untuk sistem kerja pada tubuh organisme (solomon, 2008).
Mekasnisme dalam biosintesis protein melibatkan DNA dan RNA yang terdiri dari beberapa proses: transkripsi, translasi, dan replikasi. Transkripsi adalah tahap pertama pemebentukan molekul RNA, sesuai pesan (kode) yang diberikan oleh DNA. Setelah itu, terjadi proses translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetika kedalam proses pembentukan protein. Pada tahap ini, asam amino secara berurutan diikat satu dengan yang lainnya oleh rRNA di ribosom sesuai kode yang diberikan dari DNA. Kemudian, DNA mampu membelah diri dan masing-masing rantai polinukleotida yang berpisah dapat membentuk rantai baru yang merupakan pasangannya. Proses tersebut disebut sebagai replikasi DNA (Poedjiadi, 2006).
Panjang pendeknya asam amino terutama mRNA berhubungan dengan panjang pendeknya rantai polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul mRNA yang bersangkutan. Proses isolasi asam nukleat dapat dilakukan dengan menggunakan larutan garan 1M untuk mengekstraksi nukleoprotein.
Kemudian, pemisahan protein dan asam nukleat dapat diurai dengan menambah asam lemah atau alkali secra perlahan sehingga menjadi jenuh. Setelah terpisah dari protein yang mengikatnya, asam nukleat dapat diendapkan dengan menambahkan Alkohol secara perlahan , lalu NaCl ditambahkan untuk mengendapkan protein. Proses Isolasi DNA terjadi secara fisik dan kimia.
Ekstraksi fisik adalah pemecahan sel dan jaringan dapat menggunakan freeze thawing, homogenasi, atau penggerusan dalam nitrogen cair. Ekstraksi selanjutnya adalah secara kimiawi dengan melakukan pemisahan asam nukleat dari komponen penyusun sel lainnya menggunakan reagen yang mengandung detergen, penambahan NaCl, fenol, dan EDTA. Selanjutnya, penambahan ethanol dingin dilakukan untuk mengisolasi asam nukleat. Dan hasilnya akan terdapat benang DNA yang berwarna putih.
II.3 METABOLISME ASAM NUKLEAT
Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος, metabolismos, perubahan) adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular.
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik,
Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.
Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.
Ø  Jalur metabolisme

Jalur umum

Ø  Jalur Katabolisme

Jalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana mencakup:

Ø  JalurAnabolisme

Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:

Metabolisme obat

Jalur metabolisme obat, yaitu modifikasi dan penguraian obat-obatan dan senyawa ksenobiotik lainnya melalui sistem enzim khusus mencakup:
Lain-lain

Ø  Sejarah

Eksperimen terkontrol atas metabolisme manusia pertama kali diterbitkan oleh Santorio Santorio pada tahun 1614 di dalam bukunya, Ars de statica medecina yang membuatnya terkenal di Eropa. Dia mendeskripsikan rangkaian percobaan yang dilakukannya, yang melibatkan penimbangan dirinya sendiri pada sebuah kursi yang digantung pada sebuah timbangan besar (lihat gambar) sebelum dan sesudah makan, tidur, bekerja, berhubungan seksual, berpuasa makan atau minum, dan buang air besar. Dia menemukan bahwa bagian terbesar makanan yang dimakannnya hilang dari tubuh melalui perspiratio insensibilis (mungkin dapat diterjemahkan sebagai "keringatan yang tidak tampak")
II.4 DNA dan RNA
DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribosa nukleat (ADN) merupakan tempat penyimpanan informasi genetik.
Ø  Struktur DNA
Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
- Gula 5 karbon (2-deoksiribosa)
- basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T)
- gugus fosfat
http://a4.sphotos.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-ash4/251319_163411940390785_151513658247280_400916_1916212_n.jpg
Berikut susunan struktur kimia komponen penyusun DNA :
Baik purin ataupun pirimidin yang berkaitan dengan deoksiribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau deoksiribonukleosida yang merupakan prekursor elementer untuk sintesis DNA.Prekursor merupakan suatu unsur awal pembentukan senyawa deoksiribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat.DNA tersusun dari empat jenis monomer nukleotida.
Keempat basa nitrogen nukleotida di dalam DNA tidak berjumlah sama rata.Akan tetapi, pada setiap molekul DNA, jumlah adenin (A) selalu sama dengan jumlah timin (T).Demikian pula jumlah guanin (G) dengan sitisin(C) selalu sama.Fenomena ini dinamakan ketentuan Chargaff.Adenin (A) selalu berpasangan dengan timin (T) dan membentuk dua ikatan hidrogen (A=T), sedagkan sitosin (C) selalu berpasangan dengan guanin (G) dan membentuk 3 ikatan hirogen (C = G).
Stabilitas DNA heliks ganda ditentukan oleh susunan basa dan ikatan hidrogen yang terbentuk sepanjang rantai tersebut.karean perubahan jumlah hidrogen ini, tidak mengehrankan bahwa ikatan C=G memerlukan tenaga yang lebih besar untuk memisahkannya.
DNA merupakan makromolekul yang struktur primernya adalah polinukleotida rantai rangkap berpilin.Sturktur ini diibaratkan sebagai sebuah tangga.Anak tangganya adalah susunan basa nitrogen, dengan ikatan A-T dan G-C.Kedua “tulang punggung tangganya” adalah gula ribosa.Antara mononukleotida satu dengan yang lainnya berhubungan secara kimia melalui ikatan fosfodiester.
DNA heliks ganda yang panjangnya juga memiliki suatu polaritas.Polaritas heliks ganda berlawanan orientasi satu sama lain.Kedua rantai polinukleotida DNA yang membentuk heliks ganda berjajar secara antipararel.Jika digambarkan sebagai berikut :
·      Replikasi DNA
Replikasi adalah peristiwa sintesis DNA.Saat suatu sel membelah secara mitosis, tiap-tiap sel hasila pembelahan mengandung DNA penuh dan identik seperti induknya.Dengan demikian, DNA harus secara tepat direplikasi sebelum pembelahan dimulai.Replikasi DNA dapat terjadi dengan adanya sintesis rantai nukleotida baru dari rantai nukleotida lama.Proses komplementasi pasangan basa menghasilkan suatu molekul DNA baru yang sama dengan molekul DNA lama sebagai cetakan.Kemungkinan terjadinya replikasi dapat melalui tiga model.
1. Model pertama adalah model konservatif, yaitu dua rantai DNA lama tetap tidak berubah, berfungsi sebagai cetakan untuk dua dua rantai DNA baru.
2. Model kedua disebut model semikonservatif, yaitu dua rantai DNA lama terpisah dan rantai baru disintesis dengan prinsip komplementasi pada masing-masing rantai DNA lama tersebut.
3. Model ketiga adalah model dispersif, yaitu beberapa bagian dari kedua rantai DNA lama digunakan sebgai cetakan untuk sintesis rantai DNA baru.
Berikut adalah gambaran replikasi yang terjadi terhadap DNA :
Dari ketiga model replikasi tersebut, model semikonservatif merupakan model yang tepat untuk proses replikasi DNA.Replikasi DNA semikonservatif ini berlaku bagi organisme prokariot maupun eukariot.Perbedaan replikasi antara organisme prokariot dengan eukariot adalah dalam hal jenis dan jumlah enzim yang terlibat, serta kecepatan dan kompleksitas replkasi DNA.Pada organisme eukariot, peristiwa replikasi terjadi sebelum pembelahan mitosis, tepatnya pada fase sintsis dalam siklus pembelahan sel.
Ø  RNA
RNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat merupakan makromolekul yang berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik.RNA sebagai penyimpan informasi genetik misalnya pada materi genetik virus, terutama golongan retrovirus.RNA sebagai penyalur informasi genetik misalnya pada proses translasi untuk sintesis protein.RNA juga dapat berfungsi sebagai enzim ( ribozim ) yang dapat mengkalis formasi RNA-nya sendiri atau molekul RNA lain.
http://a3.sphotos.ak.fbcdn.net/hphotos-ak-snc6/265006_163412297057416_151513658247280_400919_3949308_n.jpg
·         Struktur RNA
RNA merupakan rantai tunggal polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :
- 5 karbon
- basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)
- gugus fosfat
Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.
·         Tipe RNA
RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ).
·         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.Berikut gambarnya :
·         RNAr
RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.
·         RNAt
RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa 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.
Ø  Perbedaan antara DNA dan RNA
Berdasarkan penjelasan sebelumnya kita dapat menyimpulkan beberapa perbedaan antara DNA dengan RNA sebagai berikut :
komponen :
Gula pada DNA deoksiribosa , sedangkan RNA adalah ribosa
Basa nitrogen : – purin — DNA adalah Adenin dan Guanin, pada RNA adalah Adenin dan Guanin
- Pirimidin — DNA adalah Timin dan sitosin, pada RNA adalah Urasil dan sitosin 
Bentuk :
— DNA berbentuk rantai panjang , ganda, dan berpilin (double heliks)
— RNA berbentuk rantai pendek, tunggal, dan tidak berpilin
Letak : — DNA terletak di dalam nukleus, kloroplas, mitokondria
– RNA terletak di dalam nukleus, sitoplasma, kloroplas, mitokondria
Kadar :
— DNA tetap
– RNA tidak tetap
II.5 ANALISIS NUKLEAT
Monomer nukleotida sebagai struktur primer asam nukleat diperoleh dari hasil hidrolisis asam nukleat. Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa. Jika hidrolisis dilanjutkan kembali terhadap senyawa nukleosida dalam larutan asam berair akan dihasilkan molekul gula dan basa nitrogen dengan bentuk heterosiklik. Sehingga komposisi molekul penyusun asam nukleat diketahui dengan jelas, seperti yang ditunjukkan gambar 14.54 hingga bagan pada Gambar 14.57.
gambar 14.54
Gambar 14.54. Molekul sederhana asam nukleat
gambar 14.57
Gambar 14.57. Skema hidrolisis Asam nukleat
Dari Gambar 14.54 tampak bahwa struktur utama asam nukleat adalah molekul gula yang mengandung asam posfat dan basa Nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan posfodiester membentuk rantai panjang. Monomer nukleotida dapat dilihat pada Gambar 14.55 dan 14.56.
gambar 14.55
Gambar 14.55. Molekul Nukleotida
gambar 14.56
Gambar 14.56. Molekul Nukleosida
Senyawa gula penyusun nukleotida merupakan gula dengan atom Karbon 5 (lima) yaitu 2-deoksi-D-ribosa dan D-ribosa, lihat Bagan dibawah ini.
gambar 14.58
Bagan 14.58. Molekul penyusun Asam nukleat
Basa nukleosida yang ditemukan pada asam nukleat adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), timin (T) dan urasil (U), lihat Bagan 14.58.
Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin.


BAB III
KESIMPULAN SARAN
III.1 KESIMPULAN
nAsam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.
Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum bagi setiap organisme. Di antara perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenis virus (dan virus tidak termasuk organisme) seperti HIV (Human Immunodeficiency Virus).
Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin
III.2 SARAN
Saya berharap  Mata Kulia ini tetap akan di ajarkan pada mahasiswa karena Mata Kulia ini memberikan kita pengetahuan  tentang, apa itu asam nukleat. Sehingga kita dapat mengetahui arti sebenarnya dari asam nukleat dan perkembangan biokimia dari masa ke masa.




DAFTAR PUSTAKA
Mandelkern M, Elias J, Eden D, Crothers D (1981). "The dimensions of DNA in solution". J Mol Biol 152 (1): 153-61. PMID 7338906.




No comments:

Post a Comment

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...