Prakarsa Perubahan dengan Kanvas ATAP & BAGJA.pptx
11. Asam Nukleat.pptx
1. 1
Akhmadi, Biologi, FKIP UPR
ASAM NUKLEAT
A. Pengantar Asam Nukleat
B. Struktur DNA
C. Fungsi DNA
D. Biosintesis DNA
E. RNA (Ribonucleic Acid)
F. Nukleotida Energi (ATP, GTP, CTP, UTP)
2. A. Pengantar Asam Nukleat
2
Penelitian tentang asam nukleat pertama kali dilakukan
oleh Friedrich Miescher (1844 – 1895).
Penelitian berikutnya berhasil menemukan teknik baru
dalam sitokimia dan fraksinasi sel yang mampu menunjukkan
bahwa DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid)
terdapat dalam semua sel.
DNA terutama ditemukan di dalam inti sel, sedangkan
RNA ditemukan di dalam inti sel maupun sitoplasma.
Nucleus The Swiss scientist Friedrich Miescher
discovered nucleic acids (DNA) in 1869.
3. 3
Purin
Adenin
Pirimidin
Guanin Timin Sitosin
Tahun 1950, Chargaff mengemukakan adanya
aturan dalam komposisi DNA, khususnya jumlah
purin (adenin dan guanin) dan pirimidin (sitosin
dan timin).
4. 4
Jumlah basa-basa amino (adenin dan sitosin)
adalah sama dengan jumlah basa-basa keto
(guanin dan timin).
Jumlah basa adenin (A) adalah sama dengan
jumlah basa timin (T).
Jumlah basa guanin (G) adalah sama dengan
jumlah basa sitosin (C).
5. 5
Hasil pengamatan tentang aturan komposisi basa-basa
nitrogen ini merupakan kunci penting dalam interpretasi
analisis kristalografi sinar-X yang dilakukan oleh Astbury,
Pauling, Corey, Franklin, dan Goshing yang dikombinasikan
dengan data hasil pengamatan Chargaff.
Photo 51, showing x-ray
diffraction pattern of DNA
6. 6
Nucleus
Double helix
of DNA strands
Hasil analisis kristalografi sinar-X diinterpretasikan secara
brilian oleh James D. Watson dan Francis Crick (1953)
dalam bentuk struktur “double helix”.
7. 7
James Watson and Francis Crick (right),
co-originators of the double-helix model,
with Maclyn McCarty (left).
The double-helix model
of Watson and Crick .
8. 8
Adanya ikatan hidrogen (-H-) antara rantai satu dengan
rantai yang lainnya melalui pasangan basa diyakini sebagai
mekanisme pengkopian materi genetik.
A GC base pair with three
hydrogen bonds
9. 9
An A-T base pair with
two hydrogen bonds.
A G-C base pair with
three hydrogen bonds.
11. 11
Setelah penemuan struktur doubel heliks DNA, ditemukan
pula RNA messenger (mRNA), RNA transport (tRNA) dan
RNA ribosome (rRNA).
Selanjutnya dikemukakan konsep alur informasi genetik
sebagai berikut :
DNA RNA Protein
Transkripsi Translasi
13. B. Struktur DNA
13
DNA pada sel-sel eukariota dapat terlihat pada saat
pembelahan sel, yaitu sebagai kromatin yang selanjutnya
terlihat sebagai kromosom.
Jumlah kromosom umumnya bervariasi sesuai dengan
spesiesnya.
Profase Metafase Anafase
Interfase
kromatin kromatida kromosom kromosom
14. 14
DNA doubel heliks pada sel eukariota berbentuk linier
dengan jumlah yang bervariasi sesuai spesiesnya.
DNA doubel heliks pada sel prokariota (bakteri) berbentuk
sirkuler dan berjumlah 1 (satu) utas DNA (1 kromosom).
DNA Eukariota DNA Prokariota
DNA linier
DNA sirkuler
15. 15
DNA terdiri atas monomer nukleotida yang
berjumlah sangat banyak (polinukleotida).
Setiap nukleotida terdiri atas komponen :
- Gula : deoksiribosa (pentosa),
- Fosfat : asam fosfat (H2PO4
-),
- Basa-N : - Purin : Adenin (A) dan Guanin (G)
- Pirimidin : Sitosin (C ) dan Timin (T).
22. C. Fungsi DNA
22
Molekul DNA berperan penting sebagai molekul
pembawa informasi genetika (sifat-sifat kebakaan)
kepada keturunannya.
Bentuk morfologi sel, fungsi sel, dan berbagai
aktivitas biologis sel ditentukan dan dikendalikan
berdasarkan potensi DNA-nya.
Sifat genotipe (ciri-ciri potensial total sel) dapat
terekspresi dalam bentuk sifat-sifat yang tampak
(fenotipe).
23. 23
D. Biosintesis DNA
Biosintesis DNA terjadi melalui dua tahap,
yaitu :
1) Biosintesis nukleotida
2) Replikasi DNA
24. 24
1) Biosintesis Nukleotida
Proses aktivasi molekul nukleotida untuk
membentuk rantai polinukleotida DNA.
Nukleotida Nukleotida-P Nukleotida-P-P
ATP ATP
26. 26
Replikasi DNA merupakan suatu proses penjalinan urutan
nukleotida DNA oleh pasangan basa komplementer (A
dengan T, dan G dengan C) menjadi urutan nukleotida yang
komplementer.
Proses penggandengan ini memerlukan terpisahnya jalinan
DNA dari pilinan (heliks) untuk sementara waktu agar
memungkinkan terjadinya pasangan basa-N yang baru.
Dengan demikian nukleotida tunggal yang tepat akan
tersusun sejajar untuk menjalani polimerisasi dengan
bantuan enzim DNA polimerase.
2) Replikasi DNA
27. 27
Selama replikasi DNA berlangsung, setiap jalinan DNA lama
berperan sebagai cetakan untuk pembentukan DNA baru.
Proses replikasi DNA dimulai pada titik tertentu yang sudah
pasti, dinamakan titik pangkal (titik asal).
Selanjutnya kedua jalin DNA membelah dan membentuk
struktur seperti hurup “Y”, dengan titik persimpangannya
yang dinamakan titik tumbuh.
Karena daerah yang aktif ini membentuk hurup “Y”, maka
disebut sebagai garfu replikasi DNA.
Pada daerah garfu penggandaan, kedua pilinan DNA baru
disintesis oleh kelompok multi enzim yang mengandung
DNA polimerase.
28. 28
Kedua untai DNA di dalam pilinan ganda itu tersusun sejajar
berlawanan arah (antiparalel), maka untai-untai DNA baru
akan tumbuh yang satu dengan arah 5’ 3’ dan yang
lainnya dengan arah 3’ 5’ .
Akan tetapi arah tumbuh 3’ 5’ ini tidak memiliki enzim
DNA polimerase.
Ternyata sintesis DNA pada cetakan 3’ 5’ terjadi seuntai
demi seuntai dengan arah 5’ 3’ yang berupa untaian DNA
pendek (fragmen DNA), yang berarti sintesis berjalan
meninggalkan garfu penggandaan DNA.
Selanjutnya untaian (fragmen) DNA pendek dihubungkan
dengan fragmen DNA pendek lainnya dengan bantuan
enzim DNA ligase.
29. 29
Jalin DNA baru yang
disintesis secara
berkesinambungan
dinamakan jalin utama.
Sedangkan jalin DNA
baru yang dicetak
seuntai demi seuntai
disebut jalin lamban,
dan setiap untai jalin
lamban ini dinamakan
fragmen okazaki.
Replikasi DNA
31. 31
Enzim-enzim yang terlibat dalam proses replikasi DNA :
1) DNA polimerase : yaitu enzim untuk mempolimerisasikan
nukleotida-nukleotida menjadi polinukleotida DNA.
2) DNA ligase : yaitu enzim untuk menghubungkan untaian-
untaian DNA (fragmen okazaki) pada jalin lamban.
3) DNA primase : yaitu enzim untuk memulai polimerisasi DNA
di jalin lamban.
4) DNA helikase : enzim untuk membuka jalinan heliks DNA.
Selain itu ada pula protein pengikat DNA jalin tunggal
yang ikut serta dalam proses replikasi DNA.
32. 32
E. RNA (Ribonucleic Acid)
Ribonucleic acid (RNA) merupakan molekul organik besar
yang berperan penting dalam proses: pengkodean (coding),
pembacaan kode (decoding), regulasi, dan ekspresi gen.
RNA juga terdiri atas asam nukleat dan protein.
RNA dibangun oleh rantai nukleotida yang berupa benang
tunggal.
Organisme seluler menggunakan mRNA untuk
menyampaikan informasi genetik (G, A, U, dan C secara
berturut-turut untuk nukleotida guanine, adenine, uracil
and sitosin) yang langsung mensintesis protein tertentu.
33. 33
RNA juga terdiri atas monomer nukleotida, dan setiap
nukleotida terdiri atas komponen :
- Gula : ribosa (pentosa),
- Fosfat : asam fosfat (H2PO4
-),
- Basa-N : - Purin : Adenin (A) dan Guanin (G)
- Pirimidin : Sitosin (C ) dan Urasil (U).
Ribosa
Asam fosfat
Purin
Adenin Guanin
Pirimidin
Sitosin Urasil
37. 37
Macam-macam RNA adalah :
1) mRNA : berbentuk linier, dan tersusun atas kodon-kodon
untuk pembentukan asam amino menjadi polipeptida.
2) tRNA : berbentuk “daun semanggi”, berperan dalam
pengangkutan molekul asam amino untuk sintesis protein.
3) rRNA : berbentuk “globular” yang terdapat bergabung
dengan protein ribosom untuk membentuk ribosom.
38. 38
Messenger RNA (mRNA)
A hairpin loop from a pre-mRNA. Highlighted are the nucleobases
(green) and the ribose-phosphate backbone (blue). Note that this is
a single strand of RNA that folds back upon itself.
40. 40
Three-dimensional representation of the 50S ribosomal subunit.
RNA is in ochre, protein in blue. The active site is in the middle (red).
Ribosome RNA (rRNA)
