Post on 24-Dec-2015
description
BAB II
ISI
A. ASAM NUKLEAT
Sebagai suatu blue print yang dapat menjadi bagian terpenting dalam kehidupan
ialah penemuan terbesar dalam dunia sains modern. Secara umum, Asam Nukleat
merupakan suatu biomolekul yang berupa polimer (makromolekul) alamiah. Asam
Nukleat terdiri dari molekul – molekul monomer yang disebut sebagai nukleotida. Dalam
suatu nukleotida terkandung suatu nukleosida dan Asam Fosfat. Sedangkan dalam suatu
nukleosida terdapat sebuah basa nitrogen dan suatu monosakarida dalam bentuk
hemiasetalnya.
Monosakarida yang ada dalam molekul ini ada dalam bentuk furanosanya dan
dikenal dua bentuk monosakarida yang ada dalam makromolekul asam nukleat. Ada dua
jenis asam nukleat yang sekarang dikenal, yakni Asam Deoksiribonukleat (DNA) dan
Asam Ribonukleat (RNA). RNA akan menjadi pusat perhatian kita dalam makalah ini.
Suatu RNA digolongkan menjadi tiga jenis utama, yakni mRNA, rRNA, dan tRNA.
mRNA merupakan hasil transkripsi dari suatu DNA yang hendak diterjemahkan.
Sedangkan rRNA merupakan RNA ribosomal yang nantinya hendak menjadi suatu
mediator untuk berbagai proses yang berhubungan dengan proses translasi. Translasi
tidak hanya melibatkan dua jenis substansial ini saja, melainkan juga melibatkan suatu
senyawa homolog lainnya, yakni suatu tRNA yang memang merupakan suatu adaptor
yang baik dalam menjalani translasi. Berikutnya mengenai proses translasi ini akan
dibahas lebih lanjut dalam bagian sintesis RNA secara in vivo.
Dalam perkembangannya lebih lanjut terdapat suatu teknologi modern yang dapat
menyaingi suatu perkembangan teknologi elektronika modern yang sekarang sedang
marak pula digemari pada berbagai suatu kalangan masyarakat tertentu. Teknologi
scanning gen dan teknologi cloning menjadi suatu perkembangan teknologi terbaru yang
ada dalam dunia sains modern.
B. RNA (Ribonucleic Acid)
Seperti sebelumnya telah dijelaskan dalam subbab sebelumnya, RNA dapat digolongkan
menjadi tiga jenis (tentu saja dalam hal ini kita tidak membahas jenis – jenis RNA yang
merupakan jenis yang tidak umum ditemukan dalam makhluk hidup), yakni mRNA, rRNA, dan
tRNA. mRNA memiliki struktur umum seperti organisasi struktur makromolekul pada
umumnya. Namun, untuk suatu RNA, struktur yang terlibat hanya sampai organisasi struktural
tingkat ketiga (struktur tersier). Hingga saat ini belum ada kabar yang jelas mengenai
diketemukannya struktur kuarterner dari suatu RNA. Terutama untuk mRNA ini. Suatu mRNA
memiliki ujung - ujung kepolaran yang sama dengan operon DNA yang ditranskripsi pada tahap
awal pembentukan suatu mRNA.
Untaian mRNA hanya berupa suatu single strain yang terkadang menjadi memiliki suatu
lipatan (folding) yang kemudian dapat dijadikan suatu bentuk struktur sekunder ataupun tersier.
Struktur tersier melibatkan interaksi antarmolekul yang lebih rumit dibandingkan dengan struktur
primer maupun sekunder dari suatu mRNA. Interaksi antarmolekul yang dapat terjadi antara lain
interaksi van der waals (meliputi gaya London, interaksi dipol – dipol, interaksi dipol terimbas –
dipol permanen, dan interaksi lainnya yang mungkin terjadi.
Berikut ini beberapa gambar struktur sebagai berikut:
Bagian kiri dari gambar ini melukiskan suatu struktur dari mRNA yang merupakan hasil
suatu proses transkripsi dari molekul DNA pada gambar bagian kanannya. Proses ini akan
dijelaskan nantinya secara lebih terperinci. Namun, struktur mRNA ini dapat dilihat dengan baik
menggunakan alat peraga berupa gambar di atas. Ada banyak yang harus dipertimbangkan dalam
elusidasi struktur suatu DNA ataupun RNA. Namun, secara umum suatu RNA dapat dilihat
sebagai suatu struktur yang memang merupakan hasil interaksi molekul menggunakan interaksi
hydrogen yang baik antara satu molekul basa Nitrogen dengan molekul basa Nitrogen lainnya
yang memang merupakan suatu komplemen (Adenin dengan Timin, Sitosin dengan Guanin).
Sedangkan untuk struktur tersier sendiri bagi mRNA dapat terjadi melalui pelipatan
struktur yang merupakan hasil dari coiling atau bahkan super coiling yang mungkin dapat terjadi
dengan cukup mudah. Untuk suatu tipe RNA lainnya, seperti tRNA bahkan memiliki struktur
yang sangat menarik dari segi. Seperti digambarkan sebagai berikut, yakni suatu tRNA dalam
proses translasi dapat berperan sangat penting.
tRNA seperti telah digambarkan di atas, dapat dibuat dari suatu transkripsi primer dari
suatu bagian tertentu dalam operon DNA. Bagian yang diterjemahkan menjadi untaian menarik
dari struktur tRNA ini menjadi suatu pusat perhatian banyak ahli dari kimia komputasi. Terutama
mengenai terbentuknya ikatan hydrogen yang sebenarnya memiliki banyak probabilitas khusus
yang mungkin saja terjadi pada berbagai sisi pada molekul tRNA ini. Ujung 5’ dari suatu tRNA
ini memiliki suatu kepolaran tertinggi seperti pada umumnya struktur polinukleotida lainnya.
Namun, pada ujung 3’ seharusnya terdapat suatu untaian yang tersambung pada bagian dari
residu asam amino yang bersesuaian dengan kodon yang diperoleh dari suatu mRNA. Pada I
bagian lainnya memang mengandung suatu template yang memang menjadi suatu komplemen
dari kodon yang ada. Komplemen dari kodon ini disebut antikodon, yang pasti harus terdapat
dalam suatu tRNA, bagaimanapun struktur tRNA yang terjadi.
tRNA dapat menjadi suatu primadona struktur yang unik bagi suatu polinukleotida.
Struktur tersier pada tRNA menunjukan bahwa dalam struktur ini terdapat suatu folding juga
yang memang terjadi dengan alamiah dan stabil secara termodinamik (berenergi rendah).
Namun, tidak semudah yang dibayangkan untuk terjadinya suatu folding pada tRNA. Sebab,
dari organisasi strukturnya terlihat pada sedikit defolding dapat menyebabkan peningkatan pada
entropinya dan akan membutuhkan banyak energi untuk memutuskan interaksi antarmolekul
yang ada. Dengan demikian untuk mengembalikan keadaan ini kepada keadaan sediakala dapat
membutuhkan banyak ketepatan struktur dan probabilitas struktur lain yang stabil pada rentang
temperatur tertentu.
Molekul rRNA tidak seperti molekul RNA yang lain, akan menjadi suatu kajian yang
menarik dalam bidang Biokimia dan Bioorganik. Sebab, kenyataannya ialah bahwa fungsi yang
pasti dari biomolekul ini belum begitu diketahui dengan jelasnya. Namun, dalam proses
transkripsi dan translasi tampak bahwa senyawa ini agaknya dapat bertindak sebagai mediator
yang baik dalam proses tersebut. Tanpa kehadiran ketiga molekul RNA dalam kehidupan ini,
kehidupan tidak akan dapat berjalan sebagaimana mestinya. Mutan merupakan organisme yang
memang dapat terbentuk karena adanya ketidaksesuaian yang terjadi karena kesalahan
komunikasi antara molekul genom yang satu dengan yang lainnya.
Struktur dari rRNA ialah sebagai berikut:
C. SINTESIS RNA SECARA IN VIVO
Sintesis RNA di dalam tubuh makhluk hidup dapat dilakukan secara in vivo melalui jalur
metabolism primer yang sebelumnya sudah banyak dipelajari oleh manusia. RNA dapat
diproduksi langsung dalam medium tubuh manusia melalui proses yang dikenal sebagai suatu
proses transkripsi yang dikatalisis oleh enzim RNA Polimerase. Beberapa juga terjadi proses
kebalikannya, dari suatu RNA dapat diperoleh DNA menggunakan enzim reverse transcriptase.
Setiap enzim yang digunakan akan spesifik terhadap substrat tertentu. Enzim reverse
transcriptase sebenarnya hanya terdapat pada beberapa strain virus yang ada di planet ini.
Sintesis RNA bermula pada terjadinya replikasi diri dari suatu struktur heliks ganda dari
DNA yang kemudian menghasilkan suatu untai yang memiliki arah kepolaran dari ujung 3’
hingga ujung 5’ dari suatu DNA. Hal ini digambarkan sebagai berikut:
Namun, dari proses yang telah digambarkan di atas, tentu molekul RNA yang dihasilkan
memiliki arah kepolaran 5’ menuju 3’. Kepolaran ini terjadi secara menurun karena pada
dasarnya memang pada ujung 5’ terdapat gugus Fosfat yang jauh lebih polar (karena lebih asam)
dibandingkan dengan gugus hidroksil pada ujung 3’.
Kompleks Enzim – Substrat dapat menjadi pendukung yang baik demi tercapainya
kelancaran terjadinya proses ini. Pembentukan kompleks Enzim – Substrat dapat merupakan
proses yang dapat berlangsung dengan cepat dengan molekul DNA yang akan ditranskripsi,
namun untuk memutuskan kompleks Enzim – DNA menjadi molekul RNA memerlukan waktu
yang lebih lama, sedemikian rupa sehingga dalam proses ini sebetulnya merupakan tahap
pembentuk laju dari proses – proses keseluruhan.
Setelah proses transkripsi selesai, biasanya diikuti dengan proses modifikasi dari struktur
RNA yang telah diperoleh. Modifikasi struktur yang sangat mungkin dilakukan juga dapat saja
terjadi pada bagian basa Nitrogen dari struktur yang telah ada. Namun, pada dasarnya struktur
yang secara alamiah ideal juga tidak mungkin terjadi, oleh sebab jalur metabolisme yang
mungkin terjadi dalam tubuh manusia juga dapat bervariasi bergantung pada tersedia atau
tidaknya energi yang cukup untuk terjadinya reaksi tersebut.
D. SINTESIS RNA SECARA IN VITRO
Secara in vitro atau dengan kata lain sintesis yang dilakukan ialah sintesis di
laboratorium, dapat dilakukan dengan melakukan penentuan urutan nukleotida – nukleotida
dalam struktur primer dari RNA terlebih dahulu. Secara umum, penentuan urutan ini dapat
dilakukan menggunakan prinsip kromatografi, terutama menggunakan metode elektroforesis
yang banyak berkembang pada era modern ini. Setelah berhasil penentuan struktur ini dilakukan,
barulah dapat dilakukan penentuan cara yang paling efisien untuk sintesis dari untaian
polinukleotida ini. Seperti dikatakan pada awalnya, polinukleotida dapat dibentuk melalui ikatan
Fosfodiester, maka sekarang ikatan yang seperti inilah yang harus dibuat.
Secara in vitro nantinya akan diperoleh bahkan modifikasi dari RNA tersebut sebagai
berikut:
Struktur yang terjadi di sini sebenarnya merupakan struktur sekunder dari subgenomik
pada mutan. Berbagai mutan di sini dapat dibuat dengan metode sintesis in vitro yang melibatkan
terjadinya penopengan (blocking) terhadap gugus aktif terlebih dahulu yang diikuti dengan
menambahkan berbagai nukleotida yang mungkin terjadi. Hal ini dapat dilakukan dengan cara
yang relatif mudah dalam laboratorium.
E. PERANAN RNA DALAM KEHIDUPAN
Dalam kehidupan yang nyata kini, teknologi modifikasi dan manipulasi dari genom
sangat memungkinkan untuk dilakukan. Terutama dalam teknologi Negara maju yang sangat
memungkinkan untuk mengoperasikan beberapa perangkat modern yang pada umumnya tidak
dimiliki oleh Negara kita. Namun, tidak hanya cukup dengan instrumen yang modern, namun
juga pengetahuan yang cukup pula mengenai gen.
Aplikasi yang banyak dilakukan oleh banyak ahli genom ialah dengan memodifikasi
RNA yang dihasilkan oleh proses transkripsi yang dilakukan pada makhluk hidup dan pada
tubuh virus pada umumnya. Untuk membentuk RNA mutan misalnya, dapat dilakukan dengan
menggunakan teknik khusus untuk melakukan metilasi bagian tertentu dalam basa Nitrogen,
misalnya pada adenin atau pada bagian tertentu dari guanin.
BAB III
PENUTUP
III.I. Kesimpulan
RNA merupakan bagian dari asam nukleat yang terbagi dalam tiga bagian, yakni
tRNA, mRNA, dan rRNA. mRNA memiliki struktur suatu makromolekul pada
umumnya, sedangkan tRNA dapat dibuat dari suatu transkripsi primer dari suatu bagian
tertentu dalam operon DNA. rRNA dalam proses transkripsi dan translasi dapat bertindak
sebagai mediator yang baik dalam proses pengkodean.
RNA dapat disintesis dengan dua cara, yakni in vitro dan in vivo. Pada sintesis in
vivo, RNA dapat diproduksi langsung dalam medium tubuh manusia melalui proses yang
dikenal sebagai suatu proses transkripsi yang dikatalisis oleh enzim RNA Polimerase.
Sementara itu, dengan cara in vitro, diawali dengan penentuan urutan nukleotida –
nukleotida dalam struktur primer dari RNA, kemudian proses dalam laboratorium dapat
ditentukan dengan cara yang berlainan.
III.II.Saran
Di Indonesia, pengembangan dan penelitian mengenai studi RNA belum terlalu
dalam. Berbeda sekali dengan negara Amerika yang teah memanfaatkan hasil penelitian
RNA sebagai investigasi kasus kriminal.
Penulis disini berharap sekali agar penelitian dan pengembangan tentang studi
RNA di Indonesia dapat berkembang atau ditingkatkan. Perlunya penelitian lebih untuk
penelitian RNA ini dikarenakan RNA merupakan basa yang menyusun tubuh manusia
sehingga segala bentuk keganjilan pada manusia dapat diteliti melalui RNA ini.