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.