MAKALAH KIMIA ORGANIK 2RIBONUCLEIC ACID (RNA)

OLEH :

KELOMPOK: TIGAANGGOTA: 1. 2. 3. 4. LUSI FEBRIANTI 5. MUTIA ANNISA 6. 7. PRODI: PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS NEGERI PADANG2014BAB 1PENDAHULUANA. LATAR BELAKANGAsam nukleat yang menyusun, menyimpan, dan menghantarkan informasi herediter terbagi menjadi dua jenis, yaitu DNA (asam deoksiribonukleat/deoxyribonucleic acid) dan RNA (asam ribonukleat/ribonucleic acid). RNA merupakan polimer yang mempunyai massa molekul lebih kecil yaitu dari 20 ribu sampai 40 ribu. Bagian yang relevan dari gen, disalin menjadi suatu RNA duta (messenger RNA, mRNA). Urutan mRNA yang berbentuk sejodoh dengan rantai DNA yang mengandung sandi gen atau kode genetik yang sesuai, yang nantinya akan diterjemahkan menjadi urutan asam amino. Senyawa RNA merupakan bahan genetik yang memainkan peran utama dalam ekspresi genetik, untuk itu, pengetahuan yang lebih dalam tentang RNA, sangat diperlukan dalam mata kuliah kimia organic 2 ini.

B. TUJUANTujuan dari pembuatan makalah ini adalah:1. Mengetahui komponen pembentuk dari RNA2. Mengetahui tata nama dari RNA3. Mengetahui struktur primer dari RNA4. Mengetahui perbedaan dari DNA dan RNA5. Mengetahui proses sintesis dari RNA6. Mengetahui proses transkripsi dan translokasi dari RNABAB IIPEMBAHASANA. KOMPONEN PEMBENTUK RNARNA mengandung gula pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat. Gula pentosanya berupa ribosa. Basa nitrogen purinnya terdiri atas adenin (A) dan guainin (G), sedangkan pirimidinnya terdiri atas sitosin (C) dan urasil (U). Dapat disingkat sebagai berikut, basa nitrogen (senyawa heterosiklik yang mengandung nitrogen) yang terdapat pada RNA ada empat macam yaitu: Adenin (6-Aminopurin) atau A Guanin (6-oksi-2-aminopurin) atau G Sitosin (2-oksi-6-aminopurin) atau C Urasil (2,6-dioksipirimidin) atau U

Gambar 1. Gula ribosa molekul RNA.

Gambar 2. Struktur pyrimidine dan purine

Gambar 3. Sitosin, timin, urasil, adenine dan guaninBasa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timin pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenin, guanin, sitosin, atau urasil untuk suatu nukleotida. Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya. Pada nukleosida dan nukleotida, rantai pentosa terdapat dalam bentuk furanosa. Gula dan basa dihubungkan melalui suatu ikatan N-glikosidik antara C-1 gula dan N-9 cincin purin atau N-1 pirimidin. Ikatan ini selalu mempunyai konfigurasi. Jika basa organik berkaitan dengan pentosa, terbentuklah suatu nukleosida, dan jika nukleosida berkaitan dengan dengan asam fosfat, terbentuklah suatu nukleotida.

Gambar 4. Jenis monomer nukleotida pada RNA

B. TATA NAMA RNA1. Ribosa (b-D-furanosa) adalah gula pentosa (jumlah karbon 5).2. Perhatikan penomoran. Dalam penulisan diberi tanda prime(') untuk membedakan penomoran pada basa nitrogen

Gambar 5. Gula pada RNA3. Ikatan gula ribosa dengan basa nitrogen (pada atom karbon nomor 1).4. Ikatan gula ribosa dengan gugus fosfat (pada atom karbon nomor 5).5. Gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2

Gambar 6. Ikatan gugus pospat dan basa nitrogen pada pentose6. Basa nitrogen berikatan dengan ikatan-b pada atom karbon nomor1' dari gula ribose7. Pirimidin berikatan ke gula ribosa pada atom N-1 dari struktur cincinnya.8. Purin berikatan ke gula ribosa pada atom N-9 dari struktur cincinnya.

NUKLEOSIDA: Senyawa antara purin dan primidin dengan ribosa dan deoksiribosa. Beberapa nama nukleosida :

NUKLEOTIDAEster nukleosida dengan asam fosfat. Singkatan nama beberapa nukleotida :

C. STRUKTUR PRIMER RNAStruktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer ini tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus pentosa dari nukleotida yang lain. Tidak seperti DNA, RNA hanya terdiri dari satu pita tunggal.Ciri-ciri Asam Ribonukleat : Terdiri dari rantai tunggal poliribonukleotida. Hampir seluruhnya terdapat di sitoplasma, juga terdapat pada virus. Rantai tunggal Ada 3 macam : tRNA (transfer-RNA) mRNA (messenger-RNA) rRNA (ribosomal-RNA)

D. JENIS JENIS RNA DAN FUNGSINYAPada dasarnya, terdapat dua kelompok utama RNA yang menyusun makhluk hidup, yaitu RNA genetik dan RNA non genetik. a. RNA genetikRNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam membawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki DNA, seperti pada beberapa jenis virus. Selain sebagai materi genetic, RNA pulalah yang mengatur aktivitas sel.b. RNA nongenetikRNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA nongenetik dimilik oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam di dalam selnya terdapat DNA dan RNA.Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA nongenetik dibedakan menjadi tiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer. 1. RNA duta atau messenger RNA (mRNA) merupakan asam nukleat yang berbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA ke ribosom. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein.

2. RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan dengan kodon yang dibuat antikodon dan bagian yang berfungsi sebagai pengikat asam amino.

3. RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak dan penyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampai sekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki peranan penting dalam proses sintesis protein.RNA ini disebut ribosomal RNA karena terdapat di ribosom meskipun dibuat di dalam nukleus. rRNA bersama protein membentuk ribosom, benda-benda berbentuk butir-butir halus di dalam sitoplasma. Ribosom bertindak sebagai Mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang mRNA. Di dalam ribosom, molekul rRNA ini mencapai 30-46%.

E. PERBEDAAN DNA DAN RNA

Berikut adalah perbedaan dasar dari RNA dan DNAPERBEDAANDNARNA

letakSebagian besar di nucleus, sedikit di mitokondria dan kloroplas.Dalam sitoplasma, nucleolus dan kromosom

Basa pirimidinCytosine thymineCytosineurasil

pentosadeoksiribosaribosa

Hydrolyzing enzymeDeoksiribonuclease (DNase)Ribonuclease (RNase)

perananInformasi genetikSintesis protein

bentukRantai panjang, ganda, dan berpilin (double helix)Rantai pendek, tunggal dan tidak berpilin

F. SINTESIS RNAEnzim yang diperlukan dalam transkripsi DNA menjadi RNA adalah RNA polymerase. Reaksi enzimatik tersebut menghasilkan polimerase RNA dan ribonukleotida. Sekuen nukleotida pada DNA merupakan templat atau cetakan untuk membuat sekuen nukleotida pada RNA. RNA polimerase ada yang tidak membutuhkan templat atau cetakan seperti poli (A) polimerase yang penting dalam ekspresi gen. Penambahan nukleotida pada saat sintesis RNA mengikuti aturan pasangan basa: A berpasangan dengan U; G berpasangan dengan C. Setiap penambahan satu nukleotida, - dan -fosfat dihilangkan dari nukleotida yang baru datang, dan gugus hidroksil dihilangkan dari ujung 3-karbon pada nukleotida, sama seperti polimerisasi DNA.RNA polimerase merupakan komponen pusat dari kompleks inisiasi transkripsi. Setiap kali suatu gen di transkrip, suatu kompleks baru digabungkan segera pada daerah upstream dari gen. Kompleks inisiasi disusun pada posisi yang sesuai dan tidak pada sembarang tempat di genom karena lokasi target ditandai dengan sekuen nukleotida khusus yang disebut promotor yang hanya terdapat di daerah upstream dari gen. Promotor bakteria dapat langsung dikenali oleh enzim RNA polimerase, tetapi pada eukariot dan archaea suatu protein intermediet yang mengikat ke DNA diperlukan dan membentuk platform tempat RNA polimerase mengikat.Tahapan selanjutnya yaitu pemrosesan prekursor RNA. Kebanyakan RNA, terutama pada eukariot, awalnya disintesis sebagai prekursor atau pre-mRNA yang harus diproses sebelum bisa menjalankan fungsinya. Berikut ini adalah garis besar pemrosesan pre-RNA.Modifikasi akhir terjadi selama sintesis mRNA eukariot dan archaea yang umumnya dengan penambahan nukleotida pada ujung 5 yang disebut cap dan ekor poli A pada ujung 3. Keduanya terlibat dalam penggabungan kompleks inisiasi translasi dari mRNA ini.Splicing adalah penghilangan intron dari prekursor RNA. Banyak gen-gen pengkode protein pada eukariot mengandung intron dan intron ini dikopi saat gen di transkrip. Intron dihilangkan dari pre-mRNA dengan reaksi pemotongan dan penggabungan. Pre-mRNA yang tidak mengalami penghilangan intron membentuk fraksi RNA nuklear yang disebut heterogenous nuclear RNA (hnRNA). Beberapa pre-rRNA dan pre-tRNA eukariot juga mengandung intron, sama seperti transkrip pada archaea, tetapi hal tersebut jarang terdapat pada bakteri.Pemotongan merupakan peristiwa yang penting dalam pemrosesan rRNA dan tRNA. Kebanyakan diantaranya awalnya disintesis dari unit transkripsi yang mengkhususkan diri pada lebih dari satu molekul. Oleh karena itu, pre-rRNA dan pre-tRNA harus dipotong kecil-kecil untuk menghasilkan RNA yang matang. Tipe pemrosesan ini terdapat baik pada prokariot maupun eukariot.Modifikasi kimia dilakukan pada rRNA, tRNA, dan mRNA. rRNA dan tRNA pada semua organisme dimodifikasi dengan penambahan gugus kimia baru yang ditambahkan ke nukleotida tertentu dalam setiap RNA. Modifikasi kimia mRNA disebut RNA-editing, seperti yang terlihat pada bermacam-macam eukariot.Pemrosesan mRNA mempunyai pengaruh yang penting pada komposisi transkriptom. RNA editing, sebagai contoh, dapat menghasilkan suatu pre-mRNA tunggal yang diubah menjadi dua mRNA berbeda yang mengkode protein yang sangat berbeda. Peristiwa itu nampaknya tidak umum, tetapi splicing alternatif, dimana satu pre-mRNA menghasilkan dua atau lebih mRNA dengan cara penggabungan exon dengan kombinasi yang berbeda sangat umum terjadi. Dengan mekanisme ini, jumlah gen yang sedikit bisa menghasilkan protein yang lebih banyak.G. PROSES TRANSKRIPSI DAN TRANSLASI1. TranskripsiTranskripsi adalah proses penyalinan kode-kode genetik yang ada pada urutan DNA meniadi molekul RNA. Transkripsi adalah proses yang mengawali ekspresi sifat-sifat genetik yang nantinya akan muncul sebagai fenotipe. Urutan nukleotida pada salah satu untaian molekul RNA digunakan sebagai cetakan (template) untuk sintesis molekul RNA yang komptementer.Mekanisme Dasar Transkripsi adalah sebagai berikut : Transkripsi (sintesis RNA) dilakukan melalui beberapa tahapan yaitu:1. Faktor-faktor yang mentendalikan transkripsi menempel pada bagian promoter.2. Penempelan faktor-faktor pengendali transkripsi menyebabkan terbentuknya kompleks promoter yang terbuka (open promoter complex).3. RNA pofimerase membaca cetakan (DNA template) dan mulai melakukan pengikatan nukleotida yang komplementer dengan cetakannya.4. Setelah terjadi proses pemanjangan untaian RNA hasil sintesis, selanjutnya diikuti dengan proses pengakhiran (terminasi) transkripsi yang ditandai dengan pelepasan RNA polimerase dari DNA yang ditranskripsi.Karakter Kimiawi Transkripsi adalah sebagai berikut : Prekursor untuk sintesis RNA adalah empat macam ribonukleotida yaitu 5-trifosfat ATP GTP CTP dan UTP (pada RNA tidak ada thymine). Reaksi polimerisasi RNA pada prinsipnya sama dengan polimerisasi DNA, yaitu dengan arah 5 3. Urutan nukleotida RNA hasil sintesis ditentukan oleh cetakannya yaitu urutan DNA yang ditranskripsi. Nukleotida RNA yang digabungkan adalah nukleotida yang komplementer dengan cetakannya. Sebagai contoh, jika urutan DNA yang ditranskripsi adalah ATG, maka urutan nukleotida RNA yang digabungkan adalah UAC. Molekul DNA yang ditranskripsi adalah molekul untai-ganda tetapi yang berperanan sebagai cetakan hanya salah satu untaiannya. Hasil transkripsi berupa molekul RNA untai tunggal.

2. Translasi Translasi adalah proses penerjemah urutan nucleotida yang ada pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun suatu polipeptida atau protein. Hanya molekul mRNA yang ditranslasi, sedangkan rRNA dan tRNA tidakditranslasi. Molekul mRNA merupakan transkrip (salinan) urutan DNA yang menyusun suatu gen dalam bentuk ORF (open reading frame,kerangka baca terbuka).Molekul rRNA adalah salah satu molekul penyusun ribosom, yakni organel tempat berlangsungnya sintesis protein,tRNA adalah pembawa asam-asam aminoyang akan disambungkan menjadirantai polipeptida. Dalam proses translasi, rangkaian nukleotida pada mRNA akan dibaca tiap tiga nukleotida sebagai satu kodon untuk satu asam amino, dan pembacaan dimulai dari urutan kodon metionin (ATG pada DNA atau AUG pada RNA).