STRUKTUR DNA DAN RNA

MATERIAL GENETIKA

• Informasi genetika dari organisme dibawa dalam bentuk molekul DNA yang pada beberapa makhluk / organisme dalam bentuk RNA yang kemudian akan dipindahkan dalam bentuk protein.

• Untuk mendapatkan informasi genetik maka utas DNA tersebut harus dipotong terlebih dahulu menggunakan enzim restriksi tertentu sesuai dengan utas DNA yang dikenalinya.

MATERIAL GENETIKAKromosom (Protein + Asam Nukleat)

Ekstra Kromosom: -. Plasmid( Pada Prokaryot)

Ekstra Kromosom: -. Mitokondria

-. Kloroplas (organ yang

(Pada Eukaryot ) berklorofil)

-.Sitoplasma

SANDI GENETIK

• Sandi ( kode ) genetik

• Adalah merupakan triplet kodon ( triplet code )

• Merupakan gabungan dari 3 nukleotida yang menyandikan asam amino

• Basa nukleotida terdiri dari A,G,C,T tetapi dalam proses alaminya triplet kodon dalam bentuk RNA ( sekuen basa mRNA → A,G,C,U)

• Basa tunggal mRNA tidak mengkode satu asam aminopun.

• Basa duplet (2 basa) : 42 → 16 asam amino < 20 asam amino

• Basa triplet (3 basa) : 43 → 64 asam amino >> 20 asam amino sehingga satu asam amino dapat disandikan lebih dari satu triplet kodon

• Triplet kodon diawali / ditentukan menggunakan pendekatan sama dengan percobaan Nirenberg

• Dari 64 kodon → 61 menyandikan 20 asam amino

• 3 kodon yang tidak menyandikan asam amino adalah UAA

UAG stop codon

UGA ( nonsense codon )

• Asam amino pertama adalah : AUG = Me�onin → startcodon

• Kode genetik selain degenerated ( universal ) : Seperangkat kodon yang sama dipakai oleh semua organisme dan tipe sel.

• TABEL M RNA

BASA KEDUA

Basapertama

U C A G Basa ketiga

U

UUUPhe

UUCUUA

LeuUUG

UCU

UCC

serUCA

UCG

UAU

Tyr

UAC

UAA

Stop kodon

UAG

UGU

Cys

UGC

UGA Stop kodon

UGG Trp

U

C

A

G

C

CUU

CUC

Leu

CUA

CUG

CCU

CCC

Pro

CCA

CCG

CAU

His

CAC

CAA

Gln

CAG

CGU

CGC

Arg

CGA

CGG

U

C

A

G

A

AUU

AUC Ile

AUA

ACU

ACC

Thr

ACA

ACG

AAU

Asn

AAC

AAA

Lys

AAG

AGU

Ser

AGC

AGA

Arg

AGG

U

C

A

G

G

GUU

GUC

Val

GUA

GUG

GCU

GCC

Ala

GCA

GCG

GAU

Asp

GAC

GAA

Glu

GAG

GGU

GGC

Gly

GGA

GGG

U

C

A

G

AUG Met

STRUKTUR ASAM NUKLEAT

• Asam nukleat adalah suatu senyawa yang merupaka asam inti yang terdiri dari DNA dan RNA

• Merupakan rantai POLINUKLEOTIDA

yaitu : Makromolekul yang tersusun oleh molekul yang lebih sederhana yang disebut Nukleotida

• Nukleotida merupakan molekul yang tersusun atas

• satu gula,

• satu basa, dan

• satu fosfat.

• Nukleosida adalah kombinasi suatu gula pentosa yang dihubungkan dengan basa purin atau pirimidin melalui ikatan C - N

NUKLEOTIDA• Protein yang bergabung dengan asam nukleat .

• Nukleotida dalam sitoplasma dan dalam inti adalah sama tetapi jenis asamnukleatnya berbeda.

• Nukleotida tersusun atas :

1 Basa DNA

1 Gula Komponen yang essential

1 Fosfat RNA

• Gula → Ribosa & Deoksiribosa

• Basa → Adenin, Guanin, Timin, Sitosin

• Polinukleotida

adalah→ Ikatan antara 2 nukleotida dari 2 gugus fosfat yang terikat pada 2 pentosa → ikatan Fosfodiester

• Tiap struktur DNA / RNA merupakan suatu polinukleotida yang ujung-ujungnyaC3 & C5

• Nukleotida & Nukleosida

No Nukleotida Nukleosida1 Adenosin monofosfat Adenosin

2 Guanosin monofosfat Guanosin

3 Timidin monofosfat Timidin

4 Sitidin monofosfat Sitosin

5 Uridin monofosfat Uridin

STRUKTUR MOLEKUL DNA DAN RNA• Bahan dasar penyusun molekul asam nukleat

JENIS DNA RNA

GULA DEOKSIRIBOSE RIBOSE

PIRIMIDIN -. SITOSIN

-. TIMIN

-. SITOSIN

-. URASIL

PURIN -. ADENIN

-. GUANIN

-. ADENIN

-. GUANIN

BASA PURIN DAN PIRIMIDIN

NUKLEOTIDA Nukleotida (nukleosida

fosfat) adl ester asam fosfat dr

nukleosida

merupakan nukleosida yg

terfosforilasi.

Berperan serta dlm sejumlah

besar proses biokimiawi

peran yg paling dikenal

adl sbg prekursor

monomer RNA dan

DNA

NH2

N

N

N

N

OCH2P

O

HO

O

OH OH

O

Basa

(adenin)

1

23

4

5

Subunit Nukleotida dari DNA Subunit Nukleotida dari RNA

H

POLINUKLEOTIDA

Polimer mononukleotida Deoksi asam ribonukleat (DNA) Asam ribonuklaet (RNA)

DNA

DNA merupakan struktur yang dibangun oleh KH pentosa(deoksiribosa), fosfat dan suatu basa dalam bentuk polimerdan berkombinasi membentuk helix ganda.

Blok pembangun DNA adalah “5-carbon sugar deoxyribose”yang saling dihubungkan oleh ikatan fosfodiester sehingga

terbentuk dua untai ganda dengan tulang punggungnya dibentuk dari ikatan KH-fosfat pada bagian luar helix.

STRUKTUR DNA

Kedua strand dari helix saling merupakan komplemeternya

masing-masing.

Setiap pentosa-nya juga

terikat pada salah satu dari keempat basa yang terdiri dari adenine (A), guanine (G),

cytosine (C) atau thymine (T).

Gula deoksiribosa dan fosfat

yg menyusun DNA terletak dibgn luar molekul, sdgkan bs purin dan pirimidin t’letak di

sebelah dlm untaian (heliks)

Strand yang berlawanan diikat

oleh suatu ikatan non kovalen

diantara dua basa yang selalu

berpasangan G dengan C oleh

tiga ikatan hidrogen dan A

dipasangkan dengan T oleh

dua ikatan hidrogen.

Terdapat dua posisi dari

pentosa yang terikat pada

gugus fosfat yaitu pada ujung

5’-P dan ujung 3’-OH.

Menurut James Watson & Francis Crick

Ukuran jarak antara pasangan basa

0,34 nm (3,4 oA)

Setiap putaran untaian td 10 ps basa dan jarak satu putar heliks 3,4 nm

Diameter untaian DNA 2,0 nm

Bentuk Fisik Struktur DNA

B’dsrkan jml ps basa bbrp tipe (bentuk)

Tipe Pasangan bs/putaran

Diameter heliks (nm)

A

B

C

D

E

Z

11

10

9,33

8

7,5

12

2,3

1,9

1,9

-

-

1,8

Untaian (strand) DNA td dua

lekukan (groove)

lekukan besar (major groove)

lekukan kecil (minor groove)

lekukan pada tipe B lebih

mudah m’ikat protein drpd

tipe A ( lebih dalam)

DNA (Gen) terdiri dari tiga struktur penting yaitu :

• Bagian yang disebut “gene regulatory segment” m’ngdung srtuktur yang terlibat pada proses inisiasi dan pengaturan proses transkripsi.

• Exon bagian yang mengandung codon untuk ditranslasikan oleh mRNA menjadi protein.

• Intron bagian struktur yang tidak mengandung codon (intervening sequence).

KROMOSOM

KROMATIN

NUKLEOSOM

RNA

Pada DNA molekul RNA dibentuk oleh nukleotida yang saling dihubungkan menjadi satu rantai

KH pada DNA deoksiribosa. Sedangkan RNA KH-nya adalah ribosa.

Basa timin diganti oleh urasil pada RNA

STRUKTUR RNA

DNA terdiri dari dua untai yang saling komplementer membentuk helix ganda, ttp RNA hanya terdiri dari satu untai tunggal, akan tetapi dapat melipat lipat dirinya dalam suatu aturan tertentu.

Basa pada RNA sama spt DNA, kecuali timin diganti oleh urasil.

3 macam RNA penting

mRNA (messenger-RNA) yg melakukan tranfer

informasi mengenai deretan asam amino pada

protein yang akan dibangun sesuai dengan

urutan kode pada DNA asal.

rRNA (ribosomal-RNA) yang membangun ribosom

bersama dengan protein

tRNA (transfer-RNA) yang mentransfer asam

amino ke ribosom untuk sintesis protein.

tRNA

Td 75 bh nukleotida

Td 4 lengan utama

lengan akseptor

lengan antikodon

lengan D

lengan T C

lengan tambahan

Fungsi sbg penyelaras

utk translasi

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

KESTABILAN DNA

Kestabilan struktur DNA

Tumpukan (stacking) basa nukleotida pd satu rantai

interaksi hidrofobik antara basa-basa nukleotida

hilang krn panas & reagensia struktur tdk teratur :

serapan cahaya

Ikatan hidrogen

antara basa-basa yg berpasangan pd rantai ganda

terutama pada ps antara C dan G

makin >> ps C-G, makin stabil struktur

Denaturasi DNA

Pecahnya ikatan hidrogen antara ps basa pada rantai ganda

rantai tunggal (single Stranded)

Penyebab Denaturasi

Panas

ikt hidrogen

stacking

Asam – basa

asam protonasi ggs N dr A,G dan C

basa deprotonasi ggs N dr G dan C

Tingkat denaturasi DNA t’gantung pd tinggi suhu

p’ubahan tk denaturasi DNA suhu b’tingkat absorban 260

makin > p’geseran str, mk makin > nilai absorban cahaya

efek hiperkromik

denaturasi lengkap DNA suhu > 90oC

Renaturasi

Proses p’bentukan kembali str untai ganda dr keadaan

terdenaturasi