Asam nukleat merupakan makromolekul
yang tersusun dari polimer nukleotida. Asam nukleat memiliki fungsi utama dalam
tubuh yaitu antara lain sebagai materi genetik dan juga koenzim.
Asam nukleat yang berperan sebagai
materi genetik adalah DNA dan RNA. Sedangkan yang berperan sebagai koenzim
antara lain adalah adalah ATP atau Adenosine Triphospate, NAD atau
Nicotinamide-adenine Dinucleotide, dan lain-lain. Nukleotida sebagai monomer
dari asam nukleat tersusun dari basa nitrogen, sebuah gula pentosa, dan gugus
fosfat.
DNA atau Deoxyribonucleic Acid
adalah asam nukleat yang berperan sebagi materi genetik dalam tubuh organisme.
DNA berbentuk rantai ganda heliks dan tersusun dari satu gula deoksiribosa,
satu gugus fosfat dan basa nitrogen Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosin.
RNA atau Ribonucleic Acid adalah
asam nukleat yang juga berperan sebagai materi genetik yang ditranskirpsikan
dari DNA. RNA berbentuk rantai tunggal dan tersusun dari satu gula ribosa, satu
gugus fosfat dan basa nitrogen Adenin, Guanin, Urasil dan Sitosin.
ATP atau Adenosin Triphospate adalah
asam nukleat yang berperan sebagai koenzim. Koenzim akan bekerjasama dengan
enzim untuk melakukan sebuah fungsi. ATP tersusun dari tiga gugus fosfat, satu
gula pentosa, dan satu basa nitrogen adenin. ATP dapat terhidrolisis menjadi
ADP atau Adenosin Diphospate melalui hidrolisis.
Sedangkan koenzim lainnya adalah NAD
atau disebut Nicotinamide-adenine Dinucleotide yang terdiri dari dua nukleotida
yang dihubungkan dengan dua gugus fosfat dan mengandung basa nitrogen adenin
dan yang lain adalah nikotinamida. NAD dapat berubah menjadi NADH. Jika NAD
berfungsi sebagai oksidator, maka NADH berfungsi sebagai reduktor
Fungsi
Asam Nukleat
Asam Nukleat
Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi
genetika, yaitu seperangkat “ cetak biru “ tentang karakteristik actual dan
potensial yang diterima oleh suatu organisme dari generasi sebelumnya, untuk
kemudian diwariskan ke generasi berikutnya.
Asam nukleat ada dua macam :
Asam Deoksiribonukleat (DNA)
Asam Ribonukleat (RNA)
DNA merupakan molekul raksasa yang tardapat didalam nukleus ( inti sel ),
dengan massa molekul relatif (Mr) berkisar dari 6 juta sampai 16 juta. Setiap
bagian fungsional DNA dikenal sebagai gen. Ribuan gen dari suatu organisme
mengandung sandi genetic untuk urutan protein. Artinya, ia mengandung suatu
informasi untuk sederetan rantai asam amino protein. Setiap asam amino
dituliskan didalam urutan DNA yang sesuai dengan bantuan kodon yang terdiri
atas tiga pasangan basa yang berurutan. Sebagai contoh adalah kodon untuk asam
amino Fenilalanin (Phe) yaitu TTC. Molekul DNA terdiri dari dua rantai polimer
yang melengkung heliks ganda. Heliks ganda tersebut dikukuhkan oleh ikatan
hydrogen antara lain timin dari rantai yang satu dengan adenine dari rantai
yang lain. Dan antara sitosin dari rantai yang satu dengan guanin dari rantai
lainnya.
Untuk ekspresi suatu gen, artinya sintasis dari protein-protein yang sesuai,
informasi urutan DNA perlu diubah menjadi suatu urutan protein. Karena DNA
sendiri tadak ikut ambil begian pada sintesis protein. Maka informasi perlu
dipindahkan dari inti sel sempai ketempat dimana protein disintesis yaitu di
ribosom. Untuk itu pertama melalui proses penyalinan ( transkripsi ).
RNA merupakan polimer yang mempunyai massa molekul lebih kecil yaitu dari 20
ribu sampai 40 ribu. Bagian yang relevandari gen, disalin menjadi suatu RNA
caraka (messenger RNA, mRNA). Urutan mRNA yang berbentuk sejodoh dengan rantai
DNA yang mengandung sandi gen yang sesuai. Karena RNA mengandung urasil sebagai
pengganti ti-min, maka dari triplet DNA AAG misalnya akan terbentuk kodon mRNA
UUC.
Baik DNA maupun RNA merupakan polimer atas unit-unit nukleotida. Suatu unit
nukleutida terdiri atas tiga bagian: gula pentosa, basa organic ( senyawa
heterosiklik yang mengandung nitrogen ), dan asam fosfat. Pentosa yang
dikandung RNA adalah ribosa, sedangkan pentosa pada DNA adalah deoksiribosa,
yang kekurangan suatu satu atim oksigen dari ribose. DNA dan RNA dapat
dibedakan dari jenis gulanya.
A. BASA.
Basa asam nukleat adalah suatu heterosiklik aromatik yang berasal dari
pirimidin atau purin. Lima dari basa-basa ini bersama-sama merupakan komponen
utama dari asam nekleat dari selarah jaringan hidup. Basa purin adenine ( Ade )
dan guanin (Gua) seperti juga basa pirimidin sitosin (Cyt) di jumpai dalam RNA
dan DNA. Sebaliknya urasil (Ura) hanya terdapat dalam RNA. Dalam DNA, urasil
digantikan oleh timin (Thy), yaitu derivate 5-metil dari urasil. Sejumlah besar
dari basa-basa lainnya yang dimodifikasi dijumpai pada tRNA dan pada jenis RNA
lainnya.
B. NUKLEOSIDA, NUKLEOTIDA.
Monomer asam nukleat disebut nukleotida. Bila suatu basa dari asam nukleat
dihubungkan dengan ribosa atau 2-deoksiribosa maka akan diperoleh suatu nukleosida.
Nukleosida adalah nukeotida tampa gugus fosfat.
Adapun basa organic 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
Pada DNA tidak mengandung urasil, melainkan digantikan dengan timin
(2,6-duoksi-5-metilpirimidin). Didalam sel, gugus 5’-OH dari komponen gula pada
nukleosida pada umumnya teresterisasi dengan asam fosfat. Dari adenosin akan
terbentuk adenosain 5’-OH monofosfat (AMP) dan dari dA yang sesuai dengannya
dalam dAMP
Kalau rantai 5’-fosfat dihubungkan dengan rantai fosfat lainnya melalui ikatan
asam anhidrida, maka diperoleh nukleosida difosfat dan trifosfat, misalnya ADP
dan ATP. Kedua nuklesida ini merupakan koenzim penting pada metabolisme energi.
C. Oligonukleotida, Polinukleotida.
Rantai fosfat satu dengan yang lainnya dapat membentuk anhidrida asam. Hal ini
memungkinkan adanya hubungan antara nukleotida satu dengan yang lainnya melalui
rantai fosfat. Bila antai fosfat dari suatu nukleotida bereaksi dengan gugus
3’-OH dari nukleotida lainnya, maka terbentuk suatu dinukleotida dengan
struktur asamfosfat dister. Selanjutnya melalui hubungan dengan ikatan asam
fosfat diester lainnya, dinukleotida ini dapat diperpanjang dengan satu
tambahan mononukleotida. Dengan cara ini terbentuk oligonukleotida dan akhirnya
polinukleotida.
Polinukleotida dengan komponen ribonukleotida disebut asam ribonukleat (RNA),
dan yang terbentuk dari monomer deoksiribonukleat disebut asam
deoksiribonukleat (DNA). Untuk menggambarkan struktur dari oligonukleat dan
polinukleat digunakan singkatan-singkatan dari komponen nukleosida yang
dituliskan dari kiri ke kanan dengan arah 5’- 3’. Kadang-kadang posisi rantai
fosfat ditunjukan dengan “p”. dengan demikin struktur dari RNA.
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.
Nukleosida pada RNA
Adenin + Ribosa = Adenosin
Guanin + Ribosa = Guanosin
Sitosin + Ribosa = Sitodin
Urasil + Ribosa = Uridin
Nukleosida pada DNA
Adenin + Deoksiribosa = Deoksiadenosin
Guanin + Deoksiribosa = Deoksiguanosin
Sitosin + Deoksiribosa = Deoksisitidin
Timin + Deoksiribosa = Deoksitirimidin
Persis seperti asam-asam amino yang berkondensasi untuk membentuk polimer
protein maka nukleotida-nukleotida juga berkondensasi untuk membentuk polimer
asam nukleat (DNA dan RNA). Gugus fosfat dari suatu nukleotida berkaitan dangan
bagian pentosa dari nukleotida tetangganya sehingga terbentuklah rantai asam
nukleat yang sangat panjang.
Meskipun basa organik pada DNA dan RNA cuma empat macam, jumlah dan urutan
basa-basa itu sangat bervariasi sehingga banyaknya! Bayangkan, untuk suatu
rantai yang tersusun dari nukleotida, secara teoritis dapat terjadi 4x10E 87
jenis asam nukleat (DNA dan RNA) yang berbeda.
Fungsi asam nukleat.
DNA menyimpan informasi (kode) tentang jenis protein yang harus dibentukoleh
suatu sel. Informasi genetic adalah relasi antara urut-urutan basa nitrogen
dalam DNA menentukan urut-urutan asam amino dalam protein.struktur kode genetic
itu disebut kodon. Kodon adalah rangkaian tiga nukleotida dalam urutan yang
khas. Setiap kodon menentukan satu asam amino yang akan digunakan untuk
sintesis protein.sel yang baru mempunyaiinformasi genetic yang identik dengan
sel asal. Kadang suatu kekeliruan terjadi pada pembentukan kromosom baru.yang
mengakibatkan perubahan sifat genetic. Hal seperti ini sering disebut mutasi.
