ASAM NUKLEAT

MAKALAH BIOKIMIA

“Asam Nukleat”

Dosen Pengampu:

Hesty Nur Hanifah, S.Si., M.I.L

Disusun oleh :

1. Fauziyyah Nur Aini              (D1A191829)
 2. Farhan Miftah Fauziansyah   (D1A191864)
 3. Intan Permata Sari                 (D1A191907)
 4. Muhammad Hudori              (D1A191795) 
 5. Putri Kumalasari                  (D1A191837) 
 6. Rahmi Annurahmah             (D1A191773) 
7. Syifa Nurul Aulia                (D1A191797)
                        8. Yulianti Sabrina                    (D1A191844)                                                                

JURUSAN FARMASI

UNIVERSITAS AL-GHIFARI BANDUNG

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan pentunjuk-Nya, sehingga makalah ini dapat kami selsaikan sesuai yang diharapkan. Dalam makalah ini kami membahas tentang “Asam Nukleat” untuk memenuhi tugas mata kuliah Biokimia.

Dalam penyusunan makalah ini banyak pihak yang telah membantu kami baik secara langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat kami sebutkan satu-persatu. Oleh karena itu kami mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu kami tersebut baik yang secara langsung maupun tidak langsung.

Apabila dalam makalah ini dijumpai banyak kekurangan dan kesalahan. Kami memohon maaf yang sebesar-besarnya. Mengingat kami adalah manusia biasa yang tidak luput dari kesalahan. Dimana segala sesuatu yang diciptakan oleh manusia pasti memiliki kekurangan. Oleh sebab itu kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini dan kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi masyarakat dan penggunanya.

Bandung, 27 Februari 2020

Penyusun

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...........................................................................................  i

DAFTAR ISI ........................................................................................................  ii

BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................  1

1.1    Latar Belakang ................................................................................................  1

1.2    Tujuan .............................................................................................................  1

BAB II PEMBAHASAN ......................................................................................  2

2.1         Definisi Asam Nukleat .................................................................................  3

2.2         Sifat-sifat Asam Nukleat ..............................................................................  5

2.3         Struktur Kimia Asam Nukleat ......................................................................  8

2.4         Penggolongan Asam Nukleat .....................................................................  10

2.5         Kegunaan Asam Nukleat ............................................................................  11

BAB III PENUTUP ............................................................................................  12

3.1         Kesimpulan .................................................................................................  12

     DAFTAR PUSTAKA..............................................................................................13

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Berawal pada tahun 1868 Friedrich Miescher (1844-1895) adalah orang yang mengawali pengetahuan mengenai kimia dan inti sel. Pada tahun 1868, di laboratorium Hoppe-Syler di Tubingen, beliau memilih sel yang terdapat pada nanah bekas pembalut luka, kemudian sel-sel tersebut dilarutkan dalam asam encer dan dengan cara ini diperoleh inti sel yang masih terikat pada sejumlah protein. Dengan menambahkan enzim pemecah protein ia dapat memperoleh inti sel saja dan dengan cara ekstraksi terhadap inti sel diperoleh suatu zat yang larut dalam basa tetapi tidak larut dalam asam. kemudian zat ini dinamakan ”nuclein” sekarang dikenal dengan nama nukleoprotein. Selanjutnya dibuktikan bahwa asam nukleat merupakan salah satu senyawa pembentuk sel dan jaringan normal.

Asam nukleat dibagi menjadi dua jenis, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) atau asam deoksiribonukleat dan RNA (ribinucleic acid) atau asam ribonukleat. Asam nukleat terdapat dalam semua sel dan mempunyai peranan yang sangat penting dalam biosintesis protein. Baik DNA maupun RNA berupa anion dan pada umumnya terikat oleh protein yang mempunyai sifat basa, misalnya DNA dalam inti sel terikat pada histon. Senyawa gabungan antara asam nukleat dengan protein ini disebut nukleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan suatu polimer seperti protein, tetapi yang menjadi monomer bukan asam amino, melainkan nukleotida. Oleh karena itu untuk mempelajari asam nukleat, perlu dipelajari terlebih dahulu tentang nukleotida.

1.2 Tujuan

            Menjelaskan tentang definisi asam nukleat, sifat-sifat, struktur asam nukleat, penggolongan asam nukleat dan juga penggunaan dari Asam Nukleat. 

BAB II

PEMBAHASAN

2.1         Definisi Asam Nukleat

Asam nukleat adalah biopolimer yang berbobot molekul tinggi yang terdiri atas banyak molekul nukleotida. Asam nukleat berbentuk rantai linier yang merupakan gabungan monomer nukleotida sebagai unit pembangunnya. Asam nukleat terdapat pada semua sel hidup dan bertugas untuk menyimpan dan mentransfer genetik, kemudian menerjemahkan informasi ini secara tepat untuk mensintesis protein yang khas bagi masing-masing sel. Asam nukleat mempunyai  ukuran yang bervariasi antara 25.000 /1.000.000 s/d  1 milyar. Asam nukleat baik DNA maupun RNA tersusun dari monomer nukleotida . Nukleotida tersusun dari gugus fosfat, basa nitrogen dan gula pentosa. Basa nitrogen berasal dari kolompok purin dan pirimidin. Purin utama asam nukleat adalah  adenine  dan guanin, sedangkan pirimidinnya adalah sitosin, timin dan urasil.

Asam nukleat juga merupakan senyawa majemuk yang dibuat dari banyak nukleotida. Bila nukleotida mengandung ribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah RNA (Ribonucleic acid = asam ribonukleat) yang berguna dalam sintesis protein. Bila nukleotida mengandung deoksiribosa, maka asam nukleat yang terjadi adalah DNA (Deoxyribonucleic acid = asam deoksiribonukleat) yang merupakan bahan utama pembentukan inti sel. 

Monomer nukleotida sebagai struktur primer asam nukleat diperoleh dari hasil hidrolisis asam nukleat. Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa.

Jika hidrolisis dilanjutkan kembali terhadap senyawa nukleosida dalam larutan asam berair akan dihasilkan molekul gula dan basa nitrogen dengan bentuk heterosiklik. Sehingga komposisi molekul penyusun asam nukleat diketahui dengan jelas.

Tampak bahwa struktur utama asam nukleat adalah molekul gula yang mengandung asam posfat dan basa Nitrogen yang dihubungkan dengan ikatan posfodiester membentuk rantai panjang. Monomer nukleotida dapat dilihat.

Senyawa gula penyusun nukleotida merupakan gula dengan atom Karbon 5 (lima) yaitu 2-deoksi-D-ribosa dan D-ribosa, lihat gambar dibawah ini.

Basa nukleosida yang ditemukan pada asam nukleat adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), timin (T) dan urasil (U).

Asam nukleat dalam sel terdiri dari DNA (DeoxyriboNucleic Acid) dan RNA (RiboNucleic Acid). Kedua jenis asam nukleat ini memiliki perbedaan basa purin yang merupakan molekul penyusunnya. Untuk RNA disusun oleh gula D-ribosa dan basa urasil. Sedangkan untuk DNA disusun oleh gula 2-deoksi-D-ribosa yaitu gula D-ribosa yang kehilangan gugus OH pada atom C nomor 2 dan basa timin.

2.1  Sifat-sifat Asam Nukleat

Di bawah ini akan dibicarakan sekilas beberapa sifat fisika-kimia asam nukleat. Sifat-sifat tersebut adalah stabilitas asam nukleat, pengaruh asam, pengaruh alkali, denaturasi kimia, viskositas, dan kerapatan apung.
1.  Stabilitas asam nukleat

Ketika kita melihat struktur tangga berpilin molekul DNA atau pun struktur sekunder RNA, sepintas akan nampak bahwa struktur tersebut menjadi stabil akibat adanya ikatan hidrogen di antara basa-basa yang berpasangan. Padahal, sebenarnya tidaklah demikian. Ikatan hidrogen di antara pasangan-pasangan basa hanya akan sama kuatnya dengan ikatan hidrogen antara basa dan molekul air apabila DNA berada dalam bentuk rantai tunggal. Jadi, ikatan hidrogen jelas tidak berpengaruh terhadap stabilitas struktur asam nukleat, tetapi sekedar menentukan spesifitas perpasangan basa. 

Penentu stabilitas struktur asam nukleat terletak pada interaksi penempatan (stacking interactions) antara pasangan-pasangan basa. Permukaan basa yang bersifat hidrofobik menyebabkan molekul-molekul air dikeluarkan dari sela-sela perpasangan basa sehingga perpasangan tersebut menjadi kuat.

2.  Pengaruh asam

Didalam asam pekat dan suhu tinggi, misalnya HClO₄ dengan suhu lebih dari 100ºC, asam nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna menjadi komponen-komponennya. Namun, di dalam asam mineral yang lebih encer, hanya ikatan glikosidik antara gula dan basa purin saja yang putus sehingga asam nukleat dikatakan bersifat apurinik.

3.  Pengaruh alkali

Pengaruh alkali terhadap asam nukleat mengakibatkan terjadinya perubahan status tautomerik basa. Sebagai contoh, peningkatan pH akan menyebabkan perubahan struktur guanin dari bentuk keto menjadi bentuk enolat karena molekul tersebut kehilangan sebuah proton.

Selanjutnya, perubahan ini akan menyebabkan terputusnya sejumlah ikatan hidrogen sehingga pada akhirnya rantai ganda DNA mengalami denaturasi. Hal yang sama terjadi pula pada RNA. Bahkan pada pH netral sekalipun, RNA jauh lebih rentan terhadap hidrolisis bila dibadingkan dengan DNA karena adanya gugus OH pada atom C nomor 2 di dalam gula ribosanya.

4.  Denaturasi kimia

Sejumlah bahan kimia diketahui dapat menyebabkan denaturasi asam nukleat pada pH netral. Contoh yang paling dikenal adalah urea (CO(NH₂)₂) dan formamid (COHNH₂). Pada konsentrasi yang relatif tinggi, senyawa-senyawa tersebut dapat merusak ikatan hidrogen. Artinya, stabilitas struktur sekunder asam nukleat menjadi berkurang dan rantai ganda mengalami denaturasi.

5.  Viskositas

DNA kromosom dikatakan mempunyai nisbah aksial  yang sangat tinggi karena diameternya hanya sekitar 2 nm, tetapi panjangnya dapat mencapai beberapa sentimeter. Dengan demikian, DNA tersebut berbentuk tipis memanjang. Selain itu, DNA merupakan molekul yang relatif kaku sehingga larutan DNA akan mempunyai viskositas yang tinggi. Karena sifatnya itulah molekul DNA menjadi sangat rentan terhadap fragmentasi fisik. Hal ini menimbulkan masalah tersendiri ketika kita hendak melakukan isolasi DNA yang utuh.

6.  Kerapatan apung

Analisis dan pemurnian DNA dapat dilakukan sesuai dengan kerapatan apung(bouyant density)-nya. Di dalam larutan yang mengandung garam pekat dengan berat molekul tinggi, misalnya sesium klorid (CsCl) 8M, DNA mempunyai kerapatan yang sama dengan larutan tersebut, yakni sekitar 1,7 g/cm³.  Jika larutan ini disentrifugasi dengan kecepatan yang sangat tinggi, maka garam CsCl yang pekat akan bermigrasi ke dasar tabung dengan membentuk gradien kerapatan. Begitu juga, sampel DNA akan bermigrasi menuju posisi gradien yang sesuai dengan kerapatannya. Teknik ini dikenal sebagai sentrifugasi seimbang dalam tingkat kerapatan (equilibrium density gradient centrifugation) atau sentrifugasi isopiknik.

Oleh karena dengan teknik sentrifugasi tersebut pelet RNA akan berada di dasar tabung dan protein akan mengapung, maka DNA dapat dimurnikan baik dari RNA maupun dari protein. Selain itu, teknik tersebut juga berguna untuk keperluan analisis DNA karena kerapatan apung DNA (ρ) merupakan fungsi linier bagi kandungan GC-nya.  Dalam hal ini,  ρ = 1,66 + 0,098% (G + C).

2.2         Struktur Kimia Asam Nukleat

1. Struktur Asam Deoksiribonukleat (DNA)

Pada tahun 1953, Frances Crick dan James Watson menemukan model molekul DNA sebagai suatu struktur heliks beruntai ganda, atau yang lebih dikenal dengan heliks ganda Watson-Crick.DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan.

Molekul  DNA yang panjang ini terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Secara kimia DNA mengandung karakteri/sifat sebagai berikut:

1. Memiliki gugus gula deoksiribosa (2-deoksiribosa).
2. Basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine=T)
3. Memiliki rantai heliks ganda anti paralel.
4. Gugus fosfat

Secara kimia DNA mengandung karakteri/sifat sebagai berikut:

1. Memiliki gugus gula deoksiribosa.
2. Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).
3. Memiliki rantai heliks ganda anti paralel
4. Kandungan basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan spesifik satu dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin ( G –C), dan adenin berpasangan dengan timin (A – T), sehingga jumlah guanin selalu sama dengan jumlah sitosin. Demikian pula adenin dan timin.
   

2.    Struktur Asam Ribonukleat (RNA)

Asam ribonukleat adalah suatu polimer yang terdiri atas molekul-molekul ribonukleotida.  Seperti DNA asam ribonukleat terbentuk oleh adanya ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul ribosa dengan perantaraan gugus fosfat. tetapi gulanya adalah ribosa ( atom C nomor 2 mengikat gugus OH).

RNA memiliki sifat spesifik yang berbeda  dengan sifat kimia DNA, yakni dalam hal:

1. Gula pentosanya adalah ribosa
2. RNA memiliki ribonukleotida guanin(G), sitosin (C), adenin (A) dan Urasil (U) pengganti Timin pada DNA.
3. Untai fosfodiesternya adalah untai tunggal yang bisa melipat membentuk jepit rambut seperti untai ganda.Beda dengan DNA bentuk molekulnya heliks ganda.
4. Prosentasi kandungan bas tidak harus sama, pasangan adenin tidak harus sama dengan urasil, dan sitosin tidak harus sama dengan guanin.

Ada tiga jenis RNA yaitu tRNA (transfer RNA), mRNA ( messenger RNA ) dan rRNA (ribosomal RNA). Ketiga macam RNA ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda, tetapi ketiganya secara bersama-sama mempunyai peranan penting dalam sintesis protein.

2.4  Penggolongan Asam Nukleat

Asam nukleat terdiri dari 2 yaitu : purin dan pirimidin. Purin dan pirimidin adalah basa nitrogen yang membentuk dua jenis dasar nukleotida dalam DNA dan RNA. Basa cincin nitrogen dua karbon (adenin dan guanin) adalah purin, sedangkan basa cincin nitrogen satu karbon (timin dan sitosin) adalah pirimidin.
contoh : molekul ATP, ekspresi gen,virus polio, dan adenovirus,

 2.5  Kegunaan Asam Nukleat

1.      Fungsi pertama dari asam nukleat ini adalah sebagai penyimpanan dan mentransfer informasi genetik.

2.      Asam nukleat digunakan untuk menyimpan informasi genetik dan mengarahkan sintesis genetik baru.

3.      Asam deoksiribonukleat digunakan untuk menyimpan informasi genetik dan dalam sel.

4.      Digunakan untuk mengontrol sintesis RNA di dalam sel dan dilakukan oleh DNA.

5.      Berfungsi untuk mentransmisikan informasi genetik dari DNA ke pembentukan protein sel.

6.      Mengarahkan produksi protein baru dengan mengirimkan informasi genetik pada struktur bangunan protein.

7.      Urutan basa nitrogen memiliki fungsi di dalam tulang punggung DNA untuk menentukan protein yang disintesis.

8.      Fungsi dari heliks ganda DNA ini sendiri adalah untuk memastikan bahwa tidak akan ada gangguan yang terjadi pada informasi genetik apabila hilang atau pun rusak.

9.      RNA berfungsi untuk mengarahkan sintesis protein.

10.  m-RNA berfungsi untuk mengambil pesan genetik dari RNA.

11.  Transfer t-RNA sendiri berfungsi untuk mengaktifkan asam amino ke tempat sintesis protein.

12.  r-RNA sebagian besar akan hadir di dalam ribosom dan memiliki peran untuk bertanggung jawab atas stabilitas m-RNA.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua Informasi genetika, yaitu seperangkat “cetak biru” tentang karakteristik aktual dan potensial yang diterima oleh suatu organism dari generasi sebelumnya, untuk kemudian diwariskan ke generasi berikutnya.

DNA memiliki struktur, yaitu gula pentosa (deosiribosa), fosfat dan basanitrogen yang meliputi basa purin (guanin dan adenin) dan basa pirimidin (timin dansitosin) dan RNA tersusun atas molekul-molekul, yaitu gula ribosa, fosfat, dan basanitrogen yang terdiri atas purin (adenin dan guanin) dan pirimidin (urasil dan sitosin).

Proses replikasi DNA dan RNA dimulai ketika enzim DNA polimerasememisahkan dua pita DNA heliks ganda. Setiap pita DNA yang “lama” sekarang berfungsi sebagai cetakan yang menentukan urutan nukleotida di sepanjang pita DNAkomplementer baru yang bersesuain. Nukleotida baru tersebut disambung satu samalain untuk membentuk tulang punggung gula fosfat pita DNA baru.

Asam nukleat memiliki fungsi, yaitu menyimpan, menstransmisi, danmentranslasi informasi genetik; metabolisme antara(intermediary metabolism) dan reaksi-reaksi informasi energi; koenzim pembawa energi; koenzim pemindah asamasetat, zat gula, senyawa amino dan biomolekul lainnya; koenzim reaksi oksidasireduksi.

DAFTAR PUSTAKA

• aisah, s. (n.d.). struktuk dan sifat nukleat. Retrieved from http://sitiaisah7591.blogspot.com/2013/11/struktur-dan-sifat-asam-nukleat.html: http://sitiaisah7591.blogspot.com/2013/11/struktur-dan-sifat-asam-nukleat.html
• anggraini, n. (n.d.). biokimia asam nukleat. Retrieved from https://www.academia.edu/29825873/TUGAS_MAKALAH_BIOKIMIA_ASAM_NUKLEAT_DAN_IMPLEMENTASINYA_DIII_ANALIS_KESEHATAN_STIKES_ABDI_NUSA_PALEMBANG: https://www.academia.edu/29825873/TUGAS_MAKALAH_BIOKIMIA_ASAM_NUKLEAT_DAN_IMPLEMENTASINYA_DIII_ANALIS_KESEHATAN_STIKES_ABDI_NUSA_PALEMBANG
• biologi, g. (n.d.). fungsi asam nukleat. Retrieved from https://ekosistem.co.id/fungsi-asam-nukleat/: https://ekosistem.co.id/fungsi-asam-nukleat/
• Diliana, S. Y. (n.d.). asam nukleat. Retrieved from https://www.academia.edu/8959268/ASAM_NUKLEAT: https://www.academia.edu/8959268/ASAM_NUKLEAT
• khasanah, n. n. (n.d.). makalah asam nukleat. Retrieved from https://nikenurkhasanah.blogspot.com/2014/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html: https://nikenurkhasanah.blogspot.com/2014/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html
• setiawan, s. (n.d.). Fungsi Asam Nukleat Dalam Tubuh Makhluk Hidup. Retrieved from https://www.gurupendidikan.co.id/asam-nukleat/: https://www.gurupendidikan.co.id/asam-nukleat/
• sukses, k. (n.d.). ASAM NUKLEAT . Retrieved from http://perpuspendidikan.blogspot.com/2014/04/makalah-biokimia-asam-nukleat-dan.html: http://perpuspendidikan.blogspot.com/2014/04/makalah-biokimia-asam-nukleat-dan.html