Struktur Asam nukleat: Sifat, jenis, contoh, fungsi, peran

Asam nukleat adalah makromolekul atau polimer biologis yang ada dalam sel-sel makhluk hidup, yaitu rantai molekul panjang yang terdiri dari pengulangan potongan-potongan kecil yang dikenal sebagai monomer. Dalam hal ini, asam nukleat adalah polimer nukleotida yang dihubungkan oleh ikatan fosfodiester.

Ada dua jenis asam nukleat yang dikenal: DNA dan RNA. Tergantung pada jenisnya, asam nukleat bisa lebih atau kurang luas, lebih atau kurang kompleks, dan dapat mengambil berbagai bentuk.

Asam nukleat adalah makromolekul yang terkandung dalam semua sel (dalam inti sel dalam kasus eukariota, atau dalam nukleoid dalam kasus prokariota). Bahkan makhluk sesederhana dan tidak dikenal seperti virus memiliki makromolekul asam nukleat stabil, besar dan primordial ini.

Asam nukleat ditemukan pada akhir abad ke-19, oleh Johan Friedrich Miescher (1844-1895). Dokter Swiss ini mengisolasi dari inti sel yang berbeda suatu zat asam yang awalnya ia sebut nuklein, tetapi yang ternyata merupakan asam nukleat pertama yang diteliti.

Berkat ini, para ilmuwan kemudian dapat mempelajari dan memahami bentuk, struktur, dan fungsi DNA dan RNA, selamanya mengubah pemahaman ilmiah tentang transmisi kehidupan.

Apa itu

Asam nukleat adalah molekul organik yang meliputi C, H, O, N, dan unsur-unsur P. Mereka pertama kali ditemukan oleh Friedrich Miescher pada tahun 1869, dan diberi nama nuclein yang artinya – memiliki inti-saat ia bekerja pada sel-sel darah putih. Hari ini kita menyebutnya asam nukleat karena sifat asam dan kita tahu bahwa mereka memiliki berbagai peran dalam kegiatan metabolisme.

Mereka ditemukan di semua sel hidup (bahkan dalam virus yang kita tidak yakin apakah mereka hidup atau hidup non). Mereka berisi kode kehidupan yang mengontrol dan mengatur kegiatan sel. Kode kehidupan dalam asam nukleat berisi informasi turun-temurun sel digunakan untuk membuat senyawa (khususnya protein) untuk tetap hidup dan bereproduksi. Semua aktivitas kehidupan dikendalikan oleh asam nukleat. Oleh karena itu, kita juga dapat menyebutnya molekul induk. Dua asam nukleat yang paling penting adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).

Struktur Asam Nukleat

Setiap molekul asam nukleat terdiri dari pengulangan jenis nukleotida, masing-masing terdiri dari yang berikut:

  • Pentosa (gula), yaitu monosakarida lima karbon, yang dapat berupa deoksiribosa atau ribosa.
  • Basa nitrogen, berasal dari senyawa heterosiklik aromatik tertentu (purin dan pirimidin), dan yang dapat berupa adenin (A), guanin (G), timin (T), sitosin (C) dan urasil (U).
  • Gugus fosfat, berasal dari asam fosfat.

Komposisi struktural masing-masing molekul asam nukleat, diberikan dalam bentuk heliks ganda tiga dimensi (DNA) atau rantai tunggal (RNA), meskipun dalam kasus organisme prokariotik, adalah umum untuk menemukan DNA sirkular dengan rantai tunggal.

Kedua dua jenis asam nukleat terdiri dari subunit yang disebut nukleotida. Sebuah nukleotida memiliki tiga subunit:

  • Sebuah basa organik nitrogen
  • Sebuah gula pentosa
  • Sebuah asam fosfat (fosfat)

Basa organik nitrogen: Ini adalah Adenin, Guanin, Sitosin, Timin dan Urasil. Mereka diklasifikasikan dalam dua kelompok besar sesuai dengan struktur cincin mereka termasuk.

Gula pentosa: gula 5C yang ditemukan dalam struktur asam nukleat. Ada dua jenis gula pentosa. Ini adalah gula ribosa dan deoksiribosa. Deoksiribosa terlihat dalam struktur DNA, dan gula ribosa ditemukan dalam struktur RNA.

Nukleotida

Satu-satunya perbedaan struktural antara ribosa dan deoksiribosa adalah gula deoksiribosa, satu atom oksigen yang hilang.

Gugus fosfat: nomor gugus fosfat yang sama dalam DNA dan RNA, dan itu ditunjukkan dengan rumus PO4.

adenin-budisma

Satu molekul nukleotida terdiri dari tiga komponen. Basa organik nitrogen, bersama-sama dengan gula pentosa, disebut nukleosida. Adenosin dan guanosin adalah contoh nukleosida. Satu nukleosida dan gugus fosfat bersama-sama disebut nukleotida. Sebuah nukleosida bergabung dengan gugus fosfat dengan ikatan ester. DNA memiliki nusieotida dengan gula deoksiribosa, dan RNA memiliki nukleotida dengan gula ribosa.

Nukleotida diberi nama sesuai dengan jenis basa yang mereka miliki. Sebagai contoh, sebuah nukleotida termasuk basa adenin adalah nukleotida Adenin, atau yang termasuk basa Guanin adalah nukleotida Guanin.

Jenis Asam Nukleat

Asam nukleat dapat terdiri dari dua jenis: Asam Deoksiribonukleat (DNA) dan Asam Ribonukleat (RNA).

DNA dan RNA dibedakan oleh:

  • Fungsi biokimia: sementara yang satu berfungsi sebagai “wadah” untuk informasi genetik, yang lain berfungsi untuk mewujudkan instruksinya.
  • Komposisi kimianya: masing-masing terdiri dari molekul gula pentosa (deoksiribosa untuk DNA dan pentosa untuk RNA) yang berbeda, dan basa nitrogen yang sedikit berbeda (adenin, guanin, sitosin, dan timin dalam DNA; adenin, guanin, sitosin dan urasil dalam RNA).
  • Strukturnya: sementara DNA adalah untai ganda dalam bentuk heliks (heliks ganda), RNA adalah untai tunggal dan linier.

Sifat asam nukleat

Sifat fisik dan kimia asam nukleat sebagai berikut:

  • Asam nukleat tidak larut dalam alkohol, sedikit larut dalam air dingin, tetapi siap larut dalam air panas dan alkali encer, membentuk garam alkali. Mereka diendapkan oleh HCL dan oleh asam asetat berlebih.
  • Uji Feulgen membedakan DNA dari RNA, jika ada gula deoksiribosa hadir, warna merah dihasilkan dengan pewarna. Gula ribosa tidak menunjukkan reaksi ini.
  • Hidrolisis asam nukleat menghasilkan nukleotida, yang dapat dianggap sebagai unit yang membuat naik polimer.
  • Molekul amfifilik
  • DNA padat: serat putih; RNA: bubuk putih. Tidak larut dalam pelarut organik,dapat dipresipitasi oleh etanol.
  • Di dalam asam pekat dan suhu tinggi, misalnya HClO4 dengan suhu lebih dari 100ºC, asam nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna menjadi komponen-komponennya.
  • Pengaruh alkali terhadap asam nukleat mengakibatkan terjadinya perubahan status tautomerik basa.
  • Sejumlah bahan kimia diketahui dapat menyebabkan denaturasi asam nukleat pada pH netral. Contoh yang paling dikenal adalah urea (CO(NH2)2) dan formamid (COHNH2).
  • DNA kromosom dikatakan mempunyai nisbah aksial yang sangat tinggi karena diameternya hanya sekitar 2 nm, tetapi panjangnya dapat mencapai beberapa sentimeter.
  • Memiliki gugus gula deoksiribosa.
  • Basa nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).
  • Memiliki rantai heliks ganda anti parallel
  • 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.

Fungsi asam nukleat

asam nukleat dan fungsi
DNA berisi semua informasi genetik yang digunakan oleh RNA.

Asam nukleat, dengan cara masing-masing dan spesifik, berfungsi untuk penyimpanan, pembacaan, dan transkripsi bahan genetik yang terkandung dalam sel.

Akibatnya, asam nukleat ikut campur dalam proses konstruksi (sintesis) protein di dalam sel. Hal yang sama terjadi setiap kali memproduksi enzim, hormon, dan zat lain yang penting untuk pemeliharaan tubuh.

Di sisi lain, asam nukleat juga berpartisipasi dalam replikasi sel, yaitu, dalam pembentukan sel-sel baru dalam tubuh, dan dalam reproduksi seluruh individu, karena sel-sel seksual memiliki setengah dari genom lengkap (DNA) dari setiap orang tua.

DNA mengkodekan semua informasi genetik tubuh melalui urutan nukleotida-nya. Dalam pengertian ini, kita dapat mengatakan bahwa DNA beroperasi sebagai templat nukleotida.

Alih-alih, RNA berfungsi sebagai operator dari kode ini, menyalinnya dan membawanya ke ribosom seluler, tempat protein akan disusun. Seperti yang akan dilihat, ini adalah proses kompleks yang tidak dapat terjadi tanpa senyawa fundamental ini seumur hidup.

Contoh Asam Nukleat

Hanya dua asam nukleat yang diyakini ada di alam: DNA dan RNA, atau asam ribonukleat. Perbedaan utama antara keduanya adalah, sementara DNA termasuk basa A, C, G dan T, RNA mencakup A, C, G dan U. A mengikat ke – dan hanya ke – T dalam DNA, tetapi hanya mengikat ke U dalam RNA. C hanya mengikat G.

Selain itu, gula dalam DNA adalah deoksiribosa dan dalam RNA adalah ribosa; yang terakhir mengandung satu atom oksigen lagi tetapi secara struktural identik. RNA, tidak seperti DNA, biasanya tetapi tidak selalu ada dalam bentuk untai tunggal.

Peran Asam Nukleat

Asam nukleat sangat penting bagi kehidupan seperti yang kita kenal, karena mereka penting untuk sintesis protein dan untuk transmisi informasi genetik dari satu generasi ke generasi (pewarisan). Memahami senyawa-senyawa ini pernah mewakili lompatan besar dalam memahami dasar-dasar kimiawi kehidupan.

Karena itu, perlindungan DNA sangat penting bagi kehidupan individu dan spesies. Agen kimia beracun (seperti radiasi pengion, logam berat, atau karsinogen) dapat menyebabkan perubahan dalam molekul asam nukleat, yang menyebabkan penyakit yang, dalam kasus tertentu, dapat menular ke generasi mendatang.

Secara umum, DNA menyimpan informasi, sementara RNA mentransfer informasi. Dengan demikian, Anda mungkin menganggap DNA sebagai hard drive komputer atau kumpulan file, dan RNA sebagai flash drive atau jump drive.

RNA berperan sebagai pembawa pesan untuk membangun protein menggunakan informasi yang dikodekan oleh DNA, bermigrasi dari nukleus tempat DNA “hidup” ke bagian lain sel untuk melakukan hal ini. Ini, sepatutnya, mRNA (m adalah singkatan dari “messenger”). Jenis RNA yang berbeda, transfer RNA (tRNA) membantu dalam proses perakitan protein dari asam amino, dan RNA ribosom (rRNA) membentuk sebagian besar organel yang disebut ribosom, yang juga berpartisipasi dalam sintesis protein.

Banyak molekul RNA untai tunggal membentuk struktur tiga dimensi yang mencakup ikatan hidrogen lemah antara nukleotida. Seperti halnya protein, struktur tiga dimensi molekul RNA menentukan fungsi unik dalam sel, termasuk degradasi enzim.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *