Date post: | 16-Oct-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | annisa-sarindah |
View: | 23 times |
Download: | 0 times |
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
1/54
ASAM NUKLEAT
DRH.M. Isa, M. Si
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
2/54
Kegunaan Biomedis
Sebagai sumber energi (ATP dll)
Bagian dari koenzim Sebagai regulator dan 2ndmessenger
(cAMP dan cGMP)
Sebagai penyusun RNA dan DNA
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
3/54
ASAM NUKLEAT
Asam nukleat atau asam inti, dikatakandemikian karena asam tersebut pertamakali diketemukan didalam inti sel
Didalam inti sel asam nukleat ada dalambentuk: DNA dan RNA
DNA (Deoksiribo Nukleic Acid) merupakanbahan genetik yang disebut Gen
RNA (Ribo Nukleic Acid) merupakan bahancetakan (template) informasi gene
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
4/54
MACAM ASAM NUKLEAT
DNA (deoksiribonucleic acid) RNA (ribonucleic acid
DNA: Pentosa: deoksiribosa
Basa: adenin, guanin, sitosin, timin
RNA: Pentosa: ribosa
Basa: adenin, guanin, sitosin, urasil
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
5/54
ASAM NUKLEAT
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
6/54
G
G
T
T
C
T
G
C
T
C
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
7/54
Asam nukleat (nukleoprotein)
Asam nukleat
nukleotida
mononukleotida
nukleiosida
Enzim proteolitik di usus
Nuklease (DNAase & RNAase) digetah pankreas
Polinukleiotidase=fosfoesterase di usus
Nukleiotidase & fosfatase
Basa purin dan pirimidin
guanin adenosin
xantinInosin,hipoxantin
Asam urat Absorbsi diusus
eksresi
urine
Asam uratFosforilase di usus
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
8/54
asam nukleat
Berperanan utama pada penyimpanandan ekspresi dari informasi genetik
Menyimpan bioenergi pada komponen
nukleiotida yaitu ATP (adenosintriphosphat
Asam nukleat secara utuh dibangun dari
gugus gula, gugus fosfat dan gugusbasa N-heterosiklik (basa N)
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
9/54
Phosphate
Pentose
Sugar
NitrogenousBase
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
10/54
GUGUS GULA
RIBOSA (b-D-furanosa) D-2 deoksiribosa
51
234
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
11/54
Gugus basa
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
12/54
BASA BASA DALAM ASAM NUKLEAT
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
13/54
Gugus asam fosfat
Asam fosfat bervalensi 3 (H3PO4)
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
14/54
Ikatan gula ribosa dengan basa nitrogen (pada atom karbonnomor 1).
Ikatan gula ribosa dengan gugus fosfat (pada atom karbon
nomor 5). Gugus hidroksil pada atom karbon nomor 2
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
15/54
Dalam penulisan diberi tanda prime(')untuk membedakan penomoran pada basa
nitrogen
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
16/54
BASA NITROGEN
Basa nitrogen berikatan dengan ikatan-b pada
atom karbon nomor1' dari gula ribosa atau
deoksiribosa.
Pirimidinberikatan ke gula ribosa pada atom N-1
dari struktur cincinnya.
Purin berikatan ke gula ribosa pada atom N-9dari
struktur cincinnya.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
17/54
NUKLEOSIDA dan NUKLEOTIDA
2 komponen asam nukleat yaitu karbohidrat dan
salah satu turunan basa (N,A,T,C, G atau U)membentuk nukleosida
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
18/54
Nukleosida(Gula Ribosa yang berikatan dengan
basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil
disebut nukleotida.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
19/54
RIBONUKLEOTIDA
Gula ribosa yang berikatan
dengan basa nitrogen
(pirimidin, urasil dan sitosin)
pada atom karbon nomor 1nya
disebut ribonukleosida(dalam
contoh di samping adalah uridindan sitidin).
Ribonukleosida yang
terfosforilasi pada atom karbon
nomor 5nya disebut
ribonukleotida(dalam contoh disamping adalah uridilat atau
sitidilat) Penyampaian ribonukleotida
biasanya dalam bentuk
singkatan (misalnya) U, atau
UMP (uridin monofosfat)
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
20/54
RIBONUKLEOTIDA UTAMA
Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada pirimidin) yang
berikatan dengan atom C nomor 1 dari ribosa
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
21/54
BASA + GULA = NUKLEOSIDA
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
22/54
BASA + GULA + FOSFAT = NUKLEOTIDA
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
23/54
KERAGAMAN IKATAN FOSFAT
Hidrolisis RNA oleh enzim
menghasilkan ribonukleosida 5-mono-fosfat atau ribonukleosida
3'-monofosfat.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
24/54
KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT
12
3
Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
25/54
KOMPOSISI BASA PENYUSUN ASAMNUKLEAT
Organisme A G C T
Escherichia coli 24,7 26,0 25,7 23,6
Khamir 31,3 18,7 17,1 32,9
Gandum 27,3 22,7 22,8 27,1
Salmon 29,7 20,8 20,4 29,1
Ayam 28,8 20,5 21,5 29,3
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
26/54
ASAM NUKLEAT
Monomer nukleotida dapat berikatan satu
sama lain melalui ikatan fosfodiesterantara -OH di atom C nomor 3nya
dengan gugus fosfat dari nukleotida
berikutnya.
Kedua ujung poli- atau oligonukleotidayang dihasilkan menyisakan gugus
fosfat di atom karbon nomor 5'
nukleotida pertama dan gugus
hidroksil di atom karbon nomor 3'nukleotida terakhir.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
27/54
KERANGKA GULA-FOSFAT
Oleh karenanya kerangka dasar polinukleotida atau asam nukleat
tersusun atas residu fosfat dan ribosa yang berselang-seling.
Urutan basa dalam polinukleotida ditulis dari ujung yang memilikigugus fosfat di atom karbon nomor 5' ke ujung yang memiliki
gugus hidroksil di atom karbon nomor 3, atau biasa disebut ujung
5' ke 3': 5'-ATGCTAGC-3'
Perhatikan bahwa kerangka dasar polinukleotida memiliki muatan
negatif.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
28/54
ASAM NUKLEAT ??
Asam nukleat adalah polimer nukleotida darinukleeotida mono-P Nukleotida ada 2 struktur yaitu Struktur
ribosa dan deoksiribosa yang menurunkanribonukleotida-mono-P dan
deoksiribonukleotida-mono-P. Polimer yang manomernya ribonukleotida-
mono-P menurunkan asam ribonukleotida-mono-P (RNA)
manomer deoksiribonukleotida-mono-Pmenurunkan asam deoksiribonukleotida-mono-P (DNA)
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
29/54
RIBOSA vs DEOKSIRIBOSA
Turunan penting dari
ribosa adalah 2'-deoksiribosa, sering
hanya disebut
deoksiribosa, yang pada
karbon nomor 2nya OH
digantikan oleh H.
Deoksiribosa ditemukan di
DNA (deoxyribonucleic
acid)
Ribosa ditemukan di RNA(ribonucleic acid).
PenggantianOH oleh H
di atom C nomor 2
mempengaruhi struktur!
DNA RNA
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
30/54
NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT
Ribonukleotida adalah
penyusun RNA
RibonukleotidaRNA
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
31/54
DEOKSIRIBONUKLEOTIDA PENYUSUN DNA
Penyampaian Deoksiribonukleotida
biasanya dalam bentuk singkatan
(misalnya) A, atau dA (deoksiA),
atau dAMP (deoksiadenosin
monofosfat)
Gula 2'-deoksiribosa yangberikatan dengan basa nitrogen
(dalam contoh di sampingadalah purin - adenin dan guanin)pada atom karbon nomor 1nya
disebut deoksiribonukleosida
(dalam contoh di sampingadalahdeoksiadenosin dandeoksiguanosine).
Deoksiribonukleosida yang
terfosforilasi pada atom karbon
nomor 5nya disebut
Deoksiribonukleotida (dalam
contoh di samping adalah
deoksiadenilat dan
deoksiguanilat).
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
32/54
MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN
DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di
atom C nomor 2, lebih stabil
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
33/54
BIOSINTESIS ASAM NUKLEAT
Dimulai dari sintesiscincin purin dan cincin pirimidin
Rinidar
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
34/54
Asam amino dan nukleotida
Asam amino adalah prekursor dalambiosintesis nukleotida
Asam amino dan nukleotida berhubungansatu sama lain, keduanya adalah unit dasar di
dalam biokimiawi penurunan sifat
Nukleotida: unsur penyandi asam nukleat,bersifat vessensial pada pemeliharaan dan
pemindahan informasi genetik Asam mino: unit pembangun protein
dibutuhkan untuk eskpresi informasi genetik
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
35/54
Biosintesis pirimidin dan purin
Pirimidin Dimulai dari Dibentuk
cincin pirimidin
Diikat pada
ribosa5fosfat menjadinukleotida
Purin
Dimulai dari ribosa
fosfat
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
36/54
PRODUK ANTARA
Produk antara yang terpenting pada sintesisasam nukleat adalah:
1. uridin monofosfat (UMP) pada susunanpirimidin
2. Inosin monofosfat (IMP, basa:Hipoxantin) padapurin
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
37/54
Cincin pirimidin
Cincin pirimidintersusun dari 3komponen:
Atom karbon C-4 sdC-6 berasal dariaspartat
Atom C-2 berasal dariHCO3
-
Atom Nitrogen ke dua(N-3) dari gugusglutamin
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
38/54
CINCIN PURIN Lebih rumit Komponen terbesar adalah
Glisin yang menyumbangkanatom C-4,C-5 dan N-7
Atom atom lainnya dari cincindibentuk tersendiri
C-6 berasal dari HCO3-
Gugus amida glutaminmemberikan atom nitrogen N-3 dan N-9
Aspartat berfungsi sebagaidonor gugus amino umtukmembentuk N-1 yang diubahmenjadi fumarat
Atom karbon C-2 dan C-8kembali ke gugus formil dariN-10formil tetrahidrofolat
K l t k i t i
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
39/54
Komponen langsung untuk sintesis
1.karbomoilfosfat & asam aminoaspartat, diikat dengan Aspartatkarbomoiltransferase menjadi N-karbamoil-aspartat (1b)
2. penutupan cincin dan terbentukdihidroorotat (1c)
3. proses reduksi membentuk basapirimidin orotat
4. orotat bereaksi dengan5fosforibosil 1pirofosfat(PRPP)menjadi nukleotida orotat 5-monofosfat (OMP)
5. OMP mengalami dekarboksilasimenjadi UMP
1. Dimulai dari PRPP
2. Pembentukan cincin diawali denganpemindahan satu gugus aminodan mendonorkan atom N-9 (2a)
3. Glisin dan 1 gugus formil dari N 10formil THF memberikan atomlainnya dari cincin segi 5 tsb (2b,2c)
4. sebelum cincin ditutup (2f) mulamula disisipkan atom N-3 danN-6 dari cincin segi 6 (2d, 2e)
5. Pemebentukan cincin segi 6dilanjutkan dgn penambahan atomN-1 dan C-2
6.Penutupan cincin siklik dan terbentukinosin 5monofosfat dan IMPdirombak menjadi AMP dan GMP
cincin pirimidin Cincin Purin
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
40/54
Diagram reaksi sintesis cincin purin dan pirimidin
n
c
Si t i b d i i d i i idi di k IMP d UMP
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
41/54
Sintesis baru dari purin dan pirimidin menyediakan IMP dan UMP.
Semua nukleotida dan deoksinukleotida lainnya disintesis dari kedua
prekursor tersebut.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
42/54
Biosintesis nukleotida
Purin
1. Dimulai dari IMP2. Basanya hipoxantin menjadi
adenin atau guanin,3. AMP atau GMP menjadi
difosfat ADP dan GDP olehfosfotransferase
4. ADP dan GDP menjadi ATPdan GTP5. Terbentuk DNA dan RNA
melalui enzim nukleosidadifosfat reduktase
Pirimidin
1. UMP difosforlasi menjadidifosfat kemudian terbentuktrifosfat UTP
2. UTP dirubah menjadi CTP olehCTP-sintase
3. Terjadinya reduksi pada tahapdifosfat menjadi deoksinukleotida, sehingga CTP harusdihidrolisis terlebih dahulu olehfosfatase manjadi dCTP danCTP
4. komn DNA yaitu deoksi timidintrifosfat (dTPP) dari UDP,Basa timin dibentuk dari dUMPvia metilasi pada tahapmonofosfat
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
43/54
Sintesis deoksi ribonuklease
Reduksi ribonukleotida merupakanproses yang kompleks dan lebih
dari satu protein yang berperan Ekuivalen pereduksi yangdibutuhkan berasal dari NADPH +H+,
Ekuivalen ini tidak langsungmencapai substrat, tetapi viareaksi redoks yaitu:
1. teoredoksin dengan enzimteoredoksin reduktase via FAD,memecahkan 1 jembatan disulfidapada tioredoksin secara reduktif.
2. radikal tirosin menghasilkan 1radikal substrat (a)yangmelepaskan air sehingga berubahmenjadi radikal kation, (b)akhirnya melalui reduksi terbentukresidu deoksi ribosa
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
44/54
BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
45/54
BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN
1.Karbomoilfosfat sintentase, 2. aspartat karbomoiltransferase (Zn2+),3. dihidroorotase,4. dihidroorotatdehidrogenase (Fe),5. orotat fosforibosiltransferase,6.orotidin5-fosfat dekarboksilase,3.6.1.6: nukleosida
difosfatase, 1.17.4,1: ribonukleosida difosfat reduktase (Fe)
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
46/54
1. Ribosa fosfat pirofosfoknase,2. Amidofosforibosiltransferase, 3.Fosforibosilamin glisin ligase,
4.Fosforibosilaminoimidazolkarboksamid formiltransferase,5.Fosforibosilformilglisinamidin
sintase,6.Fosforibosilformilglisinamidin sikloligase,7.Fosforibosilaminoimidazol (f)karboksilase,8.f.
suksinokarboksamid sintase, adenilsuksinat liase, 9. fosforibosilaminoimidazolkarboksamid formiltransferase,10.
IMP-siklohidrolase, 11, adenilsuksinat sintase, IMP dehidrogenase,12. adenilsuksinat liase, GMP-sintase
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
47/54
BIOSINTESIS ASAM NUKLEAT
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
48/54
Biosintesis nukleotida
Purin
1. Dimulai dari IMP2. Basanya hipoxantin menjadi
adenin atau guanin,3. AMP atau GMP menjadi
difosfat ADP dan GDP olehfosfotransferase
4. ADP dan GDP menjadi ATPdan GTP5. Terbentuk DNA dan RNA
melalui enzim nukleosidadifosfat reduktase
Pirimidin
1. UMP difosforlasi menjadidifosfat kemudian terbentuktrifosfat UTP
2. UTP dirubah menjadi CTP olehCTP-sintase
3. Terjadinya reduksi pada tahapdifosfat menjadi deoksinukleotida, sehingga CTP harusdihidrolisis terlebih dahulu olehfosfatase manjadi dCTP danCTP
4. komn DNA yaitu deoksi timidintrifosfat (dTPP) dari UDP,Basa timin dibentuk dari dUMPvia metilasi pada tahapmonofosfa
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
49/54
BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
50/54
SINTESIS NUKLEOTIDA
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
51/54
BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
52/54
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
53/54
....Akhirnya selesai juga.
5/26/2018 asam nukleat keperwartan
54/54