asam nukleat keperwartan

5/26/2018 asam nukleat keperwartan

1/54

ASAM NUKLEAT

DRH.M. Isa, M. Si


2/54

Kegunaan Biomedis

Sebagai sumber energi (ATP dll)

Bagian dari koenzim Sebagai regulator dan 2ndmessenger

(cAMP dan cGMP)

Sebagai penyusun RNA dan DNA


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


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


5/54

ASAM NUKLEAT


6/54

G

G

T

T

C

T

G

C

T

C


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


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)


9/54

Phosphate

Pentose

Sugar

NitrogenousBase


10/54

GUGUS GULA

RIBOSA (b-D-furanosa) D-2 deoksiribosa

51

234


11/54

Gugus basa


12/54

BASA BASA DALAM ASAM NUKLEAT


13/54

Gugus asam fosfat

Asam fosfat bervalensi 3 (H3PO4)


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


15/54

Dalam penulisan diberi tanda prime(')untuk membedakan penomoran pada basa

nitrogen


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.


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


18/54

Nukleosida(Gula Ribosa yang berikatan dengan

basa nitrogen) + satu atau lebih gugus fosforil

disebut nukleotida.


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)


20/54

RIBONUKLEOTIDA UTAMA

Perhatikan atom N9 (pada purin) dan N1 (pada pirimidin) yang

berikatan dengan atom C nomor 1 dari ribosa


21/54

BASA + GULA = NUKLEOSIDA


22/54

BASA + GULA + FOSFAT = NUKLEOTIDA


23/54

KERAGAMAN IKATAN FOSFAT

Hidrolisis RNA oleh enzim

menghasilkan ribonukleosida 5-mono-fosfat atau ribonukleosida

3'-monofosfat.


24/54

KERAGAMAN JUMLAH FOSFAT

12

3

Nucleosida mono-, di-, dan trifosfat


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


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.


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.


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)


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


30/54

NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT

Ribonukleotida adalah

penyusun RNA

RibonukleotidaRNA


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).


32/54

MASALAH RNA: KETIDAKSTABILAN

DNA, yang memiliki H sebagai pengganti OH di

atom C nomor 2, lebih stabil


33/54

BIOSINTESIS ASAM NUKLEAT

Dimulai dari sintesiscincin purin dan cincin pirimidin

Rinidar


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


35/54

Biosintesis pirimidin dan purin

Pirimidin Dimulai dari Dibentuk

cincin pirimidin

Diikat pada

ribosa5fosfat menjadinukleotida

Purin

Dimulai dari ribosa

fosfat


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


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


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


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


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


41/54

Sintesis baru dari purin dan pirimidin menyediakan IMP dan UMP.

Semua nukleotida dan deoksinukleotida lainnya disintesis dari kedua

prekursor tersebut.


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


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


44/54

BIOSINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN


45/54


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)


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


47/54

BIOSINTESIS ASAM NUKLEAT


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


49/54



50/54

SINTESIS NUKLEOTIDA


51/54



52/54


53/54

....Akhirnya selesai juga.


54/54

asam nukleat keperwartan

Documents