Menjelaskan Struktur Asam Nukleat dengan singkat

Struktur Asam Deoksiribonukleat (DNA)

Asam ini adalah polimer yang terdiri atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga membentuk rantai  polinukleotida yang panjang.

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. 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.

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. Rumus strukturnya sama dengan gambar 10.2 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.

Struktur asam nukleat  dapat dilihat/tertulis  dalam bentuk struktur primer,  sekunder, dan tersier. Struktur primer terbentuk bila gugus fosfat satu nukleotida berikatan ester dengan gugus hidroksil nukleotida lain melalui ikatan kovalen. Penggabungan berbagai nukleotida ini membentuk rantai rantai panjang (polinukleotida). Dua ciri  penting semua polinukleotida adalah:

  • Ikatan fosfodiester polinukleotida antara unit-unit monomer selalu antara karbon 3’ dari satu monomer dan karbon 5’ dari yang berikutnya. Jadi 2 ujung DNA dari rantai polinukleotida linear tersebut akan berlawanan. Satu ujung secara normal akan melakukan reaksi dengan fosfat 5’ dan yang lain bereaksi dengan gugus hidroksil 3’.
  •  Rantai polinukleotida mempunyai kekhasan, ditentukan melalui urutan basanya.

Struktur sekunder  DNA ditemukan oleh James D. Watson dan F.H.C Crick (1953). Mereka menyusun pola difraksi sinar X  yang menunjukkan model polideoksiribonukleotida berbentuk heliks ganda.

Gambar 10.4 menjelaskan bahwa

  • (A) pita pada diagram menunjukkan tulang belakang  gula-fosfat dari dua untai DNA. Heliks ini adalah heliks ”tangan kanan”, berlekuk keatas dengan arah kekanan. Kedua untaian diikat bersama oleh ikatan hidrogen (digambarkan garis titik-titik) diantara basa nitrogen, yang berpasangan dibagian dalam heliks ganda.
  • (B) menunjukkan sebagian struktur kimia, dengan dua untai yang diuraikan, perhatikan bahwa untaian memiliki orientasi arah yang berlawanan.
  • (C) pasangan basa nitrogen yang terikat kuat tampak jelas pada model komputer (tiga dimensi). Daya tarik menarik antara pasangan basa yang berpotongan mempunyai peranan penting dalam mempertahankan molekul.

Struktur sekunder RNA adalah kumparan acak tunggal dan beberapa bagian berbentuk  heliks yang menunjukkan pasangan basa. Struktur sekunder RNA bermacam-macam sesuai jenis RNA-nya.  Jenis mRNA dapat berbentuk heliks, tRNA berbentuk daun semanggi dan rRNA berbentuk acak.

Banyak DNA secara alami mempunyai struktur tersier. Salah satu contohnya adalah struktur sirkular yang dapat berbentuk acak (berlilitan) dan  sirkular terbuka. Pelilitan merupakan struktur  DNA  yang tertutup secara kovalen karena untai polinukleotidanya tetap utuh. Struktur ini tidak mempunyai ujung 5’ atau 3’ bebas. Jika salah satu untai polinukleotida putus,

maka heliks ganda akan kembali kebentuk normalnya sebagai sirkulasi terbuka. Contoh DNA tersier adalah DNA virus ST-40, DNA plasmid bakteri, dan lain-lain. Struktur DNA ini  mempunyai sifat sangat khas dan bermanfaat untuk rekayasa gen.

Pada gambar 10.5 terlihat antara basa-basa yang terdapat pada rantai molekul terbentuk ikatan hidrogen, yakni ikatan antara atom-atom hidrogen dan   nitrogen.  Pasangan Adenin dengan Timin terbentuk dengan dua ikatan hidrogen ( A=T), sedangkan Guanin dengan Sitosin terbentuk dengan tiga ikatan hidrogen ( G ≡ C).