PowerPoint Presentation

DNA & RNA(Deoxyribonucleic acid & Ribonucleic acid)Struktur, Sifat Fisik dan KimiaOleh Kelompok 5 dan 6Definisi DNADNA adalah polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis dan merupakan pembawa informasi genetik yang diturunkan kepada keturunannya.

Informasi genetikdisusun dalam bentuk kodon yang berupatiga pasang basa nukleotida dan menentukan bentuk,struktur, maupun fisiologi dari tubuh makhluk hidup.

Inti Sel / NukleusDNA yang merupakan kepanjangan dari Deoxyribonucleoic acid atau asam deoxiribonukleat adalah polimer asam nukleat yang tersusun secara sistematis yang berfungsi menyimpan informasi genetik.Dalam bentuk apa informasi genetik tersebut disusun?Jadi informasi genetik tersebut disusun dalam bentuk kodon, yang berupa tiga pasang basa nukleotida yang menentukan bentuk, struktur, maupun fisiologi dari tubuh makhuluk hidup.2Komponen DNAKomponen DNA terdiri dari:Gula pentosa 2deoksiribosaResidu fosfat4 basa nitrogen heterosiklik: Purin: adenin & guaninPirimidin: timin & sitosin.

Seperti yang sebelumnya saya katakan, dna adalah polimer dari nukleotida-nukleotida, yang artinya, dna tersusun dari banyak nukleotida.Dan 1 nukleotida terdiri atas 1 gula pentosa, 1 buah posfat, dan 1 basa nitrogen.Oh ya lalu, basa nitrogen pada DNA ada 4 yaitu: adenin guanin yang merupakan basa purin dan timin dan sitosin yang merupakan basa pirimidin.3Struktur DNAStruktur DNA merupakan suatu double helix atau heliks ganda dan double strand atau utas ganda. Pada strukturnya ada bagian cerukan yang berupa cerukan mayor maupun cerukan minor. Struktur DNA utas ganda merupakan antiparalel.

Sumber: Harvey F. Lodish, Bioselmol, hal. 119Struktur DNA merupakan suatu double helix atau heliks ganda dan double strand atau utas ganda. Jadi, DNA terdiri dari dua rantai polinukleotida yang tersusun secara anti paralel membentuk struktur duobel helix. Kedua stran (rantai polinukleotida) anti paralel artinya suatu rantai mempunyai arah yang berlawanan dengan rantai pasangannya. Misalnya suatu stran berakhir dengan gugus 5 fosfat sedang rantai pasangannya berakhir dengan gugus 3 OH (hidroksil). Pada strukturnya, ada bagian cerukan yang berupa cerukan mayor maupun cerukan minor. Nah, apasih cerukan itu? Bisa kita lihat pada gambar seblah kanan, celah antara 2 rantai ini yang disebut cerukan. Jarak di antara kedua untai hanya memungkinkan pemasangan basa purin(lebih besar) dengan basapirimidin (lebih kecil). Adeninberpasangan dengan timin membentuk dua ikatan hidrogen sedangkan guanin berpasangan dengan sitosin membentuk tiga ikatan hidrogen. Dua ikatan glikosidik yang mengikat pasangan basa pada cincin gula, tidak persis berhadapan. Akibatnya, jarak antara unit-unit gula fosfat yang berhadapan sepanjang heliks ganda tidak sama dan membentuk celah antara yang berbeda, yaitu celah mayor dan celah minor4Struktur DNAStruktur Primer & Sekunder DNAStruktur tersier DNA

Struktur DNA (Steve, Prentis. 1990)Keterangan : a. Struktur primer DNA b. Struktur sekunder DNAStruktur Tersier DNA (Steve, Prentis. 1990)Keterangan : a. Konformasi DNA sirkular b. Konformasi DNA linearAda tiga struktur DNA yang dikenal selama ini.Struktur-strukturDNA tersebut adalah sebagai berikut:1.Struktur PrimerDNA tersusun dari monomer-monomer nukleotida. 2. Struktur sekunderAdalah gabungan atau pemanjangan dari sturktur primer3. Struktur tersierAda 2 macam struktur tersier dari DNA. Kebanyakan DNA virus dan DNAmitokondria merupakan molekul lingkar. Konformasi ini terjadikarena kedua untai polinukleotida membentuk struktur tertutup yang tidak berujung. Molekul DNA lingkar tertutupyang diisolasi dari bakteri, virus dan mitokondria seringkali berbentuk superkoil, selain itu DNA dapat berbentuk molekul linier dengan ujung-ujung rantaiyang bebas.5Struktur Kimia & Fisika DNAStruktur kimia dan fisika dna terdiri dari : Ikatan fosfodiester, menghubungkan nukleotida-nukleotida dalam DNA.Ikatan Hidrrogen, menghubungkan antara basa nukleotida yang berpasangan purin-pirimidin AT/GCIkatan glikosidik, menghubungkan antara basa dengan gula

Antara satu basa nitrogen dengan basa pasangannya dihubungkan oleh ikatan hidrogen. Dua ikatan hidrogen antara A dan T Tiga ikatan hidrogen antara C dan G Kompelemen, artinya utas yang satu merupakan kompelemen bagi utas yang lain.Kedua rantai polinukleotida komplementer artinya urutan nukleotida pada suatu rantai menentukan urutan nukleotida pada rantai pasangannya.

6

Sifat lain dari struktur DNA adalah mengalami denaturasi yaitu struktur DNA utas ganda menjadi terpisah, yang artinya ikatan hidrogen putus: hal ini dipengaruhi oleh suhu/PH, namun bersifat reversibel.Re-annealing/renaturasi utas ganda DNA dipengaruhi suhu/PH. Dalam peristiwa ikatan hidrogen bersusun kembali.Denaturasi & Renaturasi DNA8Definisi RNARNA ( ribonucleic acid ) atau asam ribonukleat adalah molekul pembawa informasi genetik. RNA merupakan polimer linier yang terbuat dari nukleotida-nukleotida subunit yang dihubungkan bersama oleh ikatan fosfodiester.

Inti Sel / NukleusSitoplasmaRibosom

Komponen RNAKomponen RNA terdiri dari : Gula pentosa: ribosaResidu fosfat4 basa nitrogen heterosiklik : Purin: adenin, guaninPirimidin: urasil, citosin

Struktur RNAStruktur RNA:Single strand polynucleotideMerupakan struktur yang helix tunggal Jumlah Adenine tidak = Urasil, Guanin tidak = citosin Dapat melakukan folding (melipat) menjadi struktur yang lebih spesifik

Kompelemen, artinya utas yang satu merupakan kompelemen bagi utas yang lain.]

12Macam RNAMacam RNA:mRNA : messenger RNA. mRNA membawa cetakan-cetakan ke sitoplasma dan bergerak di atas ribosom. RNA m menempatkan kode genetik berupa 3 urutan basa nitrogen kodon-kodonnya berturut-turut di ribosom untuk menyusun asam amino.

tRNA : transfer RNA. menerjemahkan kode-kode (kodon) yang dibawa oleh mRNA. Hasil terjemahan ini berupa deretan basa nitrogen yang sesuai dengan kodon yang ada pada dRNA atau mRNA.tRNAmembawa pasangan kodon pada mRNA , sehingga disebut antikodon.

rRNA : ribosomal RNA. merupakan molekul paling besar dibandingkanmRNAdan tRNA. RNA ribosom mengandung 50 2.000 asam amino. Bersama-sama dengan protein, RNA ini akan membentuk struktur ribosom yang mengatur proses translasi dan memasangkan kodon mRNA dengan antikodon tRNA dan menggeser rantai-rantai supaya terbentuk polipeptida(protein).

Perbedaan RNA & DNA

Sifat Fisika dan Kimia DNA dan RNAPasangan basa DNA : Purin berpasangan dengan PirimidinPutaran : 1 putaran ~ 10 pbGrooves (cerukan) : minor & mayorIkatan-ikatan : Hidrogen, glukosidik dan phospodiesterPanjang satu putaran 34 Ao sehingga pasangan nukleotida yang satu dengan pasangan nukleotida yang berikutnya berjarak 3,4 Ao, Diameter : 20 Ao Bentuk helix dan orientasi putaran DNA : Right handed.

Ikatan hidrogenHHHHOOHCCCCNNCTiminHNHHNCCCCNNHNCAdeninHONHCCCNNCSitosinHHHNCCCCNNHNCGuaninNHOHCondVariasi komposisi basa : kaya G-C, kaya A-T dan 50:50Ukuran : bobot molekul : bobot satu per satu molekul~650 D/pbKerapuhan DNA : ukuran DNA yang lebih kecil akan lebih rapuh, dalam cairan bisa putus / terfragmentasi disebabkan oleh gaya mekanik dan gaya gerak hidrodinamik

BASA PURIN DAN PIRIMIDIN

Video Animasi Struktur DNA

DOGMA SENTRALDOGMA SENTRALThe central dogma states that such information cannot be transferred back from protein to nucleic acid.

Francis Crick, 1958

Pada awalnya, biologi molecular focus ke satu konsep klasik tentang gen-unit informasi yang mengontrol pewarisan sifat, dan akhirnya dengan penelitian lebih lanjut, dihasilkan central dogma.Hasil penelitian ke E. Coli karena cel nya gampang dimanipulasi21

Protein information cannot flow back to nucleic acidsFundamental framework to understand the transfer of sequence information between biopolymers

Reverse transcriptation tuh enzim yg bisa mensintesis dna dari rna dan super jarang. Biasanya terjadi di RNA-virus22SINTESIS PROTEINDNA RNA Proteins Transcription Translation

TRANSKRIPSI

Process of copying DNA to RNADiffers from DNA synthesis in that only one strand of DNA, the template strand, is used to make mRNADivided into 3 stagesInitiationElongationTermination Literatur lain ada 4 stage : stage rekognisi promotor24

INISIASI1. Polimerase berikatan dg sekuens promotor di DNA primer closed complex (It does this by recognising and binding with one or more short sequences of bases "upstream" of the start of each gene. "Upstream" means that it is slightly closer to the 5' end of the DNA strand than the gene.) Faktor sigma () ini berfungsi untuk mengarahkan agar RNA polimerase menempel pada promoter Faktor Sigma bergabung dg inti RNA polylmerase untuk mengikat promotor (eukariot) eukariot tuh pake helicase buat buka pilinan2. Polimerase melts DNA dekat start site transkripi transcription bubble - OPEN COMPLEX3. Polimerase mengkatalis ikatan fosfat ke rNTPrNTP tuh ribonukleosida tri-phospat menyediakan energy buat proses sintesis RNA25

TERMINASIELONGASI

Elongasi : polymerase bergerak dr 3 5 sembari membuka DNA duplex dan menambahkan rNTP buat bikin RNAElongation. For RNA Pol to get past the promoter:

(1) Sigma factor (or transcription factors, in eukaryote) comes off.(2) RNA Pol now binds non-specifically, and loosely, to the DNA; it glides through the helix, while it sequentially adds rNTPs. Removal of pyrophosphate (PPi) provides energy.(3) The rNTPs have to be complementary to the template strand of DNA. The coding strand of DNA (same sequence as RNA transcript) does not actually participate in the reaction.

Terminasi : stop codon. Polimerase lepas rna jadi lepas dr dna

26INTRON dan EKSON

Intron : dibuang sebelum translasi oleh Ribonucleoprotein RNP atau spliceosomesJadi pre mRNA bebas dr intron. Exon disambung oleh helicase. mature mRNA

eukariot :Penambahan 7-methylguanosine ke 5 (cap) dan poli (A) tail ke 3Beberapa mRNA juga ada penambahan basa setelah transkripsi mRNA editing27

TRANSLASIDaerah setelah kode start dan sebelum kode stop open reading frame daerah yang akan menjadi proteinTranslasi dilakukan oleh ribosom dan memfasilitasi penyambungan protein yang dibawa oleh tRNA sesuai dengan kodon yang dibawa oleh mRNA reaksi peptidyl transferase

28

Supercoiling DNAAdalah suatu bentukan spiral yang terbentuk dari pembukaan resleting DNA. Bertujuan untuk mengepak DNA menjadi lebih padat sehingga mudah untuk memasuki inti sel. Dipengaruhi oleh enzim Topoisomerase.

Enzim DNA TopoisomeraseEnzim DNA topoisomerase adalah enzim inti sel esensial dalam proses proliferasi sel yang fungsinya menyelesaikan masalah topologi pada DNA di dalam sel.Terdapat dua tipe, yaitu Topoisomerase I dan II

Topoisomerase IFungsinya adalah memperbaiki ketidaksesuaian bentuk DNA dengan cara memotong untai tungggal DNA double helix, membuatnya jadi lebih rileks dan kemudian menyambungkannnya kembali.Topoisomerase I itu berlangsung secara spontan. Pada prokariot (tipe IA) : bekerja merelaksasi hanya DNA superkoil negatif Pada eukariot ( tipe IB) : dapat merelaksasi baik DNA superkoil negatif atau positif.

Topoisomerase IIDNA GiraseEnzim Topoisomerase II beroperasi dengan membutuhkan ATP, dan untuk memperbaiki kesalahan, terdapat dua rantai DNA yang dipotong.Enzim DNA girase ini merupakan target serangan antibiotic sehingga pemberian antibiotik dapat mencegah berlanjutnya replikasi DNA bakteri.Pada prokariot : dapat merubah DNA yang rileks menjadi DNA superkoil negatif dan dapat merelaksasi DNA superkoil positif sedangkan Pada eukariotik : hanya dapat merelaksasi DNA superkoil negatif