Asam nukleat adalah makromolekul biologis yang melakukan fungsi yang sangat penting dalam semua makhluk hidup. Mereka adalah molekul yang bertugas menyimpan, mentransmisikan, dan mengekspresikan informasi genetik. Ada dua jenis asam nukleat: DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat). Mereka adalah makromolekul yang terdiri dari subonitas sederhana yang disebut nukleotida, yang pada gilirannya dibentuk oleh penyatuan basa nitrogen, gula dengan lima atom karbon (pentosa) dan molekul asam fosfat (H3PO4).
Asam nukleat mengandung unsur yang sama dengan protein: karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen; ditambah fosfor (C, H, O, N, dan P). Asam nukleat adalah makromolekul sangat besar yang terdiri dari unit berulang blok bangunan yang sama, nukleotida, mirip dengan kalung mutiara yang terbuat dari banyak mutiara. Kita juga dapat mendefinisikan asam nukleat sebagai polimer yang dikumpulkan dari banyak monomer berikatan kovalen yang lebih kecil.
Asam nukleat adalah molekul yang berfungsi dalam menyandikan, mentransmisikan, dan mengekspresikan informasi genetik dalam sel kita.
Anda mungkin pernah mendengar bahwa ada sesuatu yang “dikodekan dalam DNA Anda.” Apa artinya? Asam nukleat. Pada dasarnya “instruksi” atau “cetak biru” kehidupan. Deoxyribonucleic acid, atau DNA, adalah cetak biru yang unik untuk membuat protein yang memberikan sifat-sifat Anda. Setengah dari cetak biru ini datang dari ibumu, setengah lagi dari ayah Anda. Oleh karena itu, setiap orang yang pernah hidup – kecuali kembar identik – telah menetapkan sendiri cetak biru yang unik – atau instruksi – atau DNA.
Pengertian Asam nukleat
Asam nukleat merupakan senyawa organik, seperti DNA atau RNA, yang dibangun dari unit-unit kecil yang disebut nukleotida. Banyak nukleotida mengikat bersama untuk membentuk rantai yang disebut polinukleotida. Asam nukleat DNA (asam deoksiribonukleat) terdiri dari dua rantai polinukleotida. Asam nukleat RNA (asam ribonukleat) hanya terdiri dari satu rantai polinukleotida.
Semua nukleotida terbuat dari tiga subunit: satu atau lebih gugus fosfat, gula pentosa (gula lima karbon, baik deoksiribosa atau ribosa), dan basa yang mengandung nitrogen (baik adenin, sitosin, guanin, timin, atau urasil).
Struktur Asam Nukleat
Setiap nukleotida terdiri dari tiga molekul yang lebih kecil:
- Gula
- gugus fosfat
- basa nitrogen
Jika Anda melihat gambar di bawah ini, Anda akan melihat bahwa gula dari satu nukleotida berikatan dengan gugus fosfat dari nukleotida berikutnya. Kedua molekul bergantian untuk membentuk tulang punggung rantai nukleotida. Tulang punggung ini dikenal sebagai tulang punggung gula-fosfat.
Basa nitrogen dalam asam nukleat menonjol dari tulang punggung. Ada empat jenis basa: sitosin (C), adenin (A), guanin (G), dan timin baik (T) dalam DNA, atau urasil (U) pada RNA. Dalam DNA, ikatan terbentuk antara basa pada dua rantai nukleotida dan menahan rantai bersama-sama.
Setiap jenis basa mengikat dengan hanya satu jenis lain dari basa: sitosin selalu mengikat dengan guanin, dan adenin selalu mengikat dengan timin. Pasangan basa ini disebut pasangan basa komplementer.
Pengikatan basa komplementer memungkinkan molekul DNA untuk mengambil bentuk terkenal mereka, yang disebut double heliks, yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini. Sebuah double heliks berbentuk seperti tangga spiral. Bentuk bentuk heliks ganda alami dan sangat kuat, membuat dua rantai polinukleotida sulit pecah.
Peran Asam Nukleat
DNA juga dikenal sebagai materi herediter atau informasi genetik. Hal ini ditemukan dalam gen, dan urutan basa-basa membuat kode. Antara kode “mulai” dan “berhenti,” membawa petunjuk untuk urutan yang benar dari asam amino dalam protein (lihat Gambar di bawah). DNA dan RNA memiliki fungsi yang berbeda yang berkaitan dengan kode genetik dan protein. Seperti satu set cetak biru, DNA mengandung instruksi genetik untuk urutan yang benar dari asam amino dalam protein. RNA menggunakan informasi dalam DNA untuk merakit asam amino yang benar dan membantu membuat protein. Informasi dalam DNA ditularkan dari sel induk ke sel anak setiap kali sel membelah. Informasi dalam DNA juga ditularkan dari orang tua kepada keturunannya ketika organisme bereproduksi. Ini adalah bagaimana karakteristik diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya.
DNA adalah bahan genetik
Meskipun banyak ilmuwan, termasuk Miescher, telah mengamati bahwa sebelum pembelahan sel jumlah asam nukleat meningkat, itu tidak diyakini sebagai bahan genetik sampai karya Fredrick Griffith, Oswald Avery, Colin MacLeod dan Maclyn McCarty. Pada tahun 1928, Griffith menunjukkan bahwa sel-sel hidup dapat diubah oleh ekstrak dari sel-sel yang terbunuh dengan panas dan bahwa transformasi ini berpotensi untuk mengubah secara permanen susunan genetik sel penerima. Griffith bekerja dengan dua jenis bakteri Streptococcus pneumoniae. Strain S enkapsulasi yang disebut virulen, sedangkan strain R non-capsulated adalah nonvirulen. Jika strain S disuntikkan secara subkutan ke tikus, tikus mati, sedangkan, jika strain R hidup disuntikkan atau strain S yang terbunuh dengan panas disuntikkan, tikus hidup. Namun, jika campuran strain R hidup dan strain S yang terbunuh dengan panas disuntikkan ke tikus, tikus akan mati, dan strain S hidup dapat diisolasi dari darah. Jadi, dalam percobaan Griffith komponen dari strain S yang terbunuh panas mengubah strain R. Pada tahun 1944, Avery, MacLeod dan McCarty melanjutkan untuk menunjukkan bahwa itu adalah DNA yang dapat mengubah bakteri avirulent. Mereka mengisolasi ekstrak DNA kasar dari strain S dan menghancurkan protein, lipid, karbohidrat dan asam ribonukleat (RNA) komponen apa pun dan menunjukkan bahwa DNA yang dimurnikan ini masih bisa mengubah strain R. Namun, ketika DNA yang dimurnikan diperlakukan dengan DNAse, enzim yang mendegradasi DNA, transformasi hilang.
Alfred Hershey dan Martha Chase membenarkan bahwa DNA adalah bahan genetik. Mereka menggunakan virus yang menginfeksi bakteri yang disebut bacteriophage. Bakteriofage mengandung kapsid protein yang mengelilingi molekul DNA. Mereka menunjukkan bahwa ketika bakteriofag T2 menginfeksi Escherichia coli, itu adalah DNA fag, bukan protein, yang memasuki sel bakteri.
Komposisi Asam Nukleat
Basa nitrogen
Basa nitrogen adalah senyawa heterosiklik, yang terdiri dari karbon dan nitrogen. Struktur yang mereka bentuk datar.
Jenis basa nitrogen
Ada dua jenis basa nitrogen: puric dan pirimidin.
- Basa pirimidin. Mereka berasal dari pirimidin. Mereka adalah sitosin (C), timin (T) dan urasil (U). Timin hanya dalam DNA, dan urasil berada di RNA.
- Basa puric. Mereka berasal dari purin. Baik DNA dan RNA ditemukan dalam dua: adenin (A) dan guanin (G).
Pentosa
Pentosa dapat berupa ribosa, yang ditemukan dalam nukleotida RNA atau ribonukleotida, dan deoksiribosa, terdapat dalam nukleotida DNA atau deoksiribonukleotida. Mereka adalah monosakarida siklik yang atom karbonnya, ketika mereka merupakan bagian dari nukleotida, diberi nomor 1 ‘, 2’, 3 ‘, dll., Untuk menghindari kebingungan dengan penomoran yang diberikan kepada atom-atom dari basa nitrogen.
Asam fosfat
Asam fosfat ditemukan dalam nukleotida sebagai ion fosfat.
Nukleosida dan nukleotida
Nukleosida
Mereka dihasilkan dari penyatuan antara basa nitrogen dan pentosa, melalui ikatan N-glikosidik antara C1 ‘pentosa dan nitrogen basa (N1 jika pirimidin atau N9 jika murni) dengan hilangnya molekul air.
Mereka dinamai dengan menambahkan ke nama dasar akhir -osin jika itu adalah basis puric, misalnya adenosin, atau akhir -idin jika itu adalah basis pirimidin, misalnya sitidin. Jika pentosa adalah deoksiribosa, awalan deoxi- ditambahkan; misalnya, deoksiadenosin atau deoksisitidin.
Nukleotida
Mereka adalah ester fosfat nukleosida. Mereka terbentuk dengan mengikat nukleosida dengan molekul asam fosfat dalam bentuk ion fosfat, yang memberikan senyawa itu sifat asam kuat. Ikatan ester terjadi antara gugus karbon hidroksil 5 ‘pada pentosa dan asam fosfat. Mereka dinamai sebagai nukleosida tempat mereka berasal dengan menghilangkan a dan menambahkan penghentian 5’-fosfat atau monofosfat.
Ringkasan
DNA dan RNA adalah asam nukleat. Asam nukleat yang dibangun dari unit-unit kecil yang disebut nukleotida. Basa DNA adalah adenin, guanin, sitosin dan timin. Dalam RNA, timin diganti dengan urasil. Dalam DNA, A selalu mengikat T, dan G selalu mengikat C.
Bentuk molekul DNA yang dikenal sebagai double heliks. DNA mengandung instruksi genetik untuk urutan yang benar dari asam amino dalam protein. RNA menggunakan informasi dalam DNA untuk merakit asam amino yang benar dan membantu membuat protein.
