Struktur Molekul

Ilustrasi: virtuallaboratory.colorado.edu

Molekul mempunyai struktur. Apa saja sih struktur molekul-molekul tersebut?

A. Asam Nukleat
Asam nukleat adalah makromolekul yang berperan penting dalam kehidupan organisme karena mengandung informasi genetik. Asam nukleat berada pada DNA dan RNA. Oleh karena itu informasi genetik pun berada pada DNA dan RNA.
Informasi genetik pada DNA yaitu Adenin, Timin, Guanin dan Cytosin, kemudian pada RNA yaitu Adenin, Urasil, Guanin dan Cytosin. Informasi genetik ini menentukan informasi yang tersedia untuk membangun dan memelihara suatu organisme.

Gambaran mengenai komponen asam nukleat, (ilustrasi: chemsitry.tutorvista.com)

Asam nukleat merupakan polinukleotida (tersusun dari monomer-monomer nukleotida). Nukleotida tersusun dari gugus fosfat, gugus pentosa dan basa nitrogen.
Gabungan antara protein dan asam nukleat disebut nucleoprotein. Kemudian DNA dan RNA umumnya terikat oleh protein dan bersifat basa. Contoh : DNA yang inti selnya terikat pada histon.

 

Tabel perbedaan nukleosida dan nukleotida, (sumber: slideshare).

Jika asam nukleat terdiri dari monomer-monomer nukleotida, maka ada yang lebih sederhana lagi dari nukleotida yaitu nukleosida. Nukleosida merupakan kompleks gula dan basa. Jika nukleosida ditambahakan dengan satu atau lebih gugus fosfat maka akan menjadi nukleotida. Nukleosida pada RNA adalah adenosin, guanosin, sitidin, dan uridin. Sedangkan nukleosida pada DNA adalah deoksiadenosin, deoksiguanosin, deoksitidin, dan deoksitimidin.

B. Ikatan Fosfodiester
Ikatan fosfodiester adalah ikatan glikosidik yang menghubungkan gula pentosa-basa N (gugus fosfat berada dalam bentuk diester). Dengan kata lain, ikatan fosfodiester menghubungkan gula pada suatu nukleotida dengan gula pada nukleotida berikutnya.

phospodiester bond
Ikatan fosfodiester menghubungkan gula antar nukleotida, (ilustrasi: slideshare).

C. Sekuens Asam Nukleat
Cara penulisan sekuens asam nukleat adalah ujung 5’ dikiri dan ujung 3’ dikanan. Contoh:
DNA : 5’ –ATGACCTGAAAC- 3’
RNA : 5’ – GGUCUGAAUUG- 3’
Spesifikasi asam nukleat ditentukan oleh
1. urutan basa
2. arah pembacaan

 

D. DNA (double helix)
DNA mempunyai rantai ganda. Arah pilinan spiral ke arah kanan. Pasangan-pasangan basanya dihubungkan oleh ikatan hidrogen yang lemah (non kovalen). Pasangan basa A dan T mempunyai ikatan hidrogen rangkap dua dan pasangan basa G dan C mempunyai ikatan hidrogen rangkap tiga. Jarak antara 2 pasang basa adalah 0,34 nm. Setiap putaran basa terdapat 10 pasang basa. Jika kadar garam rendah maka DNA berbentuk B (sesuai dengan bentuk model watson crick). Jika kadar garam tinggi maka DNA berbentuk A dan terdapat 11 pasang basa. Kemudian DNA juga dapat berbentuk Z yang arah pilinannya ke arah kiri.

E. Modifikasi Struktur Molekul RNA
Modifikasi struktur molekul RNA ada 3 macam yaitu:
1. RNA duta (m) = struktur primer
2. RNA transfer (t) = struktur sekunder
3. RNA ribosom (r)

F. Sifat-Sifat Asam Nukleat
Sifat Fisika
1. Stabilitas
Ikatan hidrogen diantara pasangan bsa sama kuat dengan ikatan hidrogen antara basa dan molekul air. Jika DNA dalam bentuk rantai tunggal asam nukleat, namun mempengaruhi spesifisitas pasangan basa. Penentu stabilitas struktur asam nukleat adalah interaksi penempatan (straching interaction).
Permukaan basa yang bersifat hidrofobik menyebabkan molekul-molekul air dikeluarkan dari pasangan-pasangan basa sehingga ikatan basa menjadi lebih kuat.

2. Pengaruh asam dan alkali
Pengaruh asam
– Asam nukleat akan mengalami hidrolisis sempurna menjadi komponen-komponennya jika berada dalam asam pekat dan suhu tinggi. Contoh HclO4 suhu 100°C.
– Namun jika asam encer, maka hanya ikatan glikosidik antara gula dan basa purin saja yang putus sehingga asam nukleat dikatakan bersifat apurinik.
Pengaruh alkali
– perubahan status taumetrik basa
contoh : peningkatan pH menyebabkan perubahan struktur guanin dari bentuk keto menjadi enolat karean molekul tersebut kehilangan sebuah proton yang menyebabkan terputusnya sejumlah ikatan hidrogen dan akhirnya rantai ganda DNA terdenaturasi.
– RNA juga sama seperti DNA. Namun RNA lebih rentan dari pada DNA karena ada gugus OH pada atom C nomor 2 dalam gula ribosom.

3. Denaturasi Kimia
– Beberapa bahan kimia dapat mendenaturasi asam nukleat pada pH netral. Contoh : urea dan formamid.
– Konsentrasi tinggi dapat merusak ikatan hidrogen yang akhirnya stabilitas struktur sekunder asam nukleat berkurang dan rantai ganda mengalami denaturasi.

4. Viskositas
DNA kromosom punya nisbah akal yang sangat tinggi karena diameternya kurang lebih 2 nm tetapi panjangnya hingga cm. DNA merupakan molekul yang relatif kaku sehingga larutan DNA mempunyai viskositas tinggi. DNA juga merupakan molekul yang sangat rentan terhadap fragmentasi fisik yang merupakan masalah tersendiri jika ingin mengisolasi DNA.

5. Kerapatan Apung
Analisi dan pemurnian DNA dapat dilakukan sesuai dengan bouyant-density. Sentrifugasi isopiknik adalah teknik sentrifugasi seimbang dalam tingkat kerapatan.

 

1 Comment

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s