Asam Nukleat

Penemuan bahwa informasi genetik dikodekan di sepanjang sebuah molekul polimerik yang hanya tersusun atas empat tipe unit monomer merupakan salah satu prestasi ilmiah besar abad ini. Molekul polimerik ini, DNA, adalah dasar kimia hereditas (pewarisan) dan diorganisasikan ke dalam gen, yang menjadi unit dasar informasi genetik. Gen mengendalikan sintesis berbagai tipe RNA yang sebagian besar di antaranya terlibat dalam sintesis protein. Gen tidak berfungsi secara otonom; replikasi dan fungsinya dikendalikan oleh berbagai produk gen yang sering bekerja sama dengan komponen pelbagai lintasan transduksi sinyal. Pengetahuan tentang struktur dan fungsi asam nukleat sangat esensial dalam memahami genetika.

Informasi genetik yang tersimpan di dalam rangkaian nukleotida DNA mempunyai dua fungsi. Informasi genetic tersebut merupakan sumber informasi bagi sintesis semua molekul protein sel serta organisme, dan juga menyediakan informasi yang diwarisi oleh sel anak atau sel generasi berikutnya. Kedua fungsi ini mensyaratkan molekul DNA untuk berfungsi sebagai cetakan, dalam hal pertama untuk transkripsi informasi ke dalam RNA, dan dalam hal kedua, untuk replikasi informasi ke dalam molekul DNA turunannya.

Sifat komplementer pada model DNA untai ganda dari Watson dan Crick sangat member kesan bahwa replikasi molekul DNA terjadi secara semikonservatif. Dengan demikian, jika masing-masing untai pada molekul induk DNA untai ganda akan terpisah dari komplemennya saat replikasi, setiap bagian tersebut akan berfungsi sebagai cetakan, yang dengan cetakan ini, disintesis sebuah untai komplementer baru. Kedua molekul DNA turunan berantai ganda yang baru terbentuk, masing-masing mengandung satu untai (tetapi bersifat komplementer, bukan identik. Yang bersal dari molekul DNA induk beruntai ganda, kemudian dikelompokkan di antara kedua sel turunan. Setiap sel turunan mengandung molekul DNA yng berisikan informasi identik dengan yang dimiliki sel induk, namun, dalam setiap sel turunan, molekul DNA sel induk hanya dilestarikan sebagian (semikonservatif)

Sifat kimia unit-unit deoksinukleotida monomer DNA─deoksiadenilat, deoksiguanilat, deoksisitidilat, dan timidilat merupakan unit-unit monomer yang dipertahankan dalam bentuk polimerik lewat jembatan 3’,5’-fosfodiester yang menyusun untai tunggal. Kandungan informasional DNA (kode genetic terletak di dalam rangkain (sequence) tempat tersusunnya monomer-monomer deoksiribonukleotida purin dan primidin. Polimer, memiliki polaritas; salah satu ujungnya mempunyai gugus terminal 5’-hidroksil atau fosfat, sedangkan ujung yang lain mempunyai moeitas 3’-fosfat atau hidroksil. Karena informasi genetik terletak pada urutan unit monomer di dalam polimer, tentu harus ada suatu mekanisme untuk memproduksi atau mereplikasi informasi tersebut spesifik dengan derajat ketepatan yang tinggi. Persyaratan tersebut, bersama dengan data difraksi sinar-x dari molekul DNA, serta pengamatan Chargaff bahwa di dalam dari molekul DNA, konsentrasi nukleotida deoksi-adenosin (A) sama dengan konsentrasi nukleotida timidin (T) (A = T) sementara konsentrasi nukleotida deoksiguanosin (G) sama dengan nukleotida deoksisitidin (C) (G = C).

Asam ribonukleat (RNA, ribonucleic acid) merupakan polimer ribonukleotida purin dan pirimidin yang duhubungkan menjadi satu lewat jembatan 3’, 5’-fosfodiester yang analog dengan jembatan pada dNA. Meskipun memiliki banyak sifat yang sama dengan DNA, RNA mempunyai beberapa perbedaan khas:

1. Pada RNA, moietas gula tempat melekatnya fosfat dan basa purin serta pirimidin adalah ribose, buka 2-deoksiribosa DNA.

2. Komponen pirimidin RNA berbeda dari komponen pirimidin DNA. Meskipun RNA mengandung ribonukleotida adenine, guanine, dan sitosin, RNA tidak mempunyai timin. Sebagai

3. RNA terdapat dalam bentuk untai tunggal, sedangkan DNA sebagai molekul heliks beruntai ganda. Meskipun demikian, mengingat rangkaian basa komplementer yang sesuai yang mempunyai polaritas berlawanan, untai tunggal RNA dapat melipat dirinya sendiri seperti penjepit rambut sehingga mendapatkan sifat untai ganda.

4. Karena molekul RNA merupakan untai tunggal yang komplementer terhadap hanya salah satu dari kedua untai gen, kandungan guaninnya tidak harus sama dengan kandungan urasilnya.

5. RNA dapat dihidrolisis oleh alkali menjadi senyawa siklik 2’,3’-diester dari mononukleotida, senyawa yang tidak bias dibentuk dari DNA yang diproses dengan larutan alkali karena memberikan manfaat diagnostic dan analitik.

Informasi dalam untai tunggal RNA terletak pada rangkaian (“struktur primer”) nukleotida purin dan pirimidinnya di dalam polimer. Rangkaian ini bersifat komplementer terhadap rangkaian untai cetakan gen yang merupakan tempat mula transkripsinya. Karena komplementaritas ini, secara spesifik melalui kaidah pembentukan pasangan basa dengan untai cetakan DNA-nya; molekul RNA tersebut tidak akan berikatan (melakukan hibridisasi) dengan untai yang lain. (Murray, 1999:382-385).

Nukleotida adalah molekul yang tersusun dari gugus basa heterosiklik, gula, dan satu atau lebih gugus fosfat. Basa penyusun nukleotida biasanya adalah berupa purin atau pirimidin sementara gulanya adalah pentosa (ribosa), baik berupa deoksiribosa maupun ribosa.

Nukleotida adalah monomer penyusun RNA, DNA, dan beberapa kofaktor, seperti CoA, FAD, FMN, NAD, dan NADP. Dalam sel, kofaktor ini memainkan peran penting dalam fiksasi energi (misalnya fotosintesis), metabolisme, dan biosignalling.

Elemen struktur dari nukleotida yang paling umum

Kemampuan nukleotida menyerap sinar ultraviolet yang merupakan konsekuensi struktur kimianya, menjadikan sinar ultraviolet sebagai unsure mutagen yang poten. Serangkaian senyawa analog purin dan pirimidin yang disintesis secara kimiawi digunakan dlam kemoterapi penyakit kanker. Sebagian besar aplikasi klinis dilakukan dengan memanfaatkan peran nukleotida sebagai precursor asam nukleat yaitu seperti struktur di atas.

Purin dan pirimidin merupakan kelompok senyawa heterosiklik yang mengandun nitrogen dan mempunyia makna biologis penting. Derivate utamanya berupa nukleosida serta nukleotida, yang keduanya mengandung gula berbentuk siklik dan sering berupa gula pentose yang terikat pada atom hetero nitrogen lewat ikatan ß-N-glikosidat. Selain itu, nukleotida mengandung pula satu atau lebih gugus fosforil yang teresterifikasi menjadi gugus hidroksil gula. Dilihat dari tepi, pada dasarnya purin dan pirimidin merupakan molekul berbentuk planar. Karena memiliki struktur cincin yang menguncup, basa purin dan pirimidin akan tertumpuk secara relative longgar dalam bagian interior struktur heliks untai ganda hibrida DNA atau DNA-RNA.

Pada organisme yang hidup terdapat 2 golongan besar asam nukleat: asam deoksiribonukleat atau DNA dan asam ribonukleat atau RNA. Kedua asam ini adalah polimer yang tidak bercabang. Berat molekul berkisar antara 25.000 sampai 50 milyar.

Seperti halnya dengan polimer lain, asam nukleat dapat dipecah jadi monomer, monomer ini disebut nukleotida. Sebuah nukleotida terdiri atas 3 bagian yaitu:

1. Sebuah gula berkarbon 5 (pentose): ada 2 jenis; ribosa yang mempunyai gugus hidroksil pada atom C no. 2 (diberi tanda 2’) dan deoksiribosa, yang pada atom C no. 2 mempunyai sebuah atom hidrogen. Nukleotida yang mengandung ribose (ribonukleotida) adalah monomer dari RNA. Deoksiribonukleotida adalah monomer dari Dna.

2. suatu struktur cincin yang mengandung nitrogen yang disebut suatu basa. Disebut basa karena pada atom nitrogen terdapat sepasang electron yang tidak terbagi, jadi dapat menarik proton. Basa ini terikat pada atom karbon 1’ dari pentosa. Pada DNA terdapat 4 basa yang berlainan. Dua dari basa ini, adenina dan guanina mempunyai struktur cincin ganda disebut Purina. Dua lainnya, timina dan sitosina, mempumyai struktur cincin tunggal disebut primidina. Untuk mempermudah dalam penyebutan keempat basa ini, yaitu dengan menyingkatnya menjadi A, G, T dan C. basa di dalam RNA terutama adenin (A), sitosin (C), guanina (G) dan primidina urasil (U). dalam RNA tidak terdaoat timin. Kombinasi sebuah basa dengan sebuah gula disebut nukleosisi.

3. satu, dua atau tiga gugus fosfat yang terikat pada atom karbon 5’ dari pentosa

Baik DNA maupun RNA dibentuk dari nukleotida trifosfat. Pda RNA nukleotida ini adalah ATP (adenosine Trifosfat), CTP, GTP dan UTP. Deoksi ekuivalen dari fosfat-fosfat tersebut (diberi tanda d ATP, d ctp, d GTP dan TTP) dipakai dalam pembentukan DNA. Tiap nukleotida terikat pada polimer yang berkembang pada atom karbon dari pentosa. Pada waktu terjadi ikatan, fosfat ke 2 dan ke 3 dikeluarkan. Dengan demikian tiap jalur DNA dan RNA mempunyai suatu “arah” seperti halnya protein yang dibentuk dan “dibaca” dari terminal N ke terminal C, demikian pula polimer dNA dan RNA dibentuk dan menurut suatu konvensi “dibaca” ke arah 5’ → 3’. Jadi sebuah molekul dengan urutan ATCCGTG’ tidalah sama dengan sebuah molekul dengan urutan 5’ GTGCCTA 3’.

Pada permulaan penelitian mengenai DNA, terdapat suatu fakta yang aneh. Biarpun proporsi relative ke 4 nukleotida dari DNA satu spesies sangat berbeda dengan DNA spesies lain, tetapai dalam suatu contoh DNA tertentu, jum;ah adenine (A)selalu sama dengan jumlah timina (T). begitu pula jumlah sitosin dalam DNA suatu spesies selalu sama dengan jumlah guanine (G). jumlah DNA dan komposisi basa di dalam tiap sel (sel darah hati, ginjal dan sebagainya) dari suatu organism selalu sama (kecuali pada gamet-gamet, sperma dan sel telur, yang hanya mempunyai DNA sejumlah setengah dari jumlah sel lain). (Kimball, 1987;83).

Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.

Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gulapentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenin, sitosin, dan guanin dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timin dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.

DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama, yaitu gugus fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen. Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.

Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida.

Struktur untai komplementer DNA menunjukkan pasangan basa (adenin dengan timin dan guanin dengan sitosin) yang membentuk DNA beruntai ganda.

Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.

DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), dan timin (T). Adenin berikatan hidrogen dengan timin, sedangkan guanin berikatan dengan sitosin.

Monomer nukleotida dapat berikatan satu sama lain melalui ikatan fosfodiester antara -OH di atom C nomor 3‘nya dengan gugus fosfat dari nukleotida berikutnya.

Kedua ujung poli- atau oligonukleotida yang dihasilkan menyisakan gugus fosfat di atom karbon nomor 5' nukleotida pertama dan gugus hidroksil di atom karbon nomor 3' nukleotida terakhir.

Polinukleotida merupakan polimer dari nukleotida yang masing-masing dihubungkan oleh ikatan fosfodiester. Tiap nukleotida pada DNA terdiri dari 3 komponen, yaitu 2’ deoksiribosa (gula pentosa), basa nitrogen (sitosin, timin, adenin dan guanin) dan gula fosfat (α, β, dan γ) dengan fosfat-α ditambahkan dengan gula, atau biasa disebut nukleosida atau kompleks gula-basa.

Struktur nukleotida dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 1. Struktur nukleotida

Sumber : Figure 1.6 (Brown, 2002)

Penulisan asam nukleat biasanya menempatkan 5’ di sebelah kiri atau ujung 3’ di sebelah kanan. Ikatan glikosidik menghubungkan gula pentosa dengan basa N dan ikatan fosfodiester yang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya, oleh karena itu, ikatan ini sekaligus menghubungkan kedua nukleotida tersebut. Selanjutnya, akan terbentuk suatu rantai polinukleotida yang masing-masing nukleotidanya satu sama lain akan dihubungkan oleh ikatan fosfodiester. Ikatan fosfodiester tersebut secara jelas dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar ikatan fosfodiester pada ujung 3’ dan 5’

Sumber : Figure 1.7 (Brown, 2002 Rantai polinukleotida memiliki 2 ujung, salah satu ujungnya berupa gugus fosfat yang terikat pada posisi 5’ gula pentosa. Ujung yang lainnya berupa gugus hidroksil yang terikat pada posisi 3’ gula pentosa. Adanya ujung-ujung tersebut menjadikan rantai polinukleotida linier dan mempunyai arah tertentu. Sintesis DNA terjadi dimulai dengan urutan 5′→3′, dengan nukleotida yang ditambahkan di reaksi karbon pada urutan basa ke3′. Dibawah ini adalah gambar dari reaksi polimerisasi

Gambar 3. Reaksi polimerasi hasil dari sintesis DNA
Sumber : Figure 1.8 (Brown, 2002)

Asam nukleat terdiri dari 2 macam yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleic acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). DNA dan RNA memiliki perbedaan yang nyata berdasarkan struktur kimiawinya. Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2 sehingga dinamakan 2′-deoksiribosa. Perbedaan lainnya yaitu pada basa N-nya. Basa N pada DNA dan RNA dapat dikelompokkan menjadi 2 golongan yaitu, purin dan pirimidin. DNA dan RNA memiliki purin yang sama yaitu terdiri atas adenin dan guanin, sedangkan untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA dan RNA. DNA, basa pirimidinnya terdiri atas sitosin (C) dan timin (T), sedangkan pada RNA tidak terdapat timin dan sebagai gantinya terdapat urasil (U). Struktur kimiawi yang terkandung pada polinukleotida RNA dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 4. Perbedaan struktur DNA dan RNA. (A) RNA mengandung gula ribosa. (B) RNA mengandung basa pirimidin urasil, sedangkan DNA mengandung basa timin.
Sumber : Figure 1.9 (Brown, 2002)

DNA dan RNA masing-masing terdiri dari 4 nukleotida yang berbeda, yang kesemuanya memiliki struktur yang umum : yaitu basa fosfat yang disambungkan dengan ikatan fosfodiester lalu gula pentosa dan basa organik (gambar 5).

Sama halnya seperti DNA, RNA terdiri dari 3’-5’ ikatan fosfodiester, tetapi ikatan fosfodiester ini kurang stabil dibandingkan DNA karena secara tidak langsung efek dari gugus hidroksil pada posisi ke 2.

Bentuk purin

Pemahaman dari asam nukleat sangat bermanfaat dalam mendasari pemahaman biokimia terutama dalam hal genetika. Asam nukleat tersusun dari lebih dari satu nukleotida. Nukleotida merupakan ikatan ester antara nekleosida dengan fosfat.

Sedangkan nukleosida sendiri merupakan ikatan beta-N-glikosidik, dimana purin dan pirimidin memiliki ikatan gula dengan nitrogen. Dengan kata lain nukleosida merupakan nukleotida yang tidak terphosporilasi.
Secara awam, nukleosida merupakan ikatan antara gula dan basa nitrogen.
Pada ADP maupun ATP phospat saling berikatan dengan ikatan anhidrid asam.

Gula terbagi menjadi dua tipe yaitu ribonukloesida dan dioksi ribonukleosida. Pada ribonukleosida, ikatan nitrogen terjadi di D-ribosa, sedangkan pada dioksiribonukleosida, ikatan N terjadi di 2-deoksi-D-ribosa.

Basa nitrogen dalam asam nukleat terdiri dari macam yaitu basa purin dan basa pirimidin. Basa purin memiliki adenin dan guanin. Sedangkan basa pirimidin memiliki sitosin, timin (pada DNA), dan Urasil (pada RNA).

DNA

DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama, yaitu gugus fosfat, gula deoksiribosa, dan basa nitrogen. Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.

Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å^[1]. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida.

Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.

DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenin (dilambangkan A), sitosin (C, dari cytosine), guanin (G), dan timin (T). Adenin berikatan hidrogen dengan timin, sedangkan guanin berikatan dengan sitosin.

1. Struktur tangga berpilin (double helix) DNA

Dua orang ilmuwan, J.D.Watson dan F.H.C.Crick, mengajukan model struktur molekul DNA yang hingga kini sangat diyakini kebenarannya dan dijadikan dasar dalam berbagai teknik yang berkaitan dengan manipulasi DNA. Model tersebut dikenal sebagai tangga berplilin (double helix). Secara alami DNA pada umumnya mempunyai struktur molekul tangga berpilin ini.

Model tangga berpilin menggambarkan struktur molekul DNA sebagai dua rantai polinukleotida yang saling memilin membentuk spiral dengan arah pilinan ke kanan. Fosfat dan gula pada masing-masing rantai menghadap ke arah luar sumbu pilinan, sedangkan basa N menghadap ke arah dalam sumbu pilinan dengan susunan yang sangat khas sebagai pasangan – pasangan basa antara kedua rantai. Dalam hal ini, basa A pada satu rantai akan berpasangan dengan basa T pada rantai lainnya, sedangkan basa G berpasangan dengan basa C. Pasangan-pasangan basa ini dihubungkan oleh ikatan hidrogen yang lemah (nonkovalen). Basa A dan T dihubungkan oleh ikatan hidrogen rangkap dua, sedangkan basa G dan C dihubungkan oleh ikatan hidrogen rangkap tiga. Adanya ikatan hidrogen tersebut menjadikan kedua rantai polinukleotida terikat satu sama lain dan saling komplementer. Artinya, begitu sekuens basa pada salah satu rantai diketahui, maka sekuens pada rantai yang lainnya dapat ditentukan.

Fungsi DNA sebagai Materi Genetik

DNA sebagai materi genetik pada sebagian besar organisme harus dapat menjalankan tiga macam fungsi pokok berikut ini.

DNA harus mampu menyimpan informasi genetik dan dengan tepat dapat meneruskan informasi tersebut dari tetua kepada keturunannya, dari generasi ke generasi. Fungsi ini merupakan fungsi genotipik, yang dilaksanakan melalui replikasi. Inilah materi yang akan dibahas di dalam bab ini.

DNA harus mengatur perkembangan fenotipe organisme. Artinya, materi genetik harus mengarahkan pertumbuhan dan diferensiasi organisme mulai dari zigot hingga individu dewasa. Fungsi ini merupakan fungsi fenotipik, yang dilaksanakan melalui ekspresi gen (Bab V hingga Bab VII).

DNA sewaktu-waktu harus dapat mengalami perubahan sehingga organisme yang bersangkutan akan mampu beradaptasi dengan kondisi lingkungan yang berubah.

2. RNA

Asam ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) senyawa yang merupakan bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam dogma pokok (central dogma) genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.

Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus gula ribosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus gula ribosa dari nukleotida yang lain.

Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil tambahan pada cincin gula ribosa (sehingga dinamakan ribosa). Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timin pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenin, guanin, sitosin, atau urasil untuk suatu nukleotida.

Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.

a. Tipe RNA

RNA hadir di alam dalam berbagai macam/tipe. Sebagai bahan genetik, RNA berwujud sepasang pita (Inggris double-stranded RNA, dsRNA). Genetika molekular klasik mengajarkan adanya tiga tipe RNA yang terlibat dalam proses sintesis protein:

1. RNA-kurir (bahasa Inggris: messenger-RNA, mRNA),

2. RNA-ribosom (bahasa Inggris: ribosomal-RNA, rRNA),

3. RNA-transfer (bahasa Inggris: transfer-RNA, tRNA).

Struktur mRNA dikatakan sebagai struktur primer, sedangkan struktur tRNA dan rRNA dikatakan sebagai struktur sekunder. Perbedaan di antara ketiga struktur molekul RNA tersebut berkaitan dengan perbedaan fungsinya masing-masing

Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21 diketahui bahwa RNA hadir dalam berbagai macam bentuk dan terlibat dalam proses pascatranslasi. Dalam pengaturan ekspresi genetik orang sekarang mengenal RNA-mikro (miRNA) yang terlibat dalam "peredaman gen" atau gene silencing dan small-interfering RNA (siRNA) yang terlibat dalam proses pertahanan terhadap serangan virus

2. Fungsi RNA

Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.

Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk 'triplet', tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat ekspresi genetik untuk keterangan lebih lanjut.

Penelitian mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori 'dunia RNA', yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.

Tidak seperti DNA, molekul RNA pada umumnya berupa untai tunggal sehingga tidak memiliki struktur tangga berpilin. Namun, modifikasi struktur juga terjadi akibat terbentuknya ikatan hidrogen di dalam untai tunggal itu sendiri (intramolekuler).

Dengan adanya modifikasi struktur molekul RNA, kita mengenal tiga macam RNA, yaitu RNA duta atau messenger RNA (mRNA), RNA pemindah atau transfer RNA (tRNA), dan RNA ribosomal (rRNA). Struktur mRNA dikatakan sebagai struktur primer, sedangkan struktur tRNA dan rRNA dikatakan sebagai struktur sekunder. Perbedaan di antara ketiga struktur molekul RNA tersebut berkaitan dengan perbedaan fungsinya masing-masing. (google.com)

DAFTAR PUSTAKA

Kimball, J.W., 1987. Biologi Jilid I Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.

Murray, Robert., Granner, Daryl K, Mayes, Peter A, Rodwell, victor W., 1999. Biokimaia Harper edisi 25. EGC. Jakarta.

www.google.com

www.wikipedia.com