Pengertian RNA
RNA adalah singkatan dari Ribonukleatid Acid atau Asam ribonukleat. RNA merupakan substansi genetik yang berperan sebagai perantara dalam proses pengkodean protein dari gen yang terdapat di dalam DNA.
Selain itu diketahui pula, bahwa pada beberapa kelompok virus, seperti TMV dan virus influensa, RNA menjadi materi genetik utama, dikarenakan kelompok virus tersebut tidak memiliki DNA sebagai materi genetiknya. Pada golongan virus tersebut, RNA menjadi kmponen utama materi genetik yang berperan dalam mengontrol seluruh aktifitasnya dan menantukan sifat-sifatnnya, RNA yang seperti ini dinamakan sebagai RNA genom.
Molekul RNA dapat berbentuk pita tunggal atau pita ganda yang lurus dan tidak membentuk spiral. Komponen RNA terdiri atas gula ribosa, basa nitrogen, dan satu (mono), dua (di), atau tiga (tri) gugus fosfat yang akan membentuk ribonukleotida. Basa nitrogen yang terkandung dalam RNA, yaitu pasangan adenin dengan guanin (A-G), serta pasangan sitosin dengan urasil (C-U).
Asam ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) adalah satu dari tiga makromolekul utama (bersama dengan DNA dan protein) yang berperan penting dalam segala bentuk kehidupan.
Asam ribonukleat berperan sebagai pembawa 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.
Baca Juga :Jaringan Pada Manusia
RNA merupakan singkatan dari Ribonukleatid Acid atau Asam ribonukleat. RNA merupakan substansi genetik yang berperan sebagai perantara dalam proses pengkodean protein dari gen yang terdapat di dalam DNA. Selain itu diketahui pula, bahwa pada beberapa kelompok virus, seperti TMV dan virus influensa, RNA menjadi materi genetik utama, dikarenakan kelompok virus tersebut tidak memiliki DNA sebagai materi genetiknya. Pada golongan virus tersebut, RNA menjadi kmponen utama materi genetik yang berperan dalam mengontrol seluruh aktifitasnya dan menantukan sifat-sifatnnya, RNA yang seperti ini dinamakan sebagai RNA genom.
Struktur RNA
Pada dasarnya struktur RNA sangat mirip dengan struktur DNA. RNA juga merupakan suatu polinukleotida, nukleotioda pada RNA juga tersusun dari komponen gula, gugus fosfat, dan basa nitrogen. Basa nitrogen pada RNA juga ada 4 jenis. Namun Gula pentosa pada RNA adalah gula ribose, bukan deoksiribosa sebagaimana DNA. Pada RNA tidak terdapat basa timin, sebagai gantinya terdapat basa urasil, basa ini juga dari golongan pirimidin sebagaimana timin.
Dalam sel eukariot, RNA merupakan rantai polinukleotida tunggal, bukan rantai heliks ganda sebagaimana DNA. Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam memahami struktur RNA, antara lain :
Baca Juga :Struktur Tubuh Katak
- Gula Ribosa
- Urasil dan Timin
- Polinukleotida
Ribosa memiliki struktur sama dengan deoksiribosa, perbedaannya adalah pada atom C-2’ terdapat gugus OH. Pada deoksiribosa oksigen pada gugus OH hilang oleh karena itu disebut deoksiribosa. Komponen dan urutan atom lain dalam gula ribosa ini sama dengan gula deoksiribosa, bahkan tempat perlekatan gugus fosfat dan basa nitrogen pun sama.
Struktur urasil juga sangat mirip dengan timin, karena keduanya termasuk basa pirimidin. Perbedaannya bila C-5 pada timin memiliki gugus CH3 maka pada urasil hanya ada satu H. seperti pada sitosin. Tetapi urasil dan timin berbeda dengan sitosin pada N-3. Urasil setelah berikatan dengan gula menjadi nukleosida disebut uridin. Sebagaimana timin uridin hanya dapat berpasangan dengan adenin.
Rantai polinukleotida RNA dalam keadaan normal bukan merupakan untaian pita ganda sebagaimana DNA. Tetapi hal ini tidak berarti basa nitrogennya kehilangan sifat untuk selalu berpasangan. Bila pita RNA bertemu dengan pita RNA lain yang urutan basanya cocok maka juga akan membentuk pasangan pita. Bahkan dalam keadaan tertentu rantai RNA ini dapat menekuk dan membentuk pita ganda. Semua RNA asalnya merupakan pita komplemen DNA, melalui suatu proses yang disebut transkripsi tersusunlah urutan nukleotida yang akan menjadi pita RNA.
Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus pentosa dari nukleotida yang lain.
Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil cincin gula pentosa, sehingga dinamakan ribosa, sedangkan gugus pentosa pada DNA disebut deoksiribosa. Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timina pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenina, guanina, sitosina, atau urasil untuk suatu nukleotida.
Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.
RNA merupakan molekul terdampar tunggal yang mengandung ribosa gula. Ini memiliki struktur yang khas dan, tidak seperti DNA, ada variasi dan berbagai jenis struktur RNA.
- Struktur dasar dari RNA
Struktur dasar dari RNA, namun, dapat dijelaskan sebagai ribosa gula, yang adalah nomor dari 1′ melalui 5′, dengan:
Baca Juga :Klasifikasi Enzim
- basis yang melekat pada posisi 1′
- gugus hidroksil pada posisi 2′
- fosfat yang melekat pada 3′ posisi satu ribosa dan 5′ posisi berikutnya
Asam ribonukleat (RNA) memiliki basis adenin (A), sitosina (C), guanina (G), dan urasil (U). Gambar kredit: National Institute of umum Medical Sciences.
- RNA pangkalan
Basis yang melekat 1′ posisi, umumnya adenin (A), sitosina (C), guanina (G) atau urasil (U).
Adenina dan guanina merupakan purina; sitosina dan urasil adalah merupakan pirimidina. Dasar dapat membentuk ikatan hidrogen antara sitosina, dan guanina, adenina dan urasil dan guanina-urasil.
Tidak seperti DNA yang berisi hanya empat basa A, T, G dan C, RNA matang dapat mengandung basa yang dimodifikasi dan gula.
Pseudouridina (Ψ), di mana hubungan antara urasil dan ribosa berubah dari ikatan C–N C–C bond, dan ribotimidina (T), yang ditemukan di berbagai tempat. Lain terkenal adalah Hipoxantina, basa adenina deaminated nukleosida yang disebut inosina (I).
- Gugus hidroksil RNA
Ada kehadiran gugus hidroksil pada posisi 2′ ribosa gula. Hal ini membuat RNA berbeda dari DNA dan RNA membuat mengadopsi A-bentuk geometri daripada B-bentuk paling sering diamati dalam DNA. Ini berarti ada alur utama yang sangat dalam dan sempit dan alur yang dangkal dan lebar kecil.
Gugus hidroksil pada 2′ berarti bahwa di daerah fleksibel molekul RNA bahan kimia dapat menyerang ikatan berdekatan phosphodiester untuk membelah tulang punggung.
- Gugus fosfat RNA
Gugus fosfat melekat 3′ posisi satu ribosa dan 5′ posisi berikutnya.
Gugus fosfat memiliki muatan negatif. Hal ini membuat RNA molekul bermuatan (polyanion).
- Struktur tersier RNA
Setelah RNA terbentuk, seperti protein memerlukan untuk mengalami perubahan untuk membentuk struktur tersier tertentu. Perancah untuk struktur ini disediakan oleh sekunder struktural unsur-unsur yang ikatan hidrogen dalam molekul. The strand membentuk jepit rambut loop, tonjolan, dan internal loop. Karena RNA dikenai, ion-ion logam seperti Mg2+ yang diperlukan untuk menstabilkan struktur sekunder dan tersier yang banyak.
RNA tersier struktur ditentukan dengan menggunakan pemetaan gangguan menyelidik dan modifikasi kimia, resonansi magnetik nuklir (NMR), Kristalografi sinar-x dan mikroskop elektron cryo.
Baca Juga :Adaptasi Morfologi
Jenis dan Fungsi RNA
RNA terdiri dari atas dua macam, yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik.
- RNA genetik
RNA genetik hanya dimiliki oleh organisme tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus. Fungsi RNA genetik sama dengan DNA, yaitu sebagai pewaris sifat dan mampu menyintesis protein.
- RNA nongenetik
RNA ini terdapat pada organisme yang memiliki DNA sebagai pewaris sifat. Jadi, baik DNA maupun RNA keduanya terdapat dalam sel-sel organisme. Fungsi RNA nongenetik tidak sama dengan fungsi RNA. Ada tiga macam RNA nongenetik, yaitu messenger RNA (mRNA) , transfer RNA (tRNA), dan RNA ribosom (rRNA).
-
mRNA merupakan RNA terpanjang yang berbentuk pita tunggal. Fungsi mRNA adalah sebagai pola cetakan pembentuk polinukleotida atau protein. mRNA juga disebut dengan istilah kodon karena fungsinya sebagai pembawa kode-kode genetik dari DNA ke ribosom.
-
rRNA merupakan RNA dengan jumlah terbanyak, hampir 80% dari seluruh jumlah RNA. Strukturnya berupa pita tunggal yang tidak bercabang dan fleksibel. tRNA diduga mempunyai fungsi menyusun ribosom dan membantu dalam proses sintesis protein.
-
tRNA merupakan RNA terpendek dan berperan sebagai penerjemah kodon yang dibawa oleh mRNA. Fungsi lainnya adalah membawa asam-asam amino ke ribosom untuk disusun menjadi protein. Bagian tRNA yang dapat berhubungan dengan kodon yang dibawa oleh mRNA disebut antikodon.
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.
Baca Juga :Pembelahan Meiosis
Virus RNA
RNA genom virus dapat dianggap mRNA virus, dan dapat segera diterjemahkan oleh sel inang. Tidak seperti negatif sense-RNA, positif-sense RNA adalah pengertian yang sama dengan mRNA. Beberapa virus (misalnya Coronaviridae) memiliki genom positif-sense yang dapat bertindak sebagai mRNA dan digunakan langsung untuk mensintesis protein tanpa bantuan RNA komplementer komplementer. Karena itu, virus ini tidak perlu memiliki RNA transkriptase yang dikemas ke dalam virion.
- PICORNA VIRIDAE
Picornaviridae merupakan berukuran kecil. Virus ini memiliki genom RNA dengan polaritas positif sehingga termasuk virus kelas IV dalam klasifikasi Baltimore. Virus dalam famili ini mampu menyebabkan banyak penyakit pada manusia, di antaranya adalah penyakit polio yang disebabkan oleh Poliovirus dan flu ringan yang disebabkan oleh Rhinovirus.
Sifat penting :
-
RNA : rantai tunggal, polaritas positif, segmen tunggal, replikasi RNA melalui pembentukan RNA komplementer yang bertindak sebagai cetakan sintesis RNA genom.
-
Virion : tak berselubung, bentuk ikosahedral, tersusun atas empat jenis protein utama. Diameter virion 28-30 nm.
-
Replikasi dan morfogenesis virus terjadi di sitoplasma.
-
Spektrum hospes sempit.
Contoh : virus polio
- CALCI VIRIDAE
Sifat penting :
-
RNA : rantai tunggal, polaritas positif, segmen tunggal.
-
Virion : tak berselubung, bentuk ikosahedral, tersusun atas tiga jenis protein utama.
-
Diameter virion 35-45 nm.
-
Replikasi dan morfogenesis di sitoplasma.
-
Spektrum hospes sempit.
Contoh : virus Sapporo
Baca Juga :Pteridophyta
- FLAVI VIRIDAE
Sifat penting :
-
RNA : rantai tunggal, polaritas positif, segmen tunggal, replikasi RNA melalui RNA komplementer yang kemudian bertindak sebagai cetakan bagi sintesis RNA genom.
-
Virion : berselubung, simetri nukleokapsid belum jelas, tersusun atas empat jenis protein utama. Protein selubung mempunyai aktivitas hemaglutinasi. Diameter virion 40-50 nm.
-
Replikasi di sitoplasma dan morfogenesisnya melalui proses budding di membran sel.
-
Spektrum hospes luas.
Contoh : virus demam kuning
- TOGA VIRIDAE
Sifat penting :
-
RNA : rantai tunggal, polaritas positif, segmen tunggal, replikasi RNA melalui pembentukan RNA komplementer, yang bertindak sebagai cetakan RNA genom.
-
Virion : berselubung, nukleokapsid ikosahedral, tersusun atas 3-4 jenis protein utama. Protein selubung mempunyai aktivitas hemaglutinasi. Diameter virion 60-70 nm.
-
Replikasi di sitoplasma dan morfogenesis melalui proses budding di membran sel.
-
Spektrum hospes luas.
Contoh : virus Chikungunya, virus rubella
- CORONA VIRIDAE
Sifat penting :
-
RNA : rantai tunggal, terdiri dari satu segmen. Replikasi RNA genom melaluipembentukan rantai RNA negatif yang kemudian bertindak sebagai cetakan bagi RNA genom. Sintesis RNA negatif disertai sintesis enam jenis mRNA.
-
Virion : berselubung, nukleokapsid helik, tersusun atas tiga protein utama. Bentuk pleomorfik. Diameter virion 80-160 nm.
-
Replikasi di sitoplasma dan morfogenesisnya melalui proses budding di membran intrasitoplasma.
Contoh : coronavirus manusia 229-E dan OC43
- RETRO VIRIDAE
Retroviridae merupakan virus berbentuk ikosahedral. Virus ini memiliki genom RNA berjumlah dua buah yang keduanya identik dan memiliki polaritas positif yang nantinya akan diekspresikan menjadi enzim polimerase yang unik yaitu reverse traskriptase yang berguna untuk mengubah RNA menjadi DNA.
DNA yang dihasilkan nantinya akan berintegrasi ke dalam DNA sel inang sebagai provirus. Virus ini termasuk ke dalam virus yang ganas, dapat menyebabkan penekanan sistem kekebalan tubuh dan juga tumor. Sifatnya yang ganas tersebut disebabkan salah satunya karena virus ini mudah mengalami mutasi.
Salah satu genus dari famili ini yang paling terkenal adalah genus Lentivirus, yang contoh spesiesnya adalah HIV 1 dan 2.
Baca Juga :Plastida
Sifat penting :
-
RNA : rantai tunggal, terdiri dari dua molekul polaritas negatif yang identik. Replikasi dimulai dengan pemisahan kedua molekul RNA dan pembuatan rantai DNA dengan cetakan RNA tersebutdengan bantuan reverse transcriptase virion. Setelah molekul RNA-DNA terpisah, dibuat rantai DNA komplementer terhadap pasangan DNA yang sudah ada. DNA serat ganda kemudian mengalami sirkularisasi dan berintegrasi dengan kromosom hospes. Selanjutnya RNA genom dibuat dengan cetakan DNa yang sudah terintegrasi pada kromosom hospes.
-
Virion : berselubung, simetri kapsid ikosahedral. Virion tersusun atas 7 jenis protein utama. Diametr virion 80-130 nm. Morfogenesis virus melalui proses budding di membran plasma.
Contoh : HIV 1 dan 2
Interferensi RNA
Suatu gejala yang baru ditemukan pada penghujung abad ke-20 adalah adanya mekanisme peredaman (silencing) dalam ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa RNA tidak diterjemahkan (translasi) menjadi protein oleh tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempat ditranslasi, mRNA dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai “interferensi RNA”. Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga substansi (enzim dan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan pada nematoda Caenorhabditis elegans tetapi selanjutnya ditemukan pada hampir semua kelompok organisme hidup.
Interferensi RNA (RNAi, dari RNA interference) merupakan salah satu mekanisme pada sel hidup untuk mengendalikan aktivitas gen. Karena pertama kali ia diketahui sebagai suatu proses untuk “mementahkan” hasil transkripsi sehingga translasi tidak dapat berlangsung, ia pernah dikenal sebagai mekanisme peredaman gen pascatranskripsi (post-transcriptional gene silencing, PTGS).
Dalam RNAi terlibat dua jenis RNA berukuran kecil – miRNA dan siRNA – yang berperan penting. Kedua RNA berukuran kecil ini dapat berikatan dengan RNA lain (yang komplementer dengan urutan basanya) sehingga “mengganggu” (meng-interferensi) proses yang melibatkan RNA tersebut, misalnya dengan mencegah terbentuknya protein/enzim. Peran penting interferensi RNA mencakup sistem pertahanan terhadap informasi genetik asing (dari virus dan transposon), mengatur proses perkembangan, dan dalam sejumlah aspek ekspresi gen lainnya.
Dalam sejarahnya, mekanisme proses ini pertama kali ditemukan pada tumbuhan hias Petunia dan kemudian dipublikasi oleh tim peneliti di bawah pimpinan R.A. Jorgensen (1990)[1] dan dianggap sebagai satu-satunya mekanisme peredaman gen pascatranskripsi dalam proses pertumbuhan. Dari hasil penelitian inilah muncul istilah PTGS. Penelitian-penelitian terhadap mekanisme pertahanan sel menghadapi virus dengan mekanisme serupa sebenarnya bahkan sudah diketahui sebelumnya, tetapi belum ada yang mengaitkan mekanisme itu dengan fungsi lebih luas.
DAFTAR PUSTAKA
