ASAS BIOLOGI MOLEKUL

1
ASAS BIOLOGI MOLEKUL

• Pengenalan
• -Biologi Molekul, Sel, Molekul, Ikatan Kimia
• Makromolekul
• -Kelas
• -Struktur Kimia
• -Bentuk
• Kaedah-kaedah Penting Dalam Kajian Makromolekul
  Pengemparan, Elektroforesis, Mikroskopi Elektron

2
BIOLOGI MOLEKUL

• Kajian pada peringkat molekul mengenai asas
  kehidupan
• Kajian dari segi biokimia molekul-molekul seperti
  DNA, RNA, protein serta struktur molekul dan
  fungsi berbagai bahagian sel hidup
• Pengetahuan dalam Biologi Molekul membolehkan
  manipulasi dilakukan- contoh bioteknologi
• Kepentingan CGAT, BioValley, Projek Genom Manusia

3
SEL

• Sel hidup terdiri daripada molekul kecil dan
  makromolekul yang terbentuk daripada 4 elemen
  asas iaitu
• C (karbon)
• H (hidrogen)
• O (oksigen)
• N (nitrogen)
• P (fosforus) dan lain-lain

4
IKATAN KIMIA
(http//ntri.tamuk.edu/cell/chapter3/bonds.html)

• - Ikatan lemah (bukan kovalen)
• ikatan Hidrogen, ikatan Van der Waals, tarikan
  hidrofobik, ikatan ionik (keadaan berair)
• -ikatan kuat
• ikatan kovalen, ikatan ionik (keadaan tanpa
  air), ikatan peptida

5
IKATAN KIMIA

• Ikatan lemah
• -ikatan Hidrogen-contoh air (H2O)

6
IKATAN KIMIA

• Ikatan lemah
• -ikatan Van der Waals ikatan yang berlaku
  akibat kedudukan kumpulan kimia yang berdekatan

7
IKATAN KIMIA

• Ikatan bukan kovalen (lemah)
• -tarikan hidrofobik mengakibatkan kumpulan
  bukan polar seperti rantai hidrokarbon bertarikan
  antara satu sama lain dalam keadaan akuas

8
IKATAN KIMIA

• Ikatan Kuat Ikatan Kovalen

Prinsip Perkongsian elektron
9
IKATAN KIMIA

• Ikatan kuat Ikatan Ionik

10
MOLEKUL KECIL

• Sel menggunakan 4 bentuk molekul kecil
• -gula (molekul makanan sel/tenaga) -asid
  lemak (komponen membran sel/ simpanan tenaga)
• -asid amino (protein struktur dan enzim)
• -nukleotida (subunit asid nukleik)

11
MAKROMOLEKUL

• Kelas-kelas makromolekul
• 1) Polisakarida, glikogen, oligosakarida
• 2) Fosfolipid, trigliserid, steroid
• 3) Protein polipeptida
• 4) Asid nukleik DNA dan RNA

12
ASID NUKLEIK

• APAKAH ASID NUKLEIK
• STRUKTUR ASAS
• PERBEZAAN DNA DAN RNA
• FUNGSI

13
ASID NUKLEIK

• APAKAH ASID NUKLEIK
• STRUKTUR ASAS
• PERBEZAAN DNA DAN RNA
• FUNGSI

14
APAKAH ASID NUKLEIK

• DNA-Asid deoksiribonukleik
• RNA-Asid ribonukleik
• Dibina oleh nukleotida yang mengandungi 3
  komponen asas
• -Bes (Purin Dan Pirimidin)
• -Fosfat
• -Gula ?-D-Ribosa (RNA) atau
• ? -D-Deoksiribosa (DNA)

15
NUKLEOTIDA
OH
H
16
STRUKTUR ASAS

• Nukleosida Bes Gula
• Nukleotida Bes Gula Fosfat

BES NUKLEOSIDA SINGKATAN Adenin Deoksiadenosi
n A Guanin Deoksiguanosin G Sitosin Deoksisiti
din C Urasil Uridin U Timin Deoksitimidin T
17
STRUKTUR ASAS-BES
18
STRUKTUR ASAS-IKATAN KIMIA

• Ikatan kovalen- antara unsur P, O, H dan C
• Ikatan N-glikosidik- gula dan bes
• Ikatan fosfodiester- 5C dan 3C pada gula
• Ikatan hidrogen- antara 2 bes
• Tarikan hidrofobik- antara pasangan bes

19
IKATAN KIMIA
IKATAN KOVALEN IKATAN N-GLIKOSIDIK IKATAN
FOSFODIESTER
20
IKATAN ANTARA BES
21
RANTAI DNA
Susunan nukleotida yang dibaca dari arah 5 ke
3- JUJUKAN- 5 TGCA 3
22
RANTAI DNA GANDADUA
23
RANTAI DNA VS RANTAI RNA
Rantai DNA Rantai RNA GULA Deoksiribosa Ribo
sa BES A, G, C, T A, G, C, U 1) 5
AGCTTGCTT 3 2) 5 UCCGAUCTT 3
24
FUNGSI ASID NUKLEIK

• Simpanan maklumat genetik- DNA dan RNA
• Komponen yang terlibat dalam penghasilan protein-
  
• mRNA- pengutus
• rRNA- struktur
• tRNA- pengangkutan

25
KESIMPULAN
DNA dan RNA

• Asid nukleik adalah
• Asid nukleik terbina dari
• Jujukan asid nukleik berfungsi dalam

nukleotida
mengkodkan/menyimpan maklumat genetik
26
PROTEIN

• Molekul asas adalah asid amino

H H2N C COOH R
R MERUPAKAN SALAH SATU DARIPADA 20 RANTAI SISI
YANG BERBEZA. PADA PH 7, KEDUA-DUA KUMPULAN
AMINO DAN KARBOKSIL AKAN TERION
27
20 ASID AMINO
28
KELAS-KELAS ASID AMINO

• NEUTRAL HIDROFOBIK-ALA, VAL, LEU, ILE, PRO,
  TRP, PHE, MET
• NEUTRAL DAN POLAR-GLY, SER, THR, TYR, CYS, ASN,
  GLN
• BERASID- ASP, GLU
• BERBES-LYS, ARG, HIS

29
KOD GENETIK
30
KONFORMASI PROTEIN

• PROTEIN BERUPAYA MELIPAT KEPADA KONFORMASI 3
  DIMENSI. KONFORMASI INI BOLEH DITERANGKAN
  MENGIKUT BEBERAPA TAHAP STRUKTUR
• STRUKTUR PRIMER
• STRUKTUR SEKUNDER
• STRUKTUR TERTIER
• STRUKTUR MULTIMER

31
STRUKTUR PRIMER

• SATU SIRI ASID AMINO YANG TERIKAT SECARA LINEAR
  SIRI AA DIKODKAN OLEH BAHAN GENETIK
• IKATAN ANTARA 2 ASID AMINO (5 hingga 4000 aa)
  YANG BERSAMBUNG OLEH AMIDA (IKATAN PEPTIDA)

Ser
Tyr
Pro
Ikatan peptida
32
STRUKTUR SEKUNDER

• STRUKTUR PRIMER MELIPAT KEPADA STRUKTUR SEKUNDER
  BAGI MEMBENTUK STRUKTUR YANG SEOLAH-OLAH
  MEMPUNYAI TULANG BELAKANG
• BERLAKU IKATAN ANTARA ASID AMINO-ASID AMINO
  SECARA SEMULAJADI ATAU DENGAN BERBANTUKAN PROTEIN
  LAIN
• HELIKS-? DAN HELAIAN-? MERUPAKAN KOMPONEN
  STRUKTUR SEKUNDER INI

33
HELIKS-? DAN HELAIAN-?
34
HELIKS-?

• HELIKS-? DISTABILKAN OLEH IKATAN HIDROGEN YANG
  TERBENTUK ANTARA KUMPULAN CO PADA SATU IKATAN
  PEPTIDA DENGAN KUMPULAH NH PADA SATU LAGI IKATAN
  PEPTIDA YANG TERLETAK 4 RESIDU JAUHNYA PADA
  RANTAIAN POLIPEPTIDA TERSEBUT
• SEGMEN HELIKS-? SELALUNYA PENDEK
• BOLEH MENGIKAT ASID AMINO

35
HELAIAN-?

• HELAIAN-? DISTABILKAN OLEH IKATAN HIDROGEN
  ANTARA ASID AMINO YANG BERADA PADA RANTAI
  POLIPEPTIDA BERBEZA ATAU RANTAI POLIPEPTIDA YANG
  SAMA TETAPI BERADA DALAM ARAH BERTENTANGAN

36
HELAIAN-?

• MELIBATKAN IKATAN HIDROGEN KUMPULAN CO PADA SATU
  IKATAN PEPTIDA DAN NH IKATAN PEPTIDA LAIN
• AKAN TERBENTUK BILA ADA RESIDU GLISIN DAN ALANIN

37
STRUKTUR TERTIER

• ORGANISASI 3 DIMENSI SEMUA ATOM DALAM RANTAI
  POLIPEPTIDA TERMASUK KUMPULAN R DAN TULANG
  BELAKANG POLIPEPTIDA
• TAHAP INI MERUPAKAN STRUKTUR LENGKAP BAGI PROTEIN
  YANG MEMPUNYAI SATU RANTAI POLIPEPTIDA

38
STRUKTUR MULTIMER

• TAHAP PELIPATAN PALING TINGGI YANG MENGHASILKAN
  PROTEIN MULTIMER YANG MENGANDUNGI AGREGAT
  BEBERAPA RANTAI POLIPEPTIDA
• JUGA DISEBUT STRUKTUR KUARTENARI
• RANTAI POLIPEPTIDA YANG MEMBENTUK PROTEIN
  MULTIMERIK DISEBUT SEBAGAI PROTEIN SUBUNIT

39
IKATAN KIMIA PADA PROTEIN

• IKATAN KOVALEN-JAMBATAN DISULFIDA ANTARA 2 RESIDU
  SISTEIN BAGI MEMBENTUK SISTIN
• (STRUKTUR SEKUNDER)
• IKATAN BUKAN KOVALEN
• -IKATAN IONIK
• -IKATAN HIDROGEN
• -TARIKAN HIDROFOBIK
• -IKATAN VAN DER WAALS

40
RUPABENTUK PROTEIN