Reaksi - Reaksi Spesifik Nukleotida

A.   Pengertian nukeotida

            Nukleotida adalah molekul yang tersusun dari gugus basa heterosiklik, gula, dan satu atau lebih gugus fosfat. Basa penyusun nukleotida biasanya adalah berupa purina atau pirimidina 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 transduksi sinyal seluler.

Nama-nama nukleotida disingkat menjadi kode empat-huruf standar. Huruf pertama berupa huruf kecil dan menandakan bawa nukleotida yang dipertanyakan adalah sebuah ribonukleotida (r) atau deoxyribonucleotid (d). Huruf ke-2 menandakan nukleosida yang berhubungan dengan nukleobasa:

G: Guanina

A: Adenina

T: Timina

C: Sitosina

U: Urasil biasanya tidak ada dalam DNA, tetapi menggantikan timina pada RNA

Huruf ke-3 dan ke-4 menandakan panjang dari rantai fosfat yang terikat (Mono-, Di-, Tri-) dan keberadaan sebuah fosfat (P). Sebagai contoh, deoksi-sitidin-trifosfat disingkat sebagai dCTP.

B.    Struktur Nukleotida

Mari kita memperbesar DNA. Kita memasuki inti sel, mengungkap kromosom, dan melihat untai ganda tipis. Perbesar Gambar lebih jauh, dan Anda akan melihat bahwa masing-masing helai terbuat dari kecil bahan bangunan yang disebut nukleotida. Dengan DNA tampak seperti tangga memutar, setiap blok bangunan, atau nukleotida, termasuk setengah anak tangga (setengah lainnya milik untai lainnya) dan sedikit dari bagian vertikal tangga.

Nukleotida juga ada dengan sendirinya dan dapat menjadi bagian dari molekul penting lainnya selain DNA. Misalnya, energi pembawa ATP adalah bentuk nukleotida.

DNA (Deoxyribonucleic Acid): DNA merupakan tempat penyimpanan informasi genetik. DNA adalah molekul polinukleotida yang tersusun dari polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, serta membentuk ikatan seperti rantai ganda dan berpilin ke kanan (double helix). Setiap nukleotida terdiri atas tiga gugus molekul berikut.

Komponen gula berupa deoksiribosa.

Basa nitrogen yang terdiri atas purin dan pirimidin. Purin terdiri atas adenin (A) dan guanin (G), serta pirimidin terdiri atas sitonin (C) dan timin (T).

Gugus fosfat.

C.    Komponen Nukleotida

Nukleotida selalu memiliki basa nitrogen, gula, dan satu atau lebih fosfat. Mari kita belajar tentang setiap bagian.

Basis nitrogen

Disebut basa untuk jangka pendek, ini mungkin adenin, timin, sitosin, guanin, atau urasil. Mereka diberi nama setelah fakta bahwa mereka basa, bukan asam, dan mereka masing-masing berisi beberapa atom nitrogen. Nukleotida dapat berpasangan satu sama lain: pasangan sitosin dengan guanin, dan pasangan adenin dengan timin (pada DNA) atau urasil (RNA).

Gula

Ada banyak jenis gula, namun ada dua yang penting di sini: Ribosa merupakan gula yang Anda akan melihatnya pada RNA. Ada versi ribosa yang memiliki atom oksigen yang hilang, dan kita menyebutnya gula deoksiribosa. Itulah jenis gula dalam nukleotida DNA. (Ingat bahwa DNA adalah singkatan dari Asam deoksiribonukleat.)

Fosfat

Fosfat adalah atom fosfor terikat empat atom oksigen. Ikatan antara fosfat adalah energi yang sangat tinggi dan bertindak sebagai bentuk penyimpanan energi. Ketika ikatan rusak, energi yang dihasilkan dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan.

D.   Jenis dan Contoh Nukleotida

Ketika nukleotida dipolimerisasikan, atau bergabung bersama-sama, mereka membentuk asam nukleat, seperti DNA atau RNA. Setiap fosfat nukleotida yang telah bergabung dengan gula lain, membentuk tulang punggung gula-fosfat dengan basa nitrogen menggantung di samping.

Sebuah nukleosida (perhatikan ‘s’) adalah bagian dari nukleotida yang hanya terbuat dari gula dan basa. Jadi kita bisa berbicara tentang nukleotida sebagai nukleosida ditambah fosfat:

Sebuah monofosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup satu fosfat.

Sebuah difosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup dua fosfat.

Sebuah trifosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup tiga fosfat.

Nukleotida dapat siklik (seperti siklik AMP), yang berarti bahwa alih-alih satu ikatan antara fosfat dan gula, fosfat terikat pada gula di dua tempat. Pikirkan memegang kedua tangan seorang teman, dari atas, lengan dan lengan teman Anda terlihat seperti lingkaran.

E.    Fungsi Nukleotida

Nukleotida memiliki banyak fungsi dalam sel. Salah satu yang paling terkenal adalah fungsi mereka dalam asam nukleat: mereka membuat DNA, yang menyimpan informasi. Demikian juga, mereka membuat RNA, yang dapat membawa informasi atau dapat bertindak sebagai enzim.

Ketika asam nukleat yang dibuat, mereka harus dirakit dari bahan bangunan masing-masing. Bahan-bahan awal adalah trifosfat nukleosida. Dua fosfat dihapus sebagai nukleotida ditambahkan, energi dalam ikatan mereka diperlukan untuk melakukan pekerjaan melampirkan nukleotida baru.

Trifosfat nukleosida lain yang terkenal adalah ATP, atau adenosin trifosfat. Dalam respirasi sel, energi dari metabolisme makanan digunakan untuk melampirkan fosfat ketiga. Dengan cara ini, energi disimpan, seperti baterai, sampai diperlukan. Sebuah enzim dapat menghapus fosfat, dan menggunakan energi yang dihasilkan untuk menyalakan sebuah tindakan kecil dalam sel.

Beberapa nukleotida yang terlibat dalam komunikasi dalam sel, seperti siklik AMP, atau sebagai kofaktor untuk membantu kerja enzim, seperti koenzim A. Molekul-molekul ini dapat termasuk komponen lain selain standar dasar, gula, dan fosfat.

Rangkaian kimia antara deoksiribosa dengan basa nitrogen (purin atau pirimidin) disebut nukleosida. nukleosida tersebut akan berikatan dengan fosfat membentuk nukleotida. Gabungan nukleotida dalam suatu rantai polimer panjang akan membentuk DNA.

pada setiap molekul DNA, jumlah adenin selalu sama dengan jumlah timin, jumlah guani selalu sama dengan jumlah sitosin. Adenin selalu berpasangan dengan timin dan guanin selalu berpasangan dengan sitosin. Adenin dan timin membentuk dua ikatan hidrogen sedangkan sitosin dan guanin membentuk tiga ikatan hidrogen.

DNA terletak dalam nukleus dan berperan dalam membentuk sifat genetik suatu individu. selain itu, DNA dapat berfungsi sebagai heterokatalitik (mensintesis molekul lain seperti RNA) dan otokatalitik (replikasi diri).

RNA (Ribonucleic Acid): makromolekul yang berupa rantai tunggal polinukleotida, berfungsi sebagai penyimpan dan penyalur informasi genetik. setiap ribonukleotida terdiri dari;

komponen gula berupa ribosa

basa nitrogen yang terdiri atas golongan purin dan golongan pirimidin (sitosin dan urasil)

gugus fosfat

RNA mempunyai tiga tipe, yaitu rRNA (ribosom RNA), mRNA (messenger RNA/ dRNA) dan tRNA (transfer RNA). DNA dan RNA bertanggung jawab terhadap proses sintesis protein. RNA terdapat dalam jumlah banyak di sitoplasma dan ribosom, serta hanya terdapat sedikit di nukleus. Kadar RNA dalam sitoplasma dapat berubah-ubah dipengaruhi oleh sintesis prRumus bangun dan tata cara pemberian nama basa purin

Adenin = 6-amino purin (adenine) Hiposantin = 6-oksi purin (hypoxanthine)

Guanin = 2-amino-6-oksi purin (Guanine) Santin = 2,6-dioksi purin (xanthine)

2

Rumus bangun dan tata cara pemberian nama basa pirimidin (pyrimidine)

Sitosin = 2-oksi 4-amino pirimidin Orotat = 2,4-dioksi 6-karboksil pirimidin

Urasil = 2,4-dioksi pirimidin (Uracil)

Timin = 2,4-dioksi 5 –metil pirimidinotein.

Dengan menambahkan satu, dua atau 3 fosfat pada ribosa maka akan

menghasilkan suatu nukleotida. Pada umumnya fosfat terikat dengan ikatan ester pada

karbon 5‟ ribosa. Apabila ada lebih dari satu fosfat, maka diantara fosfat tersebut terikat

dengan anhidrida asam. 3‟-5‟ AMP menunjukkan ikatan ester fosfat pada 3‟ dan 5‟ gugus

hidroksil ribosa dari adenosin. 2‟-GMP artinya fosfat terikat dengan ikatan ester pada 2‟

gugus hidroksil dari guanosin.

Contoh : AMP, CDP, dGTP, dTTP, cAMP

 permasalahan 

1. bagaimana jika nukeotida dipoimerisasikan , jelaskan !

2. jelaskan perbedaan gula ribosa dan deoksiribosa pada nukleotida !

3. jelaskan perbedaan monofosfat, difosfat, dan trifosfat pada nukleotida!

4. jeaskan  Nukleotida dapat membentuk  siklik (seperti siklik AMP)!