Saturday, April 14, 2018
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.
Nukleotida yang merupakan monomer asam nukleat (building block) memiliki banyak fungsi dalam metabolisme selular. Sebagai konstituen asam nukleat, deoxyribonucleic acid (DNA) dan ribonucleic acid (RNA), nukleotida berfungsi sebagai gudang informasi genetik. Struktur protein dan metabolisme biomolekul dan komponen selular lainnya merupakan produk informasi yang sudah terprogram dalam nukleotida. RNA juga terdiri atas nukleotida yang memiliki banyak fungsi. Ribosomal RNA (rRNA) adalah komponen ribosom yang bertanggungjawab pada sintesis protein. Massenger RNA (mRNA) merupakan intermediet yang membawa informasi genetik dari suatu gen ke ribosom. Transfer RNA (tRNA) adalah molekul yang menerjemahkan informasi pada mRNA untuk menentukan asam amino spesifik. Selain gudang genetik, nukleotida juga merupakan bagian dari koenzim, donor gugus fosforil (ATP dan GTP), donor gula (UDP dan GDP-gula) atau donor lipid (CDP-asilgliserol). Bentuk energi pada metabolisme tubuh tergantung pada adanya transfer gugus fosforil.
Nukleotida yang merupakan monomer asam nukleat (building block) memiliki banyak fungsi dalam metabolisme selular. Sebagai konstituen asam nukleat, deoxyribonucleic acid (DNA) dan ribonucleic acid (RNA), nukleotida berfungsi sebagai gudang informasi genetik. Struktur protein dan metabolisme biomolekul dan komponen selular lainnya merupakan produk informasi yang sudah terprogram dalam nukleotida. RNA juga terdiri atas nukleotida yang memiliki banyak fungsi. Ribosomal RNA (rRNA) adalah komponen ribosom yang bertanggungjawab pada sintesis protein. Massenger RNA (mRNA) merupakan intermediet yang membawa informasi genetik dari suatu gen ke ribosom. Transfer RNA (tRNA) adalah molekul yang menerjemahkan informasi pada mRNA untuk menentukan asam amino spesifik. Selain gudang genetik, nukleotida juga merupakan bagian dari koenzim, donor gugus fosforil (ATP dan GTP), donor gula (UDP dan GDP-gula) atau donor lipid (CDP-asilgliserol). Bentuk energi pada metabolisme tubuh tergantung pada adanya transfer gugus fosforil.
Nukleotida memiliki tiga karakteristik komponen yaitu basa nitrogen heterosiklik, gula pentosa dan gugus fosfat. Molekul nukleotida yang gugus fosfatnya mengalami hidrolisis dinamakan dengan nukleosida. Basa dan gula pentosa penyusun nukleotida merupakan bentuk senyawa heterosiklik. Struktur nukleotida dan nukleosida dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Basa nitrogen heterosiklik yang menyusun nukleotida yaitu purin dan pirimidin. Ada empat basa nitrogen yang merupakan unit pembentuk DNA yaitu adenin (A), guanin (G), sitosin (C) dan timin (T). Sedangkan pembentuk RNA yaitu adenin (A), guanin (G), sitosin (C) dan urasil (U). Adenin dan guanin merupakan basa nitrogen jenis purin sedangkan sitosin, timin dan urasil adalah derivat pirimidin.
Gula pentosa penyusun nukleotida memiliki bentuk furanosa. Dalam nukleotida penomoran atom karbon pada gula pentosa menggunakan tanda prime (‘). Gula pentosa penyusun asam nukleat yaitu 2-deoxy-D-ribosa dan D-ribosa. Basa nitrogen heterosiklik terikat secara kovalen dengan pentosa dalam ikatan N-β-glikosil. Ikatan N-β-glikosil terjadi antara karbon 1’ pada pentosa dengan nitrogen nomor 1 pada pirimidin dan nitrogen nomor 9 pada purin. Gugus fosfat terikat pada karbon 5’ gula pentosa melalui mekanisme esterifikasi sehingga dinamakan ikatan fosfoester.
Ribonukleosida dan deoksinukleosida dalam sel tidak hanya berbentuk 5’-monofosfat tetapi juga dapat berbentuk 5’-difosfat dan 5’-trifosfat. Nukleosida 5’-difosfat dan 5’-trifosfat (NDP dan NTP) merupakan asam kuat yang terdisosiasi dengan tiga dan empat proton dari kondensasi gugus fosforik. Oleh karena itu, NDP dan NTP dapat membentuk kompleks divalen dengan Mg2+ dan Ca2+. Dalam sitoplasma, NDP dan NTP ditemukan dalam bentuk kompleks Mg2+. Gugus fosforik dapat mengalami hidrolisis dengan bantuan enzim membentuk molekul fosfat anorganik. ATP adalah salah satu contoh NTP yang memiliki gugus fosfat dan pirofosfat serta berperan pada transfer energi kimia pada reaksi enzimatik. ATP bisa mengalami defosforilasi menjadi ADP, sebaliknya ADP dapat mengalami refosforilasi menjadi ATP pada proses respirasi. Selain sisten ATP-ADP, transfer gugus fosfat pada sel dapat melibatkan GTP, UTP dan CTP. Akan tetapi, sistem GTP, UTP dan CTP hanya berlangsung pada bagian biosintesis spesifik.
DNA dan RNA
a. Ikatan Fosfodiester
Molekul nukleotida akan membentuk asam nukleat dengan membentuk ikatan fosfodiester dimana gugus 5’-fosfat pada unit nukleotida akan berikatan dengan gugus 3’-hidroksil pada unit nukleotida lainnya. Ikatan kovalen pada asam nukleat terdiri atas gugus fosfat dan gula pentosa yang linear dengan basa nitrogen heterosiklik sebagai interval cabangnya. Semua ikatan fosfodiester dapat membentuk rantai panjang yang linear dengan polaritas spesifik pada 5’-end dan 3’-end. Ujung nukleotida yang memiliki posisi 5’ dinamakan 5’-end sedangkan ujung lainnya yang memiliki posisi 3’ dinamakan 3’-end. Berdasarkan konvensi, rantai single asam nukleat selalu digambarkan dengan 5’-end pada kiri dan 3’-end pada kanan sehingga arahnya 5’ -> 3’.
b. DNA
Organisme menterjemahkan informasi spesifik berupa jenis asam amino yang akan menyusun protein dari nukleotida yang menyusun DNA. Kode pada DNA terdiri dari banyak kombinasi 4jenis basa nitrogen pada nukleotida. Informasi yang diterjemahkan dari DNA akan digunakan pada setiap metabolisme pada organisme. Rantai tunggal DNA selalu memiliki gugus 5’ fosfat bebas pada satu ujung dan gugus 3’ hidroksil pada ujung lainnya. Molekul DNA pada organisme berupa dua rantai doble heliks. Jika suatu rantai DNA memiliki kode GTCCAT maka susunannya adalah 5’ pGpTpCpCpApT – OH 3’. Aturan Chargaff menyatakan bahwa proporsi A selalu sama dengan T dan proporsi G selalu sama dengan C (A=T dan G=C) sehingga proporsi purin sama dengan pirimidin. Rosalind Franklin membuat struktur tiga dimensi berdasarkan studi X-ray Diffraction yang kemudian diperbaiki oleh James Watson dan Francis Crick. Double heliks terjadi karena adanya ikatan dua basa nitrogen yang ada pada dua rantai membentuk pasangan basa. Molekul dupleks DNA terdiri dari rantai paralel dan antiparalel dimana satu rantai 3’ ke 5’ dan rantai lainnya 5’ ke 3’. Pasangan basa membentuk ikatan planar yang menghasilkan interaksi hidrofobik yang menstabilkan molekul. Model DNA Watson and Crick menyatakan bahwa adenin membentuk dua ikatan hidrogen dengan timin dan guanin membentuk tiga ikatan hidrogen dengan sitosin.
Permasalahan :
1.Coba Jelaskan mengenai ikatan fosfoester yang terjadi pada gula pentosa
2.Apa yang terjadi jika Ikatan energi tinggi fosfoanhidrat mengalami hidrolisis , Jelaskan proses atau mekanismenya
3.Apa perbedaan dan kesamaan Antara RNA dan DNA , jelaskan secara rinci
nama saya dolla mulyana harnas dengan nim A1C116080 akan mencoba menjawab nomor 3 Letak :
ReplyDeleteRNA = Nukleus mitokondria, kloroplas, sitoplasma dan ribosom
DNA = Nukles, kloroplas dan mitokondria
Fungsi :
RNA = Umumnya sintesis protein
DNA = Pembawa informasi genetic dan sintesis protein
Rantai :
RNA = Tunggal dan tidak terpilin
DNA = Tangga tali terpilin (double helix)
Kadar :
RNA = Berubah-ubah tergantung aktivitas sintesis protein
DNA = Tetap
Gula pentosa :
RNA = Ribosa
DNA = Deoxiribosa
Basa Nitrogen :
RNA = Purin: adenine dan Guanin. Pirimidin: Urasil dan Citosin/Sitosin
DNA = Purin: Adenin dan Guanin. Pirimidin: Timin dan Sitosin/Citosin
Persamaan antara RNA dan DNA adalah:
1. Merupakan asam nukleat
2.Disusun oleh nukleotida
3.Memiliki tulang punggung berupa kompleks gula fosfat
4. Memiliki 4 tipe basa nitrogen
Saya desi ratna sari, akan menjawab permasalahan nomor 1. ada asam nukleat terdapat ikatan kovalen melalui gugus fosfat yang mengu!ungkan antara gugus idroksil "O#$ pada posisi %& gula pentosa dan gugus idroksil pada posisi '& gula pentosa nukleotida !erikutnya( Ikatan ini dinamakan ikatan fosfodiester karena se)ara kimia gugus fosfat !erada dalam !entuk diester(
ReplyDelete•
Ole karena ikatan fosfodiester mengu!ungkan gula pada suatu nukleotida dengan gula pada nukleotida !erikutnya* maka ikatan ini sekaligus mengu!ungkan kedua nukleotida yang !erurutan terse!ut( Dengan demikian* akan ter!entuk suatu rantai polinukleotida yang masing+masing nukleotidanya satu sama lain diu!ungkan ole ikatan fosfodiester.
Ikatan fosfodiester adalah ikatan yang menghubungkan antara gugus hidroksil pada posisi '5 gula pentosa dengan gugus hidroksil posisi '3 gugus hidroksil nukleotida berikutnya. sedangkan ikatan hidrogen adalah ikatan yg terjadi didalam fosfodiester, yaitu antara basa purin dgn pirimidin.
Saya demiati akan menjawab pertanyaan Nomor 3 yang mana,Energi ikatan didefinisikan sebagai sejumlah energi yang dibutuhkan untuk memutuskan satu mol ikatan suatu spesi dalam keadaan gas. Energi akan dilepas bila atom-atom bergabung bersama-sama membentuk suatu ikatan kimia
ReplyDeleteUntuk posfoanhidrat jika mengalami hidrolisi ia akan menghasilkan energi yang tinggi