FLAVONOID

REAKSI-REAKSI SPESIFIK PADA NUKLEOTIDA

Definisi nukleotida

            Nukleotida adalah molekul organik yang merupakan blok pembangun DNA dan RNA. Mereka juga memiliki fungsi yang terkait dengan sinyal sel, metabolisme, dan reaksi enzim. Nukleotida terdiri dari tiga bagian: gugus fosfat, gula 5 karbon, dan basa nitrogen. Empat basa nitrogen dalam DNA adalah adenin, sitosin, guanin, dan timin. RNA mengandung uracil, bukan thymine. Nukleotida membentuk DNA dan RNA dari semua makhluk hidup.

Nukleotida berperan penting dalan membangun kekebalan tubuh terhadap infeksi. Hal tersebut merupakan salah satu alasan mengapa anak yang diberikan ASI jarang terkena batuk, pilek, dan berbagai penyakit lain. Nukleotida mencegah infeksi saluran pencernaan

Terjadinya diare pada anak-anak biasanya disebabkan oleh infeksi virus di saluran perncernaan (gastroenteritis). Terkadang diare juga disebabkan oleh bakteri atau parasit. Nukleotida tidak hanya dapat melindungi anak anda dari infeksi saluran cerna yang parah, tapi juga membantu pencegahan dan penyembuhan diare.

Reaksi-Reaksi Spesifik Pada Nukleotida

            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.

            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. Basa nitrogen memiliki pasangannya masing - masing atau spesifik yang memiliki ikatan hidrogen sebagai pengikatnya.

 

  

nukleotida menyusun  RNA  

  

nukleotida pada RNA

 

nukleotida pada DNA

Bagian dari Nukleotida

            Gambar di bawah ini menunjukkan tiga bagian nukleotida. Dari kiri ke kanan, setiap nukleotida terdiri dari gugus fosfat, gula 5 karbon, dan basa nitrogen (yang ditunjukkan di sini adalah adenin).

Struktur kimia DAMP

            Dalam DNA, gula 5-karbon adalah deoksiribosa, sedangkan dalam RNA, gula 5-karbon adalah ribosa. Ini memberi DNA dan RNA nama mereka; nama lengkap DNA adalah asam deoksiribonukleat, dan RNA adalah asam ribonukleat.

            DNA dan RNA mengandung semua informasi genetik yang diperlukan agar sel berfungsi. Dalam DNA dan RNA, banyak nukleotida terikat bersama untuk membentuk untaian panjang dalam struktur yang disebut double helix. Kelompok fosfat dan gula 5 karbon menyusun tulang punggung helix ganda, sedangkan basa nitrogen terletak di tengah dan terikat satu sama lain. Angka ini menunjukkan struktur kimia DNA. Perhatikan bagaimana fosfat dan gula terikat untuk membentuk tulang punggung, dan basa nitrogen juga terikat satu sama lain di tengah-tengah helix ganda:

Jenis Basa Nitrogen dalam Nukleotida

Kelima jenis basa nitrogen yang ditemukan dalam nukleotida disebut adenin, sitosin, guanin, timin, dan urasil. Mereka sering disingkat A, C, G, T, dan U.

Adenin

            Adenin adalah purin, yang merupakan salah satu dari dua keluarga basa nitrogen. Purin memiliki struktur cincin-ganda. Dalam DNA, ikatan adenin dengan timin. Dalam RNA, ikatan adenin dengan uracil.

Sitosin

Keluarga lain dari basa nitrogen adalah pirimidin. Sitosin adalah pirimidin; hanya memiliki satu cincin dalam strukturnya. Ikatan sitosin dengan guanin pada DNA dan RNA.

Struktur kimia sitosin

Guanine

Seperti adenin, guanin adalah purin; ini memiliki cincin ganda. Itu terikat dengan sitosin dalam DNA dan RNA.

Timin

Seperti cytosine, thymine adalah pirimidin dan memiliki satu cincin. Itu terikat dengan adenin dalam DNA. Timin tidak ditemukan di RNA.

Uracil

Uracil juga merupakan pirimidin. Itu terikat dengan adenin di RNA; itu tidak ditemukan di DNA.

Lebih lanjut tentang Basa Nitrogen

            Basa nitrogen berpasangan ini membentuk bagian tengah struktur heliks ganda. Purin selalu berikatan dengan pirimidin, tetapi lebih spesifik, setiap ikatan dasar dengan basa komplementernya: A dengan T (atau U, RNA), C dengan G, dan sebaliknya. Ketika basa nitrogen dari dua nukleotida terikat, mereka disebut sebagai pasangan basa. Basis terhubung melalui ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen dapat dengan mudah dilepaskan sehingga DNA dapat "unzip" selama proses replikasi.

            Kadang-kadang ketika DNA direplikasi, basis nitrogen yang salah dimasukkan ke dalam salinan DNA. Ada mekanisme di tempat untuk memperbaiki kesalahan ini, tetapi beberapa melalui tanpa diketahui dengan hasil bahwa DNA tidak memiliki pasangan basa yang tepat di lokasi. Ini disebut mutasi titik dan dapat memengaruhi fungsi gen. Kebanyakan mutasi titik tidak berbahaya, tetapi jika terjadi dalam sel sperma atau sel telur, mereka dapat diwariskan ke keturunan. Anemia sel sabit adalah contoh gangguan yang disebabkan oleh mutasi titik tunggal pada gen yang menciptakan hemoglobin, yang merupakan bagian dari sel darah merah yang membawa oksigen ke seluruh tubuh.

DNA

            Molekul DNA merupakan molekul double-helix yang memiliki dua untai polinukleutida (double-stranded). Setiap polinukleutida dari DNA terdiri atas nukletida-nukleutida yang dihubungkan oleh ikatan phospodiester. Nukleutida pada molekul DNA mengandung tiga komponen penting, yaitu :

·         Gula pentosa yang disebut deoxyribose (gula ribosa yang kehilangan atom oksigen pada atom C nomor 2)

·         Gugus fosfat, menyusun struktur nukleutida (nukleusida monofosfat)

            Basa nitrogen berupa basa purin (adenine dan guanin) dan basa pirimidin (timin dan sitosin). Basa adenine dari untai yang satu akan berpasangan dengan basa timin dari untai yang lainnya. Sedangkan basa guanine dari untai yang satu akan berpasangan dengan basa sitosin dari untai lainnya.

Struktur DNA

            Nukleutida berdasarkan kandungan basa nitrogen yang menyusunnya dibedakan atas Adenosine monophosphate (AMP), Guanine monophosphate (GMP), Cytidine monophosphate (CMP), Thymidine monophosphate (TMP) dan Uridine monophosphate (UMP). Struktur nukleutida dapat juga dikatakan tersusun atas gugus fosfat dan nukleusida (gabungan antara gula pentose dan basa nitrogen). Nukleusida-nukleusida tersebut dihubungkan dengan gugus fosfat melalui ikatan glikosidik. Macam-macam nukleusida berdasarkan kandungan basa nitrogen yang menyusunnya dibedakan atas Adenosine (A), Guanosine (G), Cytidine (C), Thymidine (T) dan Uridine (U).

Model Struktur DNA Watson-Crick

            Struktur DNA yang sangat kecil dan rumit dapat digambarkan dengan model struktur DNA yang diusulkan oleh Watson James dan Crick Francis. Model struktur DNA tersebut dikenal dengan nama model tangga berpilin (double helix).kedua untai polinukleutida saling memilin di sepanjang sumbu yang sama.kedua untai polinukleutida satu sama lain arahnya sejajar tetapi berlawanan arah (antiparalel) basa-basa nitrogen menghadap ke arah sumbu dan masing-masing basa nitrogen berpasangan satu sama lain (antara untai yang satu dengan untai yang lain). basa Adenin pada satu untai berpasangan dengan basa timin pada untai lainnya, dan basa guanin pada satu untai berpasangan dengan basa sitosin pada untai lainnya. oleh karena itu kedua untai polinukleutida dikatakan komplementer satu sama lain. setiap pasangan basa berjarak 3,4 A dengan pasangan basa berikutnya. tedapat 10 pasangan basa bitrogen di dalam satu kali pilinan (360). jumlah iktana hidrogen antara basa nitrogen Adenin dan Timin sebanyak rangkap dua, sedangkan antara basa nitrogen guanosin dan sitosin sebanyak rangkap tiga. oleh karena itu nisbah G+C yang tinggi maka semakin tinggi pula stabilitas molekul DNA gugus fosfat dan gula pentosa terletak di sebelah luar sumbu. nukleutida-nukleutida penyusun polinukleutida yang berurutan satu sama lain dihubungkan oleh ikatan fosfodiester. ikatan fosfodiester menghubungkan atom C nomor 3′ dengan atom C nomor 5′ pada gula deoksiribosa.

            Atom C nomor 3′ di salah satu ujung untai polinukleutida tidak lagi memiliki ikatan fosfodiester, tetapi mengikat gugus OH sehingga ujung 3′ disebut ujung OH. sedangakn di ujung lainnya, yaitu atom C nomor 5′ akan mengikat gugus fosfat, sehingga ujung 5′ disebut ujung P.Arah antiparalel kedua ujung dilihat dari arah ujung 3′ dan ujung 5′. Jika untai yang satu memiliki arah dari ujung 5′ ke 3′, maka untai yang lain (untai komplementernya) memiliki arah dari ujung 3′ ke 5′.

RNA

            Molekul RNA merupakan hasil instruksi DNA yang disintesis melalui mekanisme transkripsi DNA untuk selanjutnya ditransfer keluar dari inti sel masuk ke dalam sitoplasma. Molekul RNA memiliki perbedaan yang mendasar dengan molekul DNA, yaitu :

·         Gula pentosa penyusun nukleutida bukan deoxyribosa seperti yang dimiliki DNA, tetapi berupa gula ribosa.

·         RNA tidak memiliki basa nitrogen jenis timin, tetapi digantikan dengan basa urasil (U). Ketika suatu untai tunggal RNA akan disintesis melalui mekanisme transkripsi DNA, basa urasil akan dimunculkan sebagai hasil transkripsi (penyalinan) dari basa adenine untai DNA.

·         Molekul RNA merupakan molekul untai tunggal polinukleutida (single-stranded), tidak seperti DNA yang merupakan molekulk double-stranded (untai ganda).

Struktur RNA

RNA merupakan rantai tungga polinukleotida.Setiap ribonukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu :

– 5 karbon

– basa nitrogen yang terdiri dari golongan purin (yang sama dengan DNA) dan golongan pirimidin yang berbeda yaitu sitosin (C) dan Urasil (U)

– gugus fosfat

            Purin dan pirimidin yang berkaitan dengan ribosa membentuk suatu molekul yang dinamakan nukleosida atau ribonukleosida, yang merupakan prekursor dasar untuk sintesis DNA.Ribonukleosida yang berkaitan dengan gugus fosfat membentuk suatu nukleotida atau ribonukleotida.RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibandingkan DNA.

Tipe RNA

RNA terdiri dari tiga tipe, yaitu mRNA ( messenger RNA ) atau RNAd ( RNA duta ), tRNA ( transfer RNA ) atau RNAt ( RNA transfer ), dan rRNA ( ribosomal RNA ) atau RNAr ( RNA ribosomal ).

RNAd

            RNAd merupakan RNA yang urutan basanya komplementer dengan salah satu urutan basa rantai DNA.RNAd membawa pesan atau kode genetik (kodon) dari kromosom (di dalam inti sel) ke ribosom (di sitoplasma).Kode genetik RNAd tersebut kemudian menjadi cetakan utnuk menetukan spesifitas urutan asam amino pada rantai polipeptida.RNAd berupa rantai tunggal yang relatif panjang.

RNAr

RNAr merupakan komponen struktural yang utama di dalam ribosom.Setiap subunit ribosom terdiri dari 30 – 46% molekul RNAr dan 70 – 80% protein.

RNAt

RNAt merupakan RNA yang membawa asam amino satu per satu ke ribosom.Pada salah satu ujung RNAt terdapat tiga rangkaian baa pendek ( disebut antikodon ).Suatu asam amino akan melekat pada ujung RNAt yang berseberangan dengan ujung antikodon.Pelekatan ini merupakan cara berfungsinya RNAt, yaitu membawa asam amino spesifik yang nantinya berguna dalam sintesis protein yaitu pengurutan asam amino sesuai urutan kodonnya pada RNAd.

Fungsi Nukleotida

            Selain menjadi unit dasar materi genetik untuk semua makhluk hidup, nukleotida memiliki fungsi lain juga. Nukleotida ditemukan dalam molekul lain seperti adenosine triphosphate (ATP), yang merupakan molekul energi utama sel. Mereka juga ditemukan dalam koenzim seperti NAD dan NADP, yang berasal dari ADP; molekul-molekul ini digunakan dalam banyak reaksi kimia yang memainkan peran dalam metabolisme. Molekul lain yang mengandung nukleotida adalah AMP siklik (cAMP), molekul pembawa pesan yang penting dalam banyak proses termasuk pengaturan metabolisme dan pengangkutan sinyal kimia ke sel. Nukleotida tidak hanya membentuk blok pembangun kehidupan, tetapi juga membentuk banyak molekul berbeda yang berfungsi untuk memungkinkan kehidupan.

Permasalahan :

1.       Jelaskan komponen-komponen nukleotida!

2.      .mengapa gula penyusun nukleotida pada RNA dan DNA berbeda ?

3.       mengapa DNA mampu menyimpan informasi genetik?

An.MR