Reaksi-reaksi Spesifik pada Nukleotida

Reaksi-reaksi Spesifik pada Nukleotida

Nukleotida adalah nukleosida dengan gugus OH dari gula yang terikat dalam kaitan ester dengan asam fosfat. Nukleotida RNA lebih tepat disebut ribonukleotida, dan DNA disebut deoksiribonukleotida. Nama-nama dasar dalam nukleotida adalah sama dengan nukleosida.

Basa	Ribonukleosida	Deoksiribonukelosida	Ribonukleotida	Deoksiribonukleotida
Adenin	Adenosin	2’-deoksiadenosin	Adenosin 5’-fosfat	2’-deoksiadenosin 5’-fosfat
Guanin	Guanosin	2’-deoksiguanosin	Guanosin 5’-fosfat	2’-deoksiguanosin  5’-fosfat
Sitosin	Sitidin	2’-deoksisitidin	Sitidin 5’-fosfat	2’-deoksisitidin 5’-fosfat
Timin	-	Timidin	-	Timidin 5’-fosfat
Urasil	Uridin	-	Uridin 5’-fosfat	-

Karena asam fosfat dapat membentuk anhidrida, nukleotida dapat ada sebagai monofosfat, difosfat, dan trifosfat. Mereka diberi nama dengan menambahkan monofosfat atau difosfat atau trifosfat ke nama nukleosida.

Nama-nama nukleotida disingkat (A, G, C, T, U-diikuti oleh MP, DP, atau TP, tergantung pada apakah itu monofosfat, difosfat, atau trifosfat dengan  di depan jika mengandung 2’- deksi-D-ribosa bukannya D-ribose: misalnya, ATP, dATP).

Asam nukleat adalah rantai gula beranggota lima yang dihubungkan oleh kelompok fosfat. Perhatikan bahwa keterkaitan adalah fosfodiester.

§  Dalam RNA, gula cincin beranggota lima adalah d-ribose.

§  Dalam DNA, gula beranggota lima adalah 2? -deoxy-d-ribose (d-ribose tanpa OH kelompok dalam 2’-posisi).

Asam nukleat yang tersusun atas subunit nukleotida

Asam nukleat terdiri dari rantai panjang subunit nukleotida:

§  Suatu dinukleotida mengandung dua subunit nukleotida.

§  Sebuah oligonukleotida mengandung 3 hingga 10 subunit nukleotida.

§  Polinukleotida mengandung banyak subunit nukleotida.

§  DNA dan RNA adalah polinukleotida.

§  Asam nukleat yang tersusun atas subunit nukleotida

Biosintesis Asam Nukleat

Asam nukleat disintesis dari nukleosfat nukleosida, menggunakan enzim yang disebut DNA polimerase (untuk sintesis DNA) atau RNA polimerase (untuk sintesis RNA). Nukleotida dihubungkan sebagai akibat dari serangan nukleofilik oleh kelompok 3'-OH dari satu trifosfat nukleosida pada fosfor a dari trifosfat nukleosida lain, memecah ikatan fosfoanhidrida dan menghilangkan pirofosfat. Dengan demikian, fosfodiester bergabung dengan gugus 3’-OH dari satu nukleotida dan gugus 5’-OH dari nukleotida berikutnya, dan polimer yang sedang tumbuh disintesis dalam arah 5’  3’. Dengan kata lain, nukleotida baru ditambahkan ke 5’→3’-akhir.

Penambahan nukleotida ke rantaiDNA yang tumbuh. Biosintesis terjadi pada arah 5’→ 3’.

Produk pirofosfat selanjutnya dihidrolisis, yang membuat reaksi yang bergabung dengan nukleotida tidak dapat diubah. Sifat tidak dapat diubah penting jika informasi genetik dalam DNA harus dipertahankan.

Struktur Primer dari Asam Nukleat

Struktur utama asam nukleat adalah urutan basa dalam untai. Dengan konvensi, urutan basa ditulis dalam arah 5’ → 3’ (5’-berakhir ada di sebelah kiri). Ingatlah bahwa nukleotida pada 5’ Akhir rantai memiliki gugus 5-fosfat yang tidak tertaut, dan nukleotida pada 3’-akhir memiliki gugus 3-hidroksil yang tidak tertaut nukleotida pada 5’ akhir rantai memiliki gugus 5-fosfat yang tidak terhubung, dan nukleotida pada 3’-akhir memiliki kelompok 3 -hidroksil yang tidak tertaut.

AMP siklik

Cyclic AMP (cAMP), yang hadir dalam semua bentuk kehidupan, mengendalikan berbagai proses biologis. Nukleotida siklik ini disebut "utusan kedua" karena berfungsi sebagai penghubung antara setidaknya 20 hormon yang berbeda (utusan pertama) dan enzim yang mengatur fungsi seluler.

Misalnya, sekresi hormon, seperti adrenalin, mengaktifkan adenilat siklase, enzim yang bertanggung jawab untuk sintesis AMP siklik dari ATP. Cyclic AMP kemudian mengaktifkan enzim pengatur (Bagian 24.13), umumnya dengan memfosforilasi.

Basa dalam DNA dan RNA

Karbon anomerik dari setiap gula terikat pada nitrogen dari senyawa heterosiklik dalam hubungan b-glikosidik. b-linkage adalah satu di mana substituen di C-1 dan C-4 berada di sisi yang sama dari cincin furanose. Karena senyawa heterosiklik adalah amina, mereka biasanya disebut sebagai basa.

Perbedaan hereditas yang sangat besar antara spesies yang berbeda dan antara anggota yang berbeda dari spesies yang sama ditentukan oleh urutan basa dalam DNA. Anehnya, hanya ada empat basa dalam DNA: dua adalah purin tersubstitusi (adenin dan guanin), dan dua adalah pirimidin tersubstitusi (cytosine dan thymine).

RNA juga hanya berisi empat basa. Tiga (adenin, guanin, dan sitosin) sama dengan DNA, tetapi basa keempat dalam RNA adalah urasil, bukan timin. Perhatikan bahwa timin dan urasil hanya berbeda oleh kelompok metil. (Timin adalah 5-metilurasil.) Alasan DNA mengandung timin bukan urasil.

Permasalahan

1.       Bagaimana perbedaan antara reaksi-reaksi nukleotida dengan nukleosida berdasarkan pada organ tubuh manusia?

2.       Apa saja nama-nama turunan dari nukleotida?

3.       Mengapa RNA memiliki 4 basa daripada DNA yang memiliki 3 basa?

4.       Mengapa timin tidak memiliki ribonukleosida dan urasil tidak memiliki deksiribosa?