REAKSI-REAKSI SPESIFIK NUKLEOTIDA

I. PENGERTIAN NUKLEOTIDA

Nukleotida adalah molekul yang membentuk bagian penting dari RNA dan DNA, membuat mereka penting bagi setiap organisme di Bumi. Molekul-molekul khusus juga terlibat dalam reaksi enzim dalam tubuh, produksi energi kimia, dan sel sinyal. Sejumlah peneliti bekerja dengan nukleotida, mengidentifikasi berbagai jenis dan fungsi mereka, dan mempelajari struktur kimianya.

Tiga molekul terpisah datang bersama-sama untuk membuat nukleotida. Yang pertama adalah basa yang dapat menjadi purin atau senyawa pirimidin. Basa menempel pada gula pentosa, gula yang memiliki lima atom karbon, untuk membuat sebuah nukleosida. Nukleosida pada gilirannya bergabung dengan kelompok fosfat, menciptakan nukleotida. Dalam kasus RNA, gula adalah gula ribosa, menciptakan ribonukleotida, dan dalam DNA, gula adalah gula deoksiribosa, menciptakan sebuah deoksribonukleotida.

Ketika nukleotida saling terhubung, mereka membentuk asam nukleat, polimer. Dalam DNA dan RNA, ikatan kimia menciptakan rantai panjang asam nukleat yang tergabung dalam bentuk tangga seperti yang terkenal. Struktur kimia dari masing-masing menentukan nukleotida yang nukleotida itu dapat mengikat seluruh tangga, suatu sifat penting yang menentukan bagaimana DNA dan RNA dapat dirakit. Setiap set nukleotida yang membentuk sebuah anak tangga di tangga dikenal sebagai pasangan basa, dan organisme individu dapat memiliki miliaran pasangan basa dalam kode genetik.

Nukleotida, bersama dengan asam amino, kadang-kadang disebut sebagai blok bangunan kehidupan, karena mereka memberikan dasar dari kode genetik. Dalam bentuk DNA, asam nukleat mampu menjalani proses yang dikenal sebagai transkripsi untuk membuat salinan RNA, dan salinan RNA mengarahkan produksi berbagai protein oleh tubuh. Protein ini terlibat dalam proses biokimia harian, dan juga dalam struktur yang mendasari suatu organisme, dengan gen untuk memproduksi protein mengaktifkan secepat telur dibuahi menjadi sel dan mulai membagi.

II. 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.

III. KOMPONEN NUKLEOTIDA

a) 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).

b) 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.)

c) 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.

IV. REAKSI-REAKSI NUKLEOTIDA

Monomer nukleotida sebagai struktur primer asam nukleat diperoleh dari hasil hidrolisis asam nukleat. Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa. Jika hidrolisis dilanjutkan kembali terhadap senyawa nukleosida dalam larutan asam berair akan dihasilkan molekul gula dan basa nitrogen dengan bentuk heterosiklik. Asam nukleat tersusun dari monomer-monomer berupa nukleotida, yang masing-masing terdiri atas sebuah gugus fosfat, sebuah gula pentosa, dan sebuah basa N. Dengan demikian, setiap nukleotida pada asam nukleat dapat dilihat sebagai nukleosida monofosfat. Namun, pengertian nukleotida secara umum sebenarnya adalah nukleosidadengan sebuah atau lebih gugus fosfat. Sebagai contoh, molekul ATP (adenosintrifosfat) adalah nukleotida yang merupakan nukleosida dengan tiga gugus fosfat.

 

Selain ikatan glikosidik yang menghubungkan gula pentosa dengan basa N, pada asam nukleat terdapat pula ikatan kovalen melalui gugus fosfat yang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dangugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. Ikatan inidinamakan ikatan fosfodiester karena secara kimia gugus fosfat berada dalam bentuk diester.Oleh karena ikatan fosfodiester menghubungkan gula pada suatu nukleotidadengan gula pada nukleotida berikutnya, maka ikatan ini sekaligusmenghubungkan kedua nukleotida yang berurutan tersebut. Dengan demikian,akan terbentuk suatu rantai polinukleotida yang masing-masing nukleotidanyasatu sama lain dihubungkan oleh ikatan fosfodiester. Kecuali yang berbentuk sirkuler, seperti halnya pada kromosom dan plasmid bakteri, rantai polinukleotida memiliki dua ujung.

V. PERMASALAHAN

1) Jelaskan komponen-komponen nukleotida!

2) Jelaskan mengenai ikatan glikosidik!

3) Jelaskan mengenai ikatan fosfodieter!

4) Proses hidrolisis lebih lanjut dari monomer nukleotida akan dihasilkan asam fosfat dan  nukleosida. Proses hidrolisis ini dilakukan dalam suasana basa. Mengapa dalam suasan basa?