Nukleotida – pengertian, Struktur dan fungsi

Nukleotida adalah monomer yang rantai-rantainya membentuk makromolekul yang disebut asam nukleat (DNA dan RNA). Rantai nukleotida disebut polinukleotida.

Ada 2 jenis nukleotida: ribonukleotida yang membentuk asam ribonukleat atau RNA dan deoksiribonukleotida yang membentuk asam atau asam deoksiribonukleat.

Dalam sel eukariotik, yaitu, sel yang memiliki nukleus sel yang ditentukan, nukleotida ditemukan dalam nukleus, sedangkan dalam sel prokariotik (tanpa nukleus yang ditentukan), nukleotida ditemukan dalam nukleoid.

Dalam biologi molekuler, nukleotida menjadi unit dasar DNA, yang berisi informasi genetik sel, dan RNA, yang menyimpan dan mengangkut informasi ke ribosom untuk sintesis protein, adalah bagian dari apa yang disebut ” dogma sentral “, yaitu, bagian informasi dari DNA ke RNA dan kemudian ke ribosom untuk sintesis protein.

Pengertian

Nukleotida adalah makromolekul yang sangat rumit, karena terdiri dari tiga molekul lain: asam fosfat, pentosa atau karbohidrat dengan lima atom karbon (dapat berupa ribosa atau deoksiribosa) dan basa nitrogen.

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.

Penelitian nukleotida berkaitan dengan mengidentifikasi berbagai nukleotida hadir dalam tubuh dan apa yang mereka lakukan, dan dalam melihat variasi nukleotida yang bisa dihubungkan dengan patologi dan berbagai fenomena alam. Misalnya, kesalahan dalam produksi nukleotida dapat menyebabkan mutasi genetik, disebabkan oleh gangguan dalam penyalinan DNA yang mengakibatkan kerusakan berbagai daerah dari kode genetik. Banyak peneliti menggunakan sistem pemodelan komputer yang canggih untuk membuat model dari nukleotida yang bekerja dengan mereka.

Struktur nukleotida

Nukleotida sel adalah kombinasi basa nitrogen dan sejenis gula. Lima basa nitrogen yang paling umum adalah adenin, timin, urasil, guanin, dan sitosin. Semuanya merupakan struktur datar dan saling melengkapi (misalnya, adenin selalu berikatan dengan tinine atau dengan urasil).

Sedangkan untuk gula, ribosa adalah yang paling umum dalam nukleotida yang ditemukan dalam RNA sel dan deoksiribosa adalah yang paling umum dalam nukleotida yang ditemukan dalam DNA. Oleh karena itu, nukleotida dibentuk oleh basa nitrogen (misalnya, adenin) dan gula seperti deoksiribosa.

Basa nitrogen mengikat gula melalui ikatan yang disebut ikatan glikosidik. Ikatan atau ikatan ini terbentuk antara karbon nomor 1 dari ribosa atau deoksiribosa dan, di sisi lain, nitrogen 1 dari basa atau nitrogen 9. Molekul yang dihasilkan disebut nukleosida. Setelah nukleosida terbentuk, asam fosfat ditambahkan padanya dan nukleotida pasti terstruktur.

Studi tentang nukleotida sangat penting dalam studi biologis makhluk hidup.

Pertama, struktur ini menentukan pembentukan DNA dan RNA. Kedua, asam nukleat adalah pemancar energi esensial agar sel dapat berfungsi dengan baik (misalnya, dalam proses fotosintesis tanaman). Akhirnya, nukleotida dapat menjadi bagian dari koenzim, yaitu molekul organik yang terlibat dalam reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim.
ATP adalah nukleotida dengan fungsi yang sangat spesifik

ATP (akronim dalam bahasa Inggris yang berhubungan dengan adenosin trifosfat) menyimpan energi yang diperoleh organisme hidup dari lingkungan luar. Dengan cara ini, molekul ini memungkinkan suatu organisme untuk melakukan serangkaian fungsi vital.

Faktanya, ATP terlibat dalam reaksi anabolik dan metabolik yang terjadi pada organisme apa pun. Dalam hal ini, sel membutuhkan mekanisme untuk menyimpan energi dan ATP adalah nukleotida yang bertanggung jawab atas fungsi ini.

Transfer energi

Nukleotida, karena gugus fosfatnya, adalah sumber yang lebih disukai dalam sel untuk transfer energi. Nukleotida dalam keadaan stabil ketika mereka memiliki satu kelompok asam fosfat. Setiap gugus fosfat tambahan yang memiliki nukleotida berada dalam keadaan yang lebih tidak stabil dan ikatan fosfat cenderung putus dengan hidrolisis dan melepaskan energi yang mengikatnya ke nukleotida. Sel memiliki enzim yang fungsinya tepat untuk menghidrolisis nukleotida untuk mengekstrak potensi energi yang tersimpan dalam ikatannya. Karena alasan ini, nukleotida trifosfat adalah sumber energi yang lebih disukai dalam sel. Di antara mereka, ATP (nukleotida adenin dengan tiga kelompok wadah energi fosfat), adalah favorit dalam reaksi seluler untuk transfer energi yang diminta. UTP (urasil + tiga fosfat) dan GTP (Guanin dan tiga fosfat) juga mengakomodasi kebutuhan energi sel dalam reaksi dengan gula dan perubahan struktur protein, masing-masing.

Nomenklatur

Posisi atom dalam nukleotida ditentukan dalam kaitannya dengan atom karbon dalam gula ribosa atau deoksiribosa.

  • Purin atau pirimidin terletak di 1 ‘gula karbon.
  • Gugus fosfat berada dalam karbon 5 ‘.
  • Gugus hidroksil pada karbon 3 ‘gula, yang bereaksi dengan gugus karbon fosfat 5’ dari nukleotida berikutnya untuk membentuk rantai DNA atau RNA

Fungsi Nukleotida

Nukleotida memainkan peran penting dalam banyak proses biologis seperti:

1. Sintesis asam nukleat

Nukleotida bertindak sebagai “Prekursor diaktifkan” di mana mereka bersatu untuk membentuk keadaan polimer yang disebut sebagai “Asam Nukleat”, yaitu DNA dan RNA. Metabolisme asam nukleat adalah proses anabolik di mana basa nitrogen, gula pentosa dan gugus fosfat mengalami reaksi kimia untuk membentuk asam deoksiribonukleat atau asam ribonukleat.

2. Membantu transfer energi

Adenosin trifosfat atau ATP disebut sebagai “mata uang energi” yang digunakan dalam banyak proses seluler dan biologis. ATP membantu dalam sintesis asam Ribonukleat. Guanosin trifosfat atau GTP adalah nukleotida yang terlibat dalam pergerakan molekul atau ion tertentu dan perubahan konformasi dalam biomolekul seperti protein.

3. Bekerja sebagai Koenzim

Nukleotida adenin adalah komponen yang membentuk koenzim tertentu seperti FAD, NAP, dan NADP dll. Yang bertindak sebagai molekul energi untuk melakukan jalur biologis dan biokimiawi. Flavin adenina dinukleotida (FAD) adalah koenzim yang melakukan oksidasi molekul bahan bakar. Nikotinamid adenin dinukleotida adalah koenzim yang ditemukan di hampir semua organisme hidup untuk melakukan metabolisme anabolik. Nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADP) adalah koenzim yang digunakan dalam reaksi anaerob seperti sintesis asam nukleat dan asam lemak.

4. Keterlibatan dalam Metabolisme

Turunan nukleotida seperti cAMP dan cGMP adalah turunan siklik yang berasal dari adenosin trifosfat dan guanosin trifosfat. Baik cAMP dan cGMP adalah pengirim pesan sekunder yang bertindak sebagai perantara yang diaktifkan di mana mereka memasuki dan mengatur jalur metabolisme. cAMP mengatur mekanisme alosterik dalam sistem metabolisme. CGMP mengatur aksi hormon seperti hormon peptida.

5. Keterlibatan dalam proses pensinyalan

Nukleotida siklik seperti cAMP, cGMP dll terlibat dalam proses “Transduksi sinyal” di mana sel-sel berkomunikasi dengan sel tetangga mereka. Dalam transduksi sinyal, sel menghasilkan sinyal sebagai respons melalui modifikasi aktivitas seluler dan ekspresi gen.

Nukleotida dan asam nukleat

Nukleotida adalah unit dasar asam nukleat (DNA dan RNA) dan mengandung 4 basa nitrogen, gula 5-karbon dan gugus fosfat. Sedangka asam nukleat merupakan bahan genetik organisme dan diperlukan untuk penyimpanan dan pengungkapan informasi genetik.

Basa nitrogen asam nukleat terdiri dari 2 purin dan 2 pirimidin. Basa nitrogen asam deoksiribonukleat (DNA) adalah: Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) dan Timin (T). dan asam ribonukleat (RNA) adalah: Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) dan Urasil (U).

Gula 5-karbon dalam DNA disebut deoksiribosa, dan gula dalam RNA disebut ribosa.

Nukleotida dan nukleosida

Nukleosida adalah bagian dari nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen dan gula 5-karbon atau pentosa, tidak termasuk gugus fosfat.

Basa nitrogen dapat berupa Adenin (A), Guanin (G), Sitosin (C) (untuk DNA dan RNA), Timin (T) (untuk DNA) atau Urasil (U) (untuk RNA), dan gula dapat menjadi deoksiribosa untuk DNA atau ribosa untuk RNA.

Related Posts