Pengertian Nukleotida: Fungsi, Komponen, Karakteristik, contoh, struktur

Nukleotida adalah senyawa organik yang terbuat dari basa nitrogen, gula, dan asam fosfat. Dimungkinkan untuk membagi nukleotida menjadi ribonukleotida (ketika gula ribosa) dan deoksiribonukleotida (jika gula adalah deoksiribosa).

Nukleotida dapat bertindak sebagai monomer dalam asam nukleat (DNA atau RNA), membentuk rantai linier, atau bertindak sebagai molekul bebas (seperti halnya dengan ATP).

Basa nitrogen nukleotida dapat berupa purin (adenin atau guanin), pirimidin (timin, sitosin, atau urasil) atau isoaloksasin (flavin). DNA dibentuk dengan adenin, guanin, timin, dan sitosin, sedangkan adenin, guanin, sitosin, dan urasil terlibat dalam RNA.

Nukleotida berbasis purin atau purik disebut adenosin (untuk basa adenin) atau guanosin (basa guanin). Sebaliknya, nukleotida berbasis pirimidin dikenal sebagai timidin (basa timin), sitidin (basa sitosin), atau uridin (basa urasil).

Gula nukleotida, pada bagiannya, termasuk dalam kelompok pentosa karena memiliki lima atom karbon. Itu bisa ribosa atau deoksiribosa.

Mengenai asam fosfat, akhirnya, masing-masing nukleotida dapat mengandung satu (nukleotida-monofosfat), dua (nukleotida-difosfat) atau tiga (nukleotida-trifosfat). Kelompok-kelompok fosfat ini memberi nukleotida penghubung energi tinggi, itulah sebabnya mereka diambil sebagai sumber transfer energi oleh sel.

Ketika nukleotida hanya memiliki satu gugus fosfat, adalah tepat untuk mengatakan bahwa itu stabil. Sebaliknya, dengan setiap kelompok fosfat tambahan, nukleotida menjadi lebih tidak stabil, dan ikatan fosfor dan fosfat melepaskan energi dengan memecahnya melalui hidrolisis.

Nukleotida adalah senyawa yang dapat membentuk rantai polinukleotida dengan menyatukan basa nitrogen dengan ikatan hidrogen dan gugus gula-fosfat oleh ikatan fosfodiester. Ada istilah lain yang disebut sebagai “Nukleosida” yang terdiri dari dua komponen, terutama basa nitrogen dan gula pentosa.

Oleh karena itu, nukleotida juga dapat didefinisikan sebagai senyawa struktural, yang meliputi nukleosida dan gugus fosfat. Nukleotida memainkan peran sentral dalam proses seluler seperti regulasi metabolik, transduksi sinyal, regulasi hormon, dll.

Pengertian

Nukleotida dapat didefinisikan sebagai unit monomer yang disatukan oleh jembatan 3′-5 ‘fosfat untuk membentuk “asam Nukleat” yaitu DNA atau RNA. Nukleotida adalah unsur utama DNA dan RNA yang terdiri dari basa nitrogen, gula pentosa dan gugus fosfat.

Dalam DNA, nukleotida terdiri dari empat basa nitrogen seperti adenin, guanin, timin dan sitosin dan gula pentosa “Deoksiribosa” dengan gugus fosfat.

Dalam RNA, nukleotida terdiri dari empat basa nitrogen seperti adenin, guanin, urasil, dan sitosin dan gula pentosa “Ribosa” dengan gugus fosfat.

Karakteristik

Konfigurasi struktural nukleotida terdiri dari basa nitrogen, gula pentosa dan gugus fosfat. Basa nitrogen adalah struktur cincin heterosiklik kompleks yang meliputi basa adenin, guanin, sitosin, dan timin dalam DNA dan urasil hadir sebagai ganti timin dalam RNA. Dalam DNA, hadir gula deoksiribosa pentosa sedangkan gula RNA ribosa ada. Gugus fosfat menempel dengan gula pentosa melalui ikatan fosfodiester yang jumlahnya dapat bervariasi. Dalam diagram, kita dapat melihat ada satu gugus fosfat yang menempel pada c5 sugar dari gula pentosa yang akan disebut sebagai Mono-fosfat.

Struktur

Selain DNA, nukleotida juga ada dalam nukleoplasma dan sitoplasma dalam bentuk Deoksiribonukleotida trifosfat. Pada saat replikasi DNA, enzim DNA polimerase bekerja pada Deoxyribonucleotide triphosphate.

Nukleotida mengalami “Polimerisasi” di mana beberapa nukleotida bergabung membentuk rantai panjang yang disebut sebagai “Polinukleotida”.

Dalam beberapa kasus, nukleotida diwakili oleh awalan ‘Poli’ yang menunjukkan adanya unit berulang dalam rantai polinukleotida DNA atau RNA. Basis berulang seperti Poli-A, Poli-G dll merujuk sebagai “Homopolinukleotida”.

Struktur Nukleotida
Struktur Nukleotida

Ketika nukleotida terjadi dalam keadaan polimer, maka itu akan disebut sebagai “asam nukleat” di mana mereka menunjukkan polaritas terarah. Dalam rantai polinukleotida, ujung 3′-OH dari satu nukleotida melekat dengan gugus 5-fosfat dari yang berikutnya.

Komponen Nukleotida

Nukleotida mencakup tiga komponen utama seperti basa nitrogen, gula pentosa dan gugus fosfat.

1. Basa nitrogen

Nukleotida terdiri dari purin dan pirimidin basa nitrogen yang umumnya disebut sebagai “senyawa heterosiklik aromatik”. Basa nitrogen termasuk karbon dan atom nitrogen dalam bagian strukturalnya. Purin dan pirimidin adalah dua jenis basa nitrogen yang ditemukan dalam DNA.

Basa nitrogen nitrogen: Ciri khas utamanya adalah ia merupakan struktur cincin tunggal. Purin mengandung cincin benzena dengan enam atom karbon di mana penomoran atom dilakukan dalam “arah berlawanan arah jarum jam”.

Basa nitrogen pirimidin: Basa pirimidin adalah struktur cincin ganda. Ini berisi cincin imidazol lima karbon yang terpasang pada cincin benzena enam karbon di mana penomoran atom dilakukan dalam “arah searah jarum jam”.

2. Gula pentosa

Gula yang ada dalam rantai nukleotida adalah gula pentosa. Gula pentosa, yang terdapat dalam rantai polinukleotida asam nukleat, dapat berupa gula Deoksiribosa atau Ribosa. Baik gula Deoksiribosa dan Ribosa adalah monosakarida atau pentosa lima karbon yang terjadi dalam DNA dan RNA. Perbedaan struktural antara Deoxyribose dan gula Ribose disebabkan oleh kekurangan satu oksigen pada atom karbon kedua DNA.

3. Bagian fosfat

Gugus fosfat menempel pada gula pentosa dalam rantai polinukleotida asam nukleat. Baik pentosa dan gula bergabung satu sama lain oleh “ikatan fosfat di-ester” yang menahan tulang punggung dalam asam nukleat. Gugus fosfat mewakili sebagai PO4-3. Kelompok fosfat melekat pada gula pentosa satu di ujung 3 dan ujung yang lain di ujung rantai polinukleotida.

Tata nama

Ketika gula pentosa, yaitu gula Deoksiribosa atau Ribosa bergabung dengan basa nitrogen, itu membentuk senyawa yang disebut sebagai “Nukleosida”.

Jika gula pentosa, mis. Deoksiribosa bergabung dengan keempat basa seperti adenin, guanin, timin, dan sitosin untuk membentuk “Deoksiribonukleosida”.

Jika gula pentosa, mis. Ribosa bergabung dengan keempat basa seperti adenin, guanin, urasil, dan sitosin untuk membentuk “Ribonukleosida”.

Ketika gugus fosfat menambah nukleosida, maka akan membentuk senyawa yang akan disebut sebagai Nukleotida.

Jika gugus fosfat bergabung dengan deoksiribonukleosida, maka ia akan membentuk rantai “Deoksiribonukleotida”.

Jika gugus fosfat bergabung dengan Ribonukleosida, maka ia akan membentuk rantai “Ribonukleotida”.

Nomenklatur nukleotida didasarkan pada jumlah gugus fosfat yang ditambahkan ke Deoksiribonukleosida dan Ribonukleosida.

Di bawah, sebuah contoh tabel diberikan di mana nomenklatur Ribonukleotida diberikan di mana gugus fosfat tunggal ditambahkan ke Ribonukleosida.

Basa nitrogen Ribonukleosida Ribonukleotida (Penambahan gugus fosfat tunggal) Singkatan Asam nukleat
Adenin Adenosin Adenosin mono fosfat AMP Asam ribonukleat
Guanin Guanosine Guanosin mono fosfat GMP Asam ribonukleat
Urasil Uridine Uridin mono fosfat UMP Asam ribonukleat
Sitosin Sitidin Sitidin mono fosfat CMP Asam ribonukleat

Di bawah, contoh tabel diberikan di mana nomenklatur Deoksiribonukleotida diberikan di mana gugus fosfat tunggal ditambahkan ke deoksiribonukleosida.

Basa nitrogen Deoksiribonukleosida Deoksiribonukleotida (Penambahan gugus fosfat tunggal) Singkatan Asam nukleat
Adenine Deoksiadenosin Deoksiadenosin mono fosfat basah Asam deoksiribonukleat
Guanine Deoksiguanosin Deoksiguanosin mono fosfat dGMP Asam deoksiribonukleat
Timin Deoksi timididin Deoksi timididin mono fosfat dTMP Asam deoksiribonukleat
Sitosin Deoksisitidin Deoksisitidin mono fosfat dCMP Asam deoksiribonukleat

Jadi, kita telah membahas nomenklatur nukleotida dengan penambahan gugus fosfat tunggal. Jumlah gugus fosfat yang ditambahkan ke deoksiribonukleotida dan ribonukleotida bervariasi.

Jika dua gugus fosfat ditambahkan ke ribonukleosida dan deoksiribonukleotida, masing-masing akan membentuk Ribonukleosida difosfat dan Deoksiribonukleosida difosfat.

Jika tiga gugus fosfat ditambahkan ke ribonukleosida dan deoksiribonukleotida, masing-masing akan membentuk Ribonukleosida trifosfat dan Deoksiribonukleosida trifosfat.

Fungsi

Nukleotida memainkan fungsi penting dalam banyak proses biologis seperti:

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.

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.

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.

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.

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 non-nukleat

Nukleotida non-nukleat sangat penting untuk biologi, seperti halnya asam nukleat. Mereka secara bebas menghuni sel dan berpartisipasi dalam metabolisme mereka dan, sebagai aktivator enzim, dalam regulasi mereka, memberi mereka energi kimia selama reaksi mereka. Salah satunya, ATP, disebutkan dalam paragraf sebelumnya.

Nukleotida adenin

ATP dan ADP adalah nukleotida penting untuk biologi, karena ikatan yang membentuk gugus fosfat sangat kaya energi (sebenarnya mereka adalah molekul yang didedikasikan untuk transportasi energi), yang terakumulasi pada saat penyatuan dan itu mudah dilepaskan ketika ikatan rusak oleh hidrolisis.

Selain menjadi salah satu dari dua transporter energi paling penting, ATP adalah elemen yang sangat serbaguna dalam berbagai pertukaran energi: mulai dari asam fosfat dan ADP (fosforilasi), ATP dibentuk dengan energi yang dilepaskan selama reaksi eksergonik (ditandai untuk menyajikan variasi negatif energi bebas Gibbs); Ketika defosforilasi terjadi, yaitu, ATP menghidrolisis (berinteraksi dengan air dan memodifikasi strukturnya) menjadi asam fosfat dan ADP, energi yang dilepaskan dari proses ini berfungsi untuk memicu reaksi endergonik (energi bebas Gibbs bervariasi positif).

Nukleotida koenzimatik

Koenzim adalah molekul organik non-protein yang berpartisipasi dalam reaksi yang dikatalisis secara enzimatik, di mana mereka biasanya bertanggung jawab untuk transportasi elektron. Sejumlah besar koenzim ini adalah nukleotida, meskipun mereka juga ada di kelas lain. Berlawanan dengan enzim, mereka tidak bergantung pada jenis substrat tertentu untuk bertindak dalam reaksi tertentu.

Flavin nukleotida, misalnya, yang merupakan FMN (flavin-mononukleotida, di mana ada hubungan antara gugus fosfat dan flavin) dan FAD (flavin-adenin-dinukleotida, yang dibentuk oleh molekul dari FMN dihubungkan melalui hubungan fosfodiester ke salah satu AMP), adalah koenzim, dan dapat ditemukan dalam oksidasi (dengan nama yang baru saja disebutkan) atau dikurangi (dengan nama FMNH2 dan FADH2).

Kesimpulan

Oleh karena itu, nukleotida terdiri dari tiga komponen kelompok basa, gula dan fosfat untuk membentuk rantai polinukleotida dan dengan demikian membentuk asam nukleat seperti DNA dan RNA.


2 thoughts on “Pengertian Nukleotida: Fungsi, Komponen, Karakteristik, contoh, struktur

  1. Thanks ini sangat membantu saya dalam menjawab soal yang di berikan bu guru saya..

Comments are closed.