Pertemuan 14 : Reaksi-Reaksi Spesifik Pada Nukleotida

pada tanggal
     Nukleotida merupakan struktur pembentuk inti sel – DNA dan RNA yang penting untuk perkembangan sel, fungsi-fungsi tubuh dan penggantian jaringan yang rusak. Nukleotida tersebut terdapat di semua sel tubuh. Nukleotida adalah molekul yang tersusun dari gugus basa heterosiklik, gula, dan satu atau lebih gugus fosfat. Basa penyusun nukleotida biasanya adalah berupa purina atau pirimidina sementara gulanya adalah pentosa (ribosa), baik berupa deoksiribosa maupun ribosa. Nukleotida juga berperan dalam metabolisme sel. Contohnya saja nukleotida jenis Adenosin triposphat, yang merupakan pembawa energi utama ke dalam sel tubuh. Sel tubuh tidak akan berfungsi tanpa nukleotida ini. Nukleotida juga berfungsi untuk membantu sintesa lemak, karbohidrat, dan protein. Nukleotida secara alami terbentuk didalam tubuh kita. Nuleotida khususnya terdapat di dalam jaringan tubuh yang berganti secara cepat, misalnya: jaringan kulit, sel darah merah dan putih, dan juga dalam sistem kekebalan tubuh.
     Molekul nukleotida terdiri atas nukleosida yang mengikat asam fosfat. Molekul nukleosida terdiri atas pentosa (deoksiribosa atau ribosa) yang mengikat suatu basa (deriva purin atau pirimidin). Jadi apabila suatu nukleoprotein dihidrolisis sempurna akan dihasilkan protein, asam fosfat, pentosa dan basa purin atau pirimidin. Bagan dibawah ini akan memperjelas hasil hidrolisis suatu nukleprotein. Semua nukleotida terdiri dari tiga bagian: gula lima karbon, fosfat, dan struktur kaya nitrogen yang disebut basa nitrogen. Gula dapat ribosa, yang ditemukan dalam ribonukleotida dan RNA, atau deoksiribosa, yang ditemukan dalam deoksiribonukleotida dan DNA.

JENIS-JENIS NUKLEOTIDA

  Ketika nukleotida diolimerisasikan, atau bergabung bersama-sama, mereka membentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA. Setiap fosfat nukleotida yang telah bergabung dengan gula lain, membentuk tulang punggung gula-fosfat dengan basa nitrogen menggantung disamping. Sebuah nukleosida adalah bagian dari nukleotida yang terbuat dari gula dan basa, jadi kita bisa berbicara tentang nukleotida sebaga nukleosidaa ditambah fosfat.
1. Sebuah monofosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup satu fosfat.
2. Sebuah difosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup dua fosfat.
3.    Sebuah trifosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup tiga fosfat.

Nukleotida dapat siklik (seperti siklik AMP), yang berarti bahwa alih-alih satu ikatan antara fosfat dan gula, fosfat terikat pada gula di dua tempat. Pikirkan memegang kedua tangan seorang teman, dari atas, lengan dan lengan teman Anda terlihat seperti lingkaran.

MANFAAT NUKLEOTIDA

     Nukleotida memiliki banyak fungsi dalam sel. Salah satu yang paling terkenal adalah fungsi mereka dalam asam nukleat: mereka membuat DNA, yang menyimpan informasi. Demikian juga, mereka membuat RNA, yang dapat membawa informasi atau dapat bertindak sebagai enzim. Ketika asam nukleat yang dibuat, mereka harus dirakit dari bahan bangunan masing-masing. Bahan-bahan awal adalah trifosfat nukleosida. Dua fosfat dihapus sebagai nukleotida ditambahkan, energi dalam ikatan mereka diperlukan untuk melakukan pekerjaan melampirkan nukleotida baru. Trifosfat nukleosida lain yang terkenal adalah ATP, atau adenosin trifosfat. Dalam respirasi sel, energi dari metabolisme makanan digunakan untuk melampirkan fosfat ketiga. Dengan cara ini, energi disimpan, seperti baterai, sampai diperlukan. Sebuah enzim dapat menghapus fosfat, dan menggunakan energi yang dihasilkan untuk menyalakan sebuah tindakan kecil dalam sel. Beberapa nukleotida yang terlibat dalam komunikasi dalam sel, seperti siklik AMP, atau sebagai kofaktor untuk membantu kerja enzim, seperti koenzim A. Molekul-molekul ini dapat termasuk komponen lain selain standar dasar, gula, dan fosfat.

SINTESIS NUKLEOTIDA PURIN

   Nukleotida purin terdiri atasatas AMP (Adenosin Monofosfat) dan GMP (Guanosin Monofosfat). AMP adalah ester dari asam fosfat dan nukleosida yang disebut adenosin. AMP terdiri dari gugus fosfat, gula ribose dan adenin nucleobase.Adapun GMP adalah ester dari asam fosfat dengan nukleosida guanosin. GMP terdiri dari gugus fosfat, yaitu gula pentose ribosa dan guanin nucleobase, karena itulah disebut monofosfat ribonucleosida.AMP dan ADP disintesis dari IMP (Inosin Monofosfat).

A. Pembentukan IMP
Inosin monofosfat disintesis melalui jalur de Novo dengan menggunakan ribose-5-fosfat dan enzim PRPP-sintetase menghasilkan  phosphoribose-1- pyrophosphate (PRPP).



B. Konversi IMP menjadi AMP dan GMP
IMP dikonversi menjadi baik AMP atau GMP oleh jalur berbeda. IMP dikonversikan menjadi AMP dengan mereaksikan IMP dengan asam amino aspartat dan fumarat. Adapun IMP dikonvesikan menjadi GMP dengan menggunakan asam amino glutamine dan glutamate.




SINTESIS NUKLEOTIDA PIRIMIDIN
     
     Nukleotida pirimidin terdiri atas UMP (Uridin Monofosfat), CTP (Sitidin Monofosfat), dan TMP (Timidin Monofosfat). Sintesis nukleotida pirimidin dimulai dari pembentuan carbamoyl phosphate dan glutamate dari glutamine. Selanjutnya carbamoyl phosphate ini yang akan diubah menjadi UMP, CTP, dan TMP. Carbamoyl phosphate bereaksi dengan aspartat membentuk senyawa Orotate. Senyawa orotate sellanjutnya bergabung dengan PPRP menghasilkan Oritidin Monofosfat dan reaksi lebih lanjut akan menghasilkan Uridin Monofosfat (UMP). Untuk menghasilkan CTP, UMP diubah terlebih dahulu menjadi UTP dan kemudian diraksikan dengan glutamine hingga menghasilkan CTP dan glutamate.
    Adapun pembentukan TMP dilakukan oleh enzim timidilate sintetase sehingga UMP terkonversi menjadi TMP. Berikut adalah reaksi-reaksinya.



Reaksi pembentukan CTP
     
 UMP + ATP  <-->  UDP + ADP               UDP + ATP  <-->  UTP + ADP

       (nucleoside monophosphate kinase)                    (nucleoside diphosphate kinase)



Nukleotida-nuleotida yang terbentuk  ini kemudian akan disintesis menjadi DNA atau RNA. Dalam RNA primidin selalu sitosin dan urasil, dalam DNA primidin selalu sitosin dan timin. Selanjutnya DNA dan RNA yang terbentuk akan mengalami elongasi (pemanjangan/polimerisasi) dan berhenti pada tahap terminasi.



PERMASALAHAN :
1. Jelaskan bagaimana fungsi nukleotida dalam asam nukleat yaitu dalam membuat DNA dan membuat RNA…
2. Apa yang dimaksud dengan Nukleotida siklik (seperti siklik AMP)…
3. Apa yang membedakan sintesis nukleotida purin dan nukleotida pirimidin…
4 . Jelaskan bagaimana proses terjadinya sintesis purin di dalam tubuh...

Komentar

  1. Rifa's Blog24 April 2018 pukul 06.43

    Jawaban permasalahan no. 2 :

    Nukleotida dapat siklik (seperti siklik AMP), yang berarti bahwa alih-alih satu ikatan antara fosfat dan gula, fosfat terikat pada gula di dua tempat. Pikirkan memegang kedua tangan seorang teman, dari atas, lengan dan lengan teman Anda terlihat seperti lingkaran.

    BalasHapus
  2. Mellycha Liani Putri24 April 2018 pukul 08.26

    saya akan menjawab no.3

    Perbedaan antara kedua nukleotida adalah bahwa hanya ada satu hadir cincin karbon di pirimidin. Dalam kasus purin, cincin karbon dua jumlahnya.

    Purin memiliki titik leleh dan titik didih yang lebih tinggi daripada pirimidin. Alasan di balik perbedaan dalam leleh dan titik didih adalah bahwa molekul purin sangat kompleks dan berat. Purin berpartisipasi dalam jumlah yang lebih besar dari reaksi molekuler dibandingkan dengan pirimidin.

    Purin dikenal untuk bertindak sebagai molekul prekursor dalam sintesis senyawa kimia seperti teofilin, teobromin, kafein, dll Pyrimidin tidak dikenal berfungsi sebagai molekul prekursor.

    BalasHapus
  3. A.26 April 2018 pukul 05.45

    disini saya akan menjawab permasalah no 1.
    Nukleotida memiliki banyak fungsi dalam sel. Salah satu yang paling terkenal adalah fungsi mereka dalam asam nukleat: mereka membuat DNA, yang menyimpan informasi. Demikian juga, mereka membuat RNA, yang dapat membawa informasi atau dapat bertindak sebagai enzim. Ketika asam nukleat yang dibuat, mereka harus dirakit dari bahan bangunan masing-masing. Bahan-bahan awal adalah trifosfat nukleosida. Dua fosfat dihapus sebagai nukleotida ditambahkan, energi dalam ikatan mereka diperlukan untuk melakukan pekerjaan melampirkan nukleotida baru. Trifosfat nukleosida lain yang terkenal adalah ATP, atau adenosin trifosfat. Dalam respirasi sel, energi dari metabolisme makanan digunakan untuk melampirkan fosfat ketiga. Dengan cara ini, energi disimpan, seperti baterai, sampai diperlukan. Sebuah enzim dapat menghapus fosfat, dan menggunakan energi yang dihasilkan untuk menyalakan sebuah tindakan kecil dalam sel. Beberapa nukleotida yang terlibat dalam komunikasi dalam sel, seperti siklik AMP, atau sebagai kofaktor untuk membantu kerja enzim, seperti koenzim A.

    BalasHapus
  4. Unknown26 April 2018 pukul 17.08

    Saya akan menjawab permasalahan yang ke-4 jadi proses sintesis purin di dalam tubuh sebagau berikut: Terjadinya sintesis purin dalam hati. Sintesis dari nukleotida purin dimulai dengan PRPP dan mengarah ke penuh pertama terbentuk nukleotida, inosine 5′-monophosphate (IMP). jalur ini adalah diagram di bawah ini. Basis purin tanpa terikat pada molekul ribosa terlampir adalah Hipoxantina. Basis purin dibangun di atas ribosa dengan beberapa amidotransferase dan reaksi transformylation. Sintesis IMP membutuhkan lima mol ATP, dua mol glutamin, satu mol glisin, satu mol CO satu mol aspartate dan dua mol formate. Para moieties formil dilakukan pada tetrahydrofolate (THF) dalam bentuk N N
    dan N
    Sintesis AMP dan GMP dari IMP
    Sintesis pertama terbentuk sepenuhnya nukleotida purin, monophosphate inosine, IMP dimulai dengan 5-phospho-α-ribosyl-1-pirofosfat, PRPP. Melalui serangkaian reaksi menggunakan ATP, tetrahydrofolate (THF) derivatif, glutamin, glisin dan aspartate ini menghasilkan jalur IMP. Tingkat membatasi reaksi ini dikatalisis oleh glutamin amidotransferase PRPP, enzim ditunjukkan oleh 1 pada Gambar tersebut. Struktur nucleobase dari IMP (Hipoxantina) akan muncul.
    IMP merupakan titik cabang untuk biosintesis purin, karena dapat dikonversi menjadi baik AMP atau GMP melalui dua jalur reaksi yang berbeda. jalur yang mengarah ke AMP memerlukan energi dalam bentuk GTP; yang mengarah ke GMP memerlukan energi dalam bentuk ATP. Pemanfaatan GTP dalam jalur untuk sintesis AMP memungkinkan sel untuk mengontrol proporsi AMP dan GMP untuk dekat kesetaraan. GTP akumulasi kelebihan akan menyebabkan sintesis AMP dipercepat dari IMP sebaliknya, dengan mengorbankan sintesis GMP. Sebaliknya, sejak konversi IMP untuk GMP memerlukan ATP, akumulasi kelebihan ATP menyebabkan sintesis percepatan GMP atas yang AMP

    BalasHapus

Posting Komentar