Reaksi-reaksi Spesifik pada 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.

Pengertian Nukleotida
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. Pentosa yang berasal dari DNA ialah deoksiribosa dan yang berasal dari RNA ialah ribosa. Adapun basa purin dan basa pirimidin yang berasal dari DNA ialah adenin, guanin, sitosin, dan timin. Dari RNA akan diperoleh adenin, guanin, sitosin dan urasil. Urasil terdapat dalam dua bentuk yaitu bentuk keto atau laktam dan bentuk enol atau laktim. Pada pH cairan tubuh, terutama urasil terdapat dalam bentuk keto.

Nukleotida terdiri dari basa purin atau pirimidin yang dihubungkan oleh glikosidik ke gula pentosa selanjutnya mengalami esterifikasi pada satu gugus fosfatnya atau lebih. Nukleotida adalah nukleosida yang mengalami fosforilasi. Struktur nukleotida adalah sebagai berikut :

Komponen Nukleotida
Nukleotida selalu memiliki basa nitrogen, gula, dan satu atau lebih fosfat.
1. Basis nitrogen
Disebut basa untuk jangka pendek, terdiri dari 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).

2. Gula
Ada banyak jenis gula, namun ada dua yang penting di sini: Ribosa merupakan gula yang pada RNA. Ada versi ribosa yang memiliki atom oksigen yang hilang, dan kita menyebutnya gula deoksiribosa. Itulah jenis gula dalam nukleotida DNA (Asam deoksiribonukleat.)

3. Fosfat
Fosfat adalah atom fosfor yang terikat oleh 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.
Jenis dan Contoh Nukleotida
Ketika nukleotida dipolimerisasikan, atau bergabung bersama-sama, mereka membentuk asam nukleat, seperti DNA atau RNA. Setiap fosfat nukleotida yang telah bergabung dengan gula lain, membentuk tulang punggung gula-fosfat dengan basa nitrogen menggantung di samping. Sebuah nukleosida adalah bagian dari nukleotida yang hanya terbuat dari gula dan basa. Jadi kita bisa berbicara tentang nukleotida sebagai nukleosida ditambah fosfat:
--Sebuah monofosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup satu fosfat.
--Sebuah difosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup dua fosfat.
--Sebuah trifosfat nukleosida adalah nukleotida yang mencakup tiga fosfat.

Fungsi 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.

Biosintesis Purin dan Pirimidin
1. Purin
Hasil penelitian dengan menggunakan radioisotop, ternyata setiap komponen yang dijumpai dalam kerangka inti purin berasal dari bermacam-macam sumber diantara lain :
1.1. Atom C (6) inti purin berasal dari atom karbon molekul CO2 udara pernafasan.
1.2. Atom N (1) inti purin bersal dari atom nitrogen gugus amino (-NH2) molekul aspartat.
1.3. Atom C (2) dan atom C (8) inti purin adalah produk reaksi transformilasi yang berasal dari senyawa donor gugus formil yang mengakibatkn koenzim FH4 (tetra hidro folat).
1.4. Atom N (3) dan atom N (9) berasal dari nitrogen gugus amida molekul glutamin.
1.5. Atom C (4) atom C (5) dan atom N (7) merupakan molekul glisin.

2. Pirimidin
Umumnya biosintesis pirimidin dan purin memerlukan bahan pembentukan yang sama misalnya PRPP, glutamin, CO2, asam aspartat, koenzim tetrahidrofolat (FH4).
Tetapi ada satu perbedaan yang jelas sekali yaitu pada saat terjadinya penambahan gugus ribosa-P (pada biosintesis purin), penambahan gugus ribosa-P tersebut sudah berlangsung ditahap awal. Sedangkan pada biosintesis pirimidin berlangsung setelah perjalanan beberapa tahap lebih jauh.

°°Reaksi Penyelamatan Mengubah Purin dan Nukleosidanya menjadi Mononukleotida
°°Umpan balik AMP dan GMP Meregulasi PRPP Glutamil Amidotransferase
°°Reduksi ribonukleosida Difosfat Membentuk Deoksiribonukleosida Difosfat

PERMASALAHAN :
1. Jelaskan mengenai kelainan pada metabolisme purin dan pirimidin!
2. Jelaskan contoh pengaruh alkali terhadap asam nukleat sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan status tautomerik basa!
3. Mengapa pada reaksi penyelamatan jauh lebih sedikit memerlukan energi dibanding sintesis de novo?