Ragam Informasi

Nukleotida – Struktur, Fungsi dan Contoh

Hisham
02/12/2018

Pengertian

Nukleotida adalah satuan DNA yang terdiri dari satu molekul gula, satu molekul fosfat, dan satu basa. Nukleotida terdiri dari tiga bagian: gugus fosfat, gula 5 karbon, dan basa nitrogen. Empat basa nitrogen dalam DNA adalah adenin, sitosin, guanin, dan timin. RNA mengandung urasil, bukan timin. Nukleotida dalam rantai membentuk bahan genetik dari semua makhluk hidup yang diketahui. Mereka juga melayani sejumlah fungsi selain penyimpanan informasi genetik, sebagai pembawa pesan dan molekul energi yang bergerak.

Rangkaian tiga nukleotida dalam DNA dikenal sebagai kodon, dan mengarahkan protein di dalam sel untuk menempelkan protein tertentu ke rangkaian yang ditentukan oleh bagian DNA lainnya. Kodon khusus bahkan menentukan mesin di mana harus berhenti dan memulai proses. Traslasi DNA, sebagaimana diketahui, mengubah informasi dari DNA menjadi bahasa protein. Rantai asam amino ini kemudian dapat dilipat dengan benar, dan menyediakan satu dari banyak fungsi di dalam sel.

Struktur

Struktur nukleotida sederhana, tetapi struktur yang dapat mereka bentuk bersama adalah kompleks. Di bawah ini adalah gambar DNA. Molekul ini terdiri dari dua untai yang membungkus satu sama lain, membentuk ikatan hidrogen di tengah struktur untuk menopang. Setiap nukleotida di dalam memiliki struktur khusus yang memungkinkan pembentukan ini.

nukleotida DNA
nukleotida DNA

Basa nitrogen

Basa nitrogen adalah pusat informasi yang membawa bagian dari struktur nukleotida. Molekul-molekul ini, yang memiliki kelompok-kelompok fungsional terekspos yang berbeda, memiliki kemampuan yang berbeda untuk berinteraksi satu sama lain. Seperti pada gambar, pengaturan konsep adalah jumlah maksimum ikatan hidrogen antara nukleotida yang terlibat. Karena struktur nukleotida, hanya nukleotida tertentu yang dapat berinteraksi dengan yang lain. Gambar di atas menunjukkan timin terikat ke adenin, dan guanin terikat ke sitosin. Ini adalah pengaturan yang tepat dan khas.

Pembentukan ini bahkan menyebabkan perubahan dalam struktur, dan halus jika tidak ada kesalahan. Salah satu cara protein mampu memperbaiki DNA yang rusak adalah mereka dapat mengikat ke tempat yang tidak rata dalam struktur. Bintik-bintik tidak merata diciptakan ketika ikatan hidrogen tidak terjadi antara molekul nukleotida yang berlawanan. Protein akan memotong satu nukleotida, dan menggantinya dengan yang lain. Sifat duplikat dari untaian genetik memastikan bahwa kesalahan seperti ini dapat diperbaiki dengan tingkat akurasi yang tinggi.

Gula

Bagian kedua nukleotida adalah gula. Terlepas dari nukleotida, gula selalu sama. Perbedaannya antara DNA dan RNA. Dalam DNA, gula 5-karbon adalah deoksiribosa, sedangkan dalam RNA, gula 5-karbon adalah ribosa. Ini memberi nama molekul-molekul genetik seperti yang sering kita dengar; nama lengkap DNA adalah asam deoksiribonukleat, dan RNA adalah asam ribonukleat.

Gula, dengan oksigen yang terpapar, dapat berikatan dengan gugus fosfat dari molekul berikutnya. Mereka kemudian membentuk ikatan, yang menjadi tulang punggung gula-fosfat. Struktur ini menambah kekakuan pada struktur, karena ikatan kovalen yang terbentuk jauh lebih kuat daripada ikatan hidrogen antara dua untai. Ketika protein datang untuk memproses dan mengubah DNA, mereka melakukannya dengan memisahkan untaian dan membaca hanya satu sisi. Ketika mereka meneruskan, untaian materi genetik kembali bersama, didorong oleh daya tarik antara basa nukleotida yang berlawanan. Tulang punggung gula-fosfat tetap terhubung sepanjang waktu.

Gugus fosfat

Bagian terakhir dari struktur nukleotida, gugus fosfat, mungkin familier dari ATP molekul penting lainnya. Adenosin trifosfat, atau ATP, adalah molekul energi yang sebagian besar kehidupan di Bumi bergantung untuk menyimpan dan mentransfer energi di antara reaksi. ATP mengandung tiga gugus fosfat, yang dapat menyimpan banyak energi dalam ikatannya. Tidak seperti ATP, ikatan yang terbentuk di dalam nukleotida dikenal sebagai ikatan fosfodiester, karena terjadi antara gugus fosfat dan molekul gula.

Selama replikasi DNA, enzim yang dikenal sebagai DNA polimerase merakit basa nukleotida yang benar, dan mulai mengaturnya terhadap rantai yang sedang dibaca. Protein lain, DNA ligase, menyelesaikan pekerjaan dengan menciptakan ikatan fosfodiester antara molekul gula dari satu basa dan gugus fosfat berikutnya. Ini menciptakan tulang punggung dari sebuah molekul genetik baru, yang dapat diteruskan ke generasi berikutnya. DNA dan RNA mengandung semua informasi genetik yang diperlukan agar sel berfungsi.



Fungsi

Selain menjadi unit dasar materi genetik untuk semua makhluk hidup, nukleotida dapat memiliki fungsi lain juga. Nukleotida dapat menjadi dasar dalam molekul lain, seperti adenosin trifosfate (ATP), yang merupakan molekul energi utama sel. Mereka juga ditemukan dalam koenzim seperti NAD dan NADP, yang berasal dari ADP; molekul-molekul ini digunakan dalam banyak reaksi kimia yang memainkan peran dalam metabolisme. Molekul lain yang mengandung nukleotida adalah AMP siklik (cAMP), molekul pembawa pesan yang penting dalam banyak proses termasuk pengaturan metabolisme dan pengangkutan sinyal kimia ke sel. Nukleotida tidak hanya membentuk bahan penyusun kehidupan, tetapi juga membentuk banyak molekul berbeda yang berfungsi untuk memungkinkan kehidupan.

Contoh

Adenin

Adenin adalah purin, yang merupakan salah satu dari dua keluarga basa nitrogen. Purin memiliki struktur cincin-ganda. Dalam DNA, ikatan adenin dengan timin. Dalam RNA, ikatan adenin dengan urasil. Adenosin trifosfat, seperti yang dibahas sebelumnya, menggunakan nukleotida adenin sebagai basa. Dari sana, tiga gugus fosfat dapat dilekatkan. Ini memungkinkan banyak energi untuk disimpan dalam ikatan. Untuk alasan yang sama bahwa tulang punggung gula-fosfat sangat kuat, ikatan dalam ATP juga. Ketika dikombinasikan dengan enzim khusus yang telah terbentuk untuk melepaskan energi, ia dapat ditransfer ke reaksi dan molekul lain.

Guanin

Seperti adenin, guanin adalah nukleotida purin; ini memiliki cincin ganda. Ini berikatan dengan sitosin pada DNA dan RNA. Seperti yang terlihat pada gambar di atas, guanin mengikat sitosin melalui tiga ikatan hidrogen. Hal ini membuat ikatan sitosin-guanin sedikit lebih kuat daripada ikatan timin-adenin, yang hanya membentuk dua ikatan hidrogen.

Sitosin

Pirimidin adalah kelas nukleotida lainnya. Sitosin adalah nukleotida pirimidin; hanya memiliki satu cincin dalam strukturnya. sitosin terikat dengan guanin pada DNA dan RNA. Berikatan dengan guanin nukleotida, keduanya membentuk pasangan yang kuat.

Timin

Seperti nukleotida sitosin, timin adalah nukleotida pirimidin dan memiliki satu cincin. Itu terikat dengan adenin dalam DNA. Timin tidak ditemukan di RNA. Dalam DNA, hanya membentuk dua ikatan hidrogen dengan adenin, menjadikannya pasangan yang lebih lemah.

Urasil

Urasil juga merupakan pirimidin. Selama transkripsi dari DNA ke RNA, urasil ditempatkan di mana-mana timin biasanya akan pergi. Alasan untuk ini tidak sepenuhnya dipahami, meskipun urasil memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan yang berbeda. Kebanyakan makhluk tidak menggunakan urasil dalam DNA karena berumur pendek, dan dapat didegadrasi menjadi sitosin. Namun, dalam RNA urasil adalah nukleotida yang disukai karena RNA juga merupakan molekul yang berumur pendek.

Biologi