keumuman
Nukleotida adalah molekul organik yang membentuk asam nukleat DNA dan RNA.
Asam nukleat adalah makromolekul biologis yang sangat penting bagi kelangsungan hidup organisme hidup, dan nukleotida adalah unsur pembangun yang membentuknya.
Semua nukleotida memiliki struktur umum yang mencakup tiga elemen molekul: gugus fosfat, pentosa (yaitu gula dengan 5 atom karbon) dan basa nitrogen.
Dalam DNA, pentosa adalah deoksiribosa; dalam RNA, bagaimanapun, itu adalah ribosa.
Kehadiran deoksiribosa, dalam DNA, dan ribosa, dalam RNA, merupakan perbedaan utama yang ada antara nukleotida yang membentuk dua asam nukleat ini.
Perbedaan penting kedua menyangkut basa nitrogen: nukleotida DNA dan RNA memiliki kesamaan di antara mereka hanya 3 dari 4 basa nitrogen yang terkait dengannya.
Apa itu nukleotida?
Nukleotida adalah molekul organik yang membentuk monomer asam nukleat, DNA dan RNA .
Menurut definisi lain, nukleotida adalah unit molekuler yang membentuk DNA nukleat dan RNA.
Monomer kimia dan biologi menentukan satuan molekuler yang, yang disusun dalam rantai linear panjang, merupakan molekul besar ( makromolekul ), yang lebih dikenal sebagai polimer .
Struktur umum
Nukleotida memiliki struktur molekul yang mencakup tiga elemen:
- Gugus fosfat, yang merupakan turunan dari asam fosfat;
- Gula dengan 5 atom karbon, yaitu pentosa ;
- Basa nitrogen, yang merupakan molekul heterosiklik aromatik.
Pentosa adalah elemen sentral nukleotida, karena gugus fosfat dan basa nitrogen mengikatnya.
Gambar: Unsur-unsur yang membentuk nukleotida generik dari asam nukleat. Seperti dapat dilihat, gugus fosfat dan basa nitrogen terikat pada gula.
Ikatan kimia yang mengikat pentosa dan gugus fosfat bersama-sama adalah ikatan fosfodiester (atau ikatan tipe-fosfodiester), sedangkan ikatan kimia yang menyatukan pentosa dan basa nitrogen adalah ikatan N-glikosidik (atau ikatan N-glikosidik) ).
APA KARBON PENTOSO YANG TERLIBAT DALAM BERBAGAI MACAM?
Premis: ahli kimia telah memikirkan penomoran bara yang membentuk molekul organik, sedemikian rupa untuk menyederhanakan studi dan deskripsi mereka. Di sini, kemudian, bahwa 5 bara pentosa menjadi: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 dan karbon 5. Kriteria untuk menetapkan bilangan tersebut cukup kompleks, oleh karena itu kami anggap tepat untuk menghilangkannya.
Dari 5 batubara yang membentuk pentosa nukleotida, yang terlibat dalam ikatan dengan basa nitrogen dan gugus fosfat masing-masing adalah karbon 1 dan karbon 5 .
- Karbon pentosa 1 → ikatan N-glikosidik → basa nitrogen
- Karbon pentosa 5 → ikatan fosfodiester → gugus fosfat
NUCLEOTIDS ADALAH NUCLEOSID DENGAN KELOMPOK FOSFAT
Gambar: Struktur pentosa, penomoran karbon penyusunnya dan ikatan dengan basa nitrogen dan gugus fosfat.
Tanpa elemen gugus fosfat, nukleotida menjadi nukleosida .
Nukleosida, pada kenyataannya, adalah molekul organik, yang berasal dari penyatuan antara pentosa dan basa nitrogen.
Penjelasan ini berfungsi untuk menjelaskan beberapa definisi nukleotida, yang menyatakan: "nukleotida adalah nukleosida yang memiliki satu atau lebih gugus fosfat yang terikat dengan karbon 5".
Perbedaan antara DNA dan RNA
Nukleotida DNA dan RNA berbeda satu sama lain dari sudut pandang struktural.
Perbedaan utama terletak pada pentosa : pada DNA, pentosa adalah deoksiribosa ; dalam RNA, bagaimanapun, itu adalah ribosa .
Deoksiribosa dan ribosa berbeda hanya untuk satu atom: pada kenyataannya, pada karbon 2 dari deoksiribosa kehilangan atom oksigen (NB: hanya ada satu hidrogen), yang, sebaliknya, ada pada karbon 2 ribosa (NB: di sini, oksigen bergabung dengan hidrogen, membentuk gugus hidroksil OH).
Perbedaan ini sendiri memiliki kepentingan biologis yang sangat besar: DNA adalah warisan genetika yang menjadi dasar pengembangan dan berfungsinya sel-sel organisme hidup; RNA, di sisi lain, adalah makromolekul biologis yang terutama bertanggung jawab untuk pengkodean, decoding, regulasi dan ekspresi gen DNA.
Perbedaan penting lainnya antara nukleotida DNA dan RNA menyangkut basa nitrogen .
Untuk sepenuhnya memahami ketidaksetaraan kedua ini, perlu mengambil langkah kecil ke belakang.
Gambar: gula 5-karbon yang membentuk nukleotida RNA (ribosa) dan DNA (deoksiribosa).
Basa nitrogen adalah molekul alam organik, yang, dalam asam nukleat, mewakili elemen khas dari berbagai jenis nukleotida penyusun. Faktanya, dalam nukleotida DNA dan juga pada nukleotida RNA, satu-satunya elemen variabel adalah basa nitrogen; kerangka kelompok gula-fosfat tetap tidak berubah.
Baik dalam DNA dan RNA, ada 4 kemungkinan basa nitrogen; oleh karena itu tipe nukleotida, untuk masing-masing asam nukleat, berjumlah 4.
Karena itu, kembali ke perbedaan penting kedua yang ada antara nukleotida DNA dan RNA, kedua asam nukleat ini memiliki kesamaan hanya 3 basa nitrogen dari 4. Dalam hal ini, adenin, guanin, dan sitosin adalah 3 basa nitrogen. hadir dalam DNA dan RNA; timin dan urasil, di sisi lain, masing-masing, adalah basa nitrogen DNA keempat dan basa RNA keempat.
Jadi, selain pentosa, nukleotida DNA dan nukleotida RNA sama untuk 3 dari 4 jenis.
Kelas yang menjadi basis basa nitrogen
Adenin dan guanin termasuk dalam kelas basa nitrogen, yang dikenal sebagai purin . Purin adalah senyawa heterosiklik aromatik cincin ganda.
Timin, sitosin, dan urasil, di sisi lain, termasuk golongan basa nitrogen, yang dikenal sebagai pirimidin . Pirimidin adalah senyawa heterosiklik aromatik cincin tunggal.
NAMA LAINNYA DARI NUCLEOTIDA DNA DAN RNA
Nukleotida dengan gula deoksiribosa, yaitu nukleotida DNA, mengambil nama alternatif deoksiribonukleotida, tepatnya karena adanya gula yang disebutkan di atas.
Untuk alasan yang sama, nukleotida dengan gula ribosa, yaitu nukleotida RNA, menggunakan nama alternatif ribonukleotida .
| Nukleotida DNA | Nukleotida RNA |
|
|
Organisasi asam nukleat
Dalam menyusun asam nukleat, nukleotida menyusun diri menjadi filamen panjang, mirip dengan rantai.
Setiap nukleotida yang membentuk untaian panjang ini berikatan dengan nukleotida berikutnya, melalui ikatan fosfodiester antara karbon 3 pentosa dan gugus fosfat nukleotida berikut.
SELESAI
Nukleotida filamen (atau nukleotida filamen), yang membentuk asam nukleat, memiliki dua ujung, yang dikenal sebagai ujung 5 ' (baca "ujung lima dulu") dan ujung 3' (baca "ujung tiga dulu"). Dengan konvensi, ahli biologi dan ahli genetika telah menetapkan bahwa ujung 5 'mewakili kepala filamen yang membentuk asam nukleat, sedangkan ujung 3' mewakili ekornya .
Dari sudut pandang kimia, ujung 5 'bertepatan dengan gugus fosfat dari nukleotida pertama rantai, sedangkan ujung 3' bertepatan dengan gugus hidroksil (OH) ditempatkan pada karbon 3 dari nukleotida terakhir.
Atas dasar organisasi inilah filamen nukleotida dideskripsikan dalam buku-buku molekul genetik dan biologi: P-5 '→ 3'-OH.
* NB: huruf P menunjukkan atom fosfor dari gugus fosfat.
Peran biologis
Ekspresi gen tergantung pada urutan nukleotida DNA. Gen adalah segmen DNA yang kurang lebih panjang (yaitu segmen nukleotida), yang mengandung informasi penting untuk sintesis protein . Terdiri dari asam amino, protein adalah makromolekul biologis, yang memainkan peran mendasar dalam mengatur mekanisme seluler suatu organisme.
Urutan nukleotida dari gen yang diberikan menentukan urutan asam amino dari protein terkait.
