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 bahan penyusunnya.
Semua nukleotida memiliki struktur umum yang mencakup tiga elemen molekul: gugus fosfat, pentosa (yaitu gula 5-karbon) dan basa nitrogen.
Dalam DNA, pentosa adalah deoksiribosa; di RNA, di sisi lain, itu adalah ribosa.
Kehadiran deoksiribosa dalam DNA dan ribosa dalam RNA merupakan perbedaan utama antara nukleotida yang menyusun kedua asam nukleat ini.
Perbedaan penting kedua menyangkut basa nitrogen: nukleotida DNA dan RNA memiliki kesamaan hanya 3 dari 4 basa nitrogen yang terkait dengannya.
Apa itu nukleotida?
Nukleotida adalah molekul organik yang merupakan monomer asam nukleat DNA dan RNA.
Menurut definisi lain, nukleotida adalah unit molekul yang membentuk asam nukleat DNA dan RNA.
Monomer kimia dan biologi mendefinisikan unit molekul yang, yang disusun dalam rantai linier panjang, membentuk molekul besar (makromolekul), 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 mewakili elemen pusat nukleotida, karena gugus fosfat dan basa nitrogen mengikatnya.
Gambar: Unsur-unsur yang membentuk nukleotida generik asam nukleat. Seperti dapat dilihat, gugus fosfat dan basa nitrogen berikatan dengan gula.
Ikatan kimia yang menyatukan pentosa dan gugus fosfat adalah ikatan fosfodiester (atau ikatan fosfodiester), sedangkan ikatan kimia yang mengikat pentosa dan basa nitrogen adalah ikatan N-glikosidik (atau ikatan N-glikosidik).
BATUBARA PENTOSO MANA YANG TERLIBAT DALAM BERBAGAI LINK?
Premis: ahli kimia telah memikirkan penomoran karbon yang membentuk molekul organik, sedemikian rupa untuk menyederhanakan studi dan deskripsi mereka. Di sini, kemudian, 5 karbon dari pentosa menjadi: karbon 1, karbon 2, karbon 3, karbon 4 dan karbon 5. Kriteria untuk menetapkan angka cukup kompleks, oleh karena itu kami menganggapnya tepat untuk tidak memasukkannya.
Dari 5 karbon yang membentuk pentosa nukleotida, yang terlibat dalam ikatan dengan basa nitrogen dan gugus fosfat berturut-turut adalah karbon 1 dan karbon 5.
- Karbon pentosa 1 → Ikatan N-glikosidik → basa nitrogen
- Karbon pentosa 5 → ikatan fosfodiester → gugus fosfat
NUKLEOTIDA ADALAH NUKLEOSIDA DENGAN GRUP PHOSPHATE
Gambar: Struktur pentosa, penomoran karbon penyusunnya dan ikatan dengan basa nitrogen dan gugus fosfat.
Tanpa unsur 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 pada karbon 5".
Perbedaan antara DNA dan RNA
Nukleotida DNA dan RNA berbeda satu sama lain, dari sudut pandang struktural.
Perbedaan utama terletak pada pentosa: dalam DNA, pentosa adalah deoksiribosa; di RNA, di sisi lain, itu adalah ribosa.
Deoksiribosa dan ribosa berbeda hanya untuk satu atom: pada kenyataannya, atom oksigen hilang pada karbon 2 deoksiribosa (NB: c "hanya hidrogen), yang, sebaliknya, terdapat pada karbon 2 ribosa (NB: di sini, oksigen bergabung dengan hidrogen, membentuk gugus hidroksil (OH).
Perbedaan ini saja memiliki kepentingan biologis yang sangat besar: DNA adalah warisan genetik di mana perkembangan dan fungsi yang memadai dari sel-sel organisme hidup bergantung; RNA, di sisi lain, adalah makromolekul biologis yang terutama bertanggung jawab untuk mengkode, mendekode, mengatur dan mengekspresikan gen DNA.
Perbedaan penting lainnya antara nukleotida DNA dan RNA menyangkut basa nitrogen.
Untuk memahami sepenuhnya ketidaksetaraan kedua ini, kita perlu mengambil langkah mundur.
Gambar: Gula 5-karbon yang membentuk nukleotida RNA (ribosa) dan DNA (deoksiribosa).
Basa nitrogen adalah molekul organik yang, dalam asam nukleat, mewakili unsur khas dari berbagai jenis nukleotida penyusunnya. Faktanya, dalam nukleotida DNA serta nukleotida RNA, satu-satunya elemen variabel adalah basa nitrogen. ; kerangka gugus gula-fosfat tetap tidak berubah.
Baik dalam DNA dan RNA, basa nitrogen yang mungkin adalah 4; oleh karena itu jenis nukleotida, untuk setiap asam nukleat, semuanya ada 4.
Karena itu, kembali ke perbedaan penting kedua antara nukleotida DNA dan RNA, kedua asam nukleat ini memiliki kesamaan hanya 3 dari 4 basa nitrogen. Dalam hal ini, adenin, guanin dan sitosin adalah 3 basa nitrogen. baik DNA dan RNA; timin dan urasil, di sisi lain, adalah basa nitrogen keempat DNA dan basa keempat RNA, masing-masing.
Oleh karena itu, selain pentosa, nukleotida DNA dan nukleotida RNA adalah sama untuk 3 dari 4 jenis.
Kelas keanggotaan 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 dalam kelas basa nitrogen, yang dikenal sebagai pirimidin.Pirimidin adalah senyawa heterosiklik aromatik cincin tunggal.
NAMA LAIN NUKLEOTIDA DNA DAN RNA
Nukleotida dengan gula deoksiribosa, yaitu nukleotida DNA, mengambil nama alternatif deoksiribonukleotida, tepatnya karena adanya gula tersebut.
Untuk alasan yang sama, nukleotida dengan gula ribosa, yaitu nukleotida dari RNA, mengambil nama alternatif ribonukleotida.
- Deoksiribonukleotida adenin
- Guanin deoksiribonukleotida
- Sitosin deoksiribonukleotida
- Timin deoksiribonukleotida
- Ribonukleotida adenin
- Ribonukleotida Guanin
- Sitosin Ribonukleotida
- Ribonukleotida urasil
Organisasi dalam asam nukleat
Dalam menyusun asam nukleat, nukleotida mengatur diri menjadi untaian panjang, mirip dengan rantai.
Setiap nukleotida yang membentuk untaian panjang ini berikatan dengan nukleotida berikutnya melalui ikatan fosfodiester antara karbon 3 pentosanya dan gugus fosfat dari nukleotida yang segera menyusul.
EKSTREMITAS
Untaian nukleotida (atau untai nukleotida), yang membentuk asam nukleat, memiliki dua ujung, yang dikenal sebagai ujung 5 "(baca" lima ujung prima") dan ujung 3 (baca "tiga ujung prima"). Dengan konvensi, ahli biologi dan genetika telah menetapkan bahwa "ujung 5" mewakili kepala untai 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) yang ditempatkan pada karbon 3 dari nukleotida terakhir.
Atas dasar organisasi inilah, dalam buku-buku tentang genetika dan biologi molekuler, untaian nukleotida dijelaskan sebagai berikut: P-5 "→ 3" -OH.
* Catatan: 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 berisi 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 tertentu menentukan urutan asam amino dari protein terkait.
