KIMIA

STRUKTUR KIMIA DAN KOMPONEN ASAM NUKLEAT

Asam nukleat utama di dalam inti sel adalah deoxyribonucleic acid (DNA). DNA mengandung gula pentosa deoksiribosa sebagai salah satu komponennya. DNA sekarang dikenal sebagai material genetik. Tipe asam nukleat yang lain adalahribonucleic acid (RNA) yang mengandung gula pentosa ribosa. Peran utamanya adalah transmisi informasi genetik dari DNA ke protein.

Molekul DNA sangat besar, bahkan lebih besar daripada protein, sedangkan ukuran molekul RNA relatif sama dengan protein. Hidrolisis sempurna DNA dan RNA oleh asam menghasilkan: basa nitrogen, 2-deoksi-D-ribosa (atau ribosa untuk RNA) dan ortofosfat. Ada dua tipe basa nitrogen dalam DNA dan RNA yaitu pirimidin dan  purin. Basa Pirimidin adalah turunan senyawa heterosiklik pirimidin:

Gambar 6.1 Struktur pirimidin.

Basa purin adalah turunan senyawa cincin fusi purin:

Gambar 6.2 Struktur purin.

Basa pirimidin
    Basa pirimidin dalam DNA adalah timin dan sitosin, sedangkan dalam RNA adalah urasil dan sitosin. Ketiga jenis basa ini berbeda dalam tipe dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin.
•    Timin adalah: 5 metil-2,4-dioksipirimidin
•    Sitosin adalah: 2-oksi-4-aminopirimidin
•    Urasil adalah: 2,4-dioksipirimidin
Berikut adalah struktur kimia dari ketiga jenis basa nitrogen tersebut

Gambar 6.3 Struktur Timin, sitosin dan urasil.

Basa Purin
    Basa purin yang terdapat dalam DNA dan RNA adalah adenin dan guanin. Keduanya berbeda dalam tipe dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin purin.
    Adenin adalah: 6-aminopurin
    Guanin adalah: 6-oksi-2-aminopurin
Berikut adalah struktur kimia dari kedua basa purin tersebut

Gambar 6.4 Struktur adenin dan guanin.

Bentuk Tautomerik Pirimidin dan Purin
    Semua basa pirimidin dan purin dan berada dalam bentuk isomer alternatif yaitu tautomer.  Sebagai contoh, urasil dapat berada dalam bentuk enolnya seperti berikut:

Gambar 6.5 Bentuk keto dan enol dari urasil.

Tanda panah tebal menunjukkan bahwa bentuk keto adalah yang lebih banyak terdapat pada pH netral.

Contoh soal:
1.    Tuliskan bentuk enol dari guanin!
Jawab:

Gula pentosa
    Gula dalam DNA adalah 2-deoksi-D-ribosa, dan dalam RNA adalah D-ribosa. Berikut adalah struktur kimia gula pentosa yang terdapat dalam DNA dan RNA:

Gambar 6.6 Struktur kimia gula pentosa yang terdapat dalam DNA dan RNA.

Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan makromolekul yang tersusun dari polimer nukleotida. Asam nukleat memiliki fungsi utama dalam tubuh yaitu antara lain sebagai materi genetik dan juga koenzim.

Asam nukleat yang berperan sebagai materi genetik adalah DNA dan RNA. Sedangkan yang berperan sebagai koenzim antara lain adalah adalah ATP atau Adenosine Triphospate, NAD atau Nicotinamide-adenine Dinucleotide, dan lain-lain. Nukleotida sebagai monomer dari asam nukleat tersusun dari basa nitrogen, sebuah gula pentosa, dan gugus fosfat.

DNA atau Deoxyribonucleic Acid adalah asam nukleat yang berperan sebagi materi genetik dalam tubuh organisme. DNA berbentuk rantai ganda heliks dan tersusun dari satu gula deoksiribosa, satu gugus fosfat dan basa nitrogen Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosin.

RNA atau Ribonucleic Acid adalah asam nukleat yang juga berperan sebagai materi genetik yang ditranskirpsikan dari DNA. RNA berbentuk rantai tunggal dan tersusun dari satu gula ribosa, satu gugus fosfat dan basa nitrogen Adenin, Guanin, Urasil dan Sitosin.

ATP atau Adenosin Triphospate adalah asam nukleat yang berperan sebagai koenzim. Koenzim akan bekerjasama dengan enzim untuk melakukan sebuah fungsi. ATP tersusun dari tiga gugus fosfat, satu gula pentosa, dan satu basa nitrogen adenin. ATP dapat terhidrolisis menjadi ADP atau Adenosin Diphospate melalui hidrolisis.

Sedangkan koenzim lainnya adalah NAD atau disebut Nicotinamide-adenine Dinucleotide yang terdiri dari dua nukleotida yang dihubungkan dengan dua gugus fosfat dan mengandung basa nitrogen adenin dan yang lain adalah nikotinamida. NAD dapat berubah menjadi NADH. Jika NAD berfungsi sebagai oksidator, maka NADH berfungsi sebagai reduktor.