REAKSI-REAKSI SPESIFIK PADA NUKLEOTIDA
Struktur Asam Nukleat :
Asam nukleat dari biologi molekul penting bagi kehidupan, dan termasuk DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat). Bersama dengan protein, asam nukleat membentuk paling penting makromolekul , masing-masing ditemukan dalam kelimpahan dalam semua makhluk hidup, di mana mereka berfungsi dalam pengkodean, transmisi dan mengekspresikan informasi Asam nukleat ditemukan oleh Friedrich Miescher pada tahun 1869. Studi Eksperimental asam nukleat merupakan bagian utama modern biologi dan penelitian medis , dan membentuk dasar untuk genom dan ilmu forensik , serta bioteknologi dan industri farmasi. Kemudian Albrecht Kossel menemukan asam nukleat yang tersusun oleh suatu gugus gula, gugus fosfat, dan gugus basa.
genetik.
1. Nukleosida : Senyawa antara purin dan primidin dengan ribosa dan deoksiribosa. Beberapa nama nukleosida :
2. Nukleotida : Ester nukleosida dengan asam fosfat. Singkatan nama beberapa nukleotida :
Fungsi nukleotida :
1. Sebagai pembawa energy. Nukleotida yang penting : AMP, ADP, ATP→ penting dalam penyimpanan dan pemanfaatan energi selama metabolisme sel.
ATP pembawa energi utama dalam sel :
ADP + Pa → ATP (fosforilase oksidatif)
↑
Energi
ATP + H2O→ ADP + Pa (as. fosfat) + energi (hidrolisis)
2. Pembawa bahan pembentuk dasar suatu molekul.
Contoh :
- Nukleotida Uridin Difosfat (UDP) untuk sintesis glikogen
- Kolin Sitidin Difosfat sintesis kolin fosfolipid.
- Nukleotida trifosfat (NTP) sintesis DNA dan RNA
3. Sebagai ko enzim
- Nikotamida Mono Nukleotida (NMN) → merupakan vitamin
- Flavin Mono Nukleotida (FMN) → koenzim proses oksidasi – reduksi pada respirasi sel.
- Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD), Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat (NADP), Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) → koenzim proses oksidasi – reduksi
Enzim restriksi endonuklease (enzim restriksi) mengenali urutan nukleotida spesifik dan memotong DNA pada posisi di antara atau di luar sekuen yang dikenalinya tersebut. Enzim ini telah ditemukan lebih dari 30 tahun yang lalu sehubungan dengan fenomena pemotongan yang spesifik terhadap bakteri inang dan modifikasi oleh virus bakteri. Bakteri pada mulanya tahan terhadap infeksi virus karena bakteri memiliki sistem pertahanan dengan merusak molekul DNA asing yang masuk ke dalam selnya. Enzim restriksi yang berhasil dimurnikan pertama kali adalah EcoRI dan EcoRII dari Escherichia coli, dan HindII dan HindIII dari Haemophilis influenza. Enzim-enzim tersebut diketahui memotong DNA pada urutan basa tertentu yang spesifik, yang menghasilkan fragmen-fragmen seukuran gen yang dapat disambungkan kembali. Para peneliti dengan cepat segera mengetahui bahwa enzim restriksi merupakan alat biologis baru yang dapat digunakan untuk mempelajari organisasi, fungsi, dan ekspresi gen.
Enzim restriksi melindungi bakteri dari infeksi virus. Enzim ini berperan dalam sistem imun pada mikroorganisme. Jika bakteri E. coli yang tidak memiliki enzim restriksi diinfeksi virus, maka sebagian besar partikel virus mampu menyebabkan infeksi. Namun, jika bakteri E. coli memiliki enzim restriksi, kemungkinan infeksi virus akan menurun.
Enzim restriksi biasanya terdapat dalam kombinasi dengan enzim pemodifikasi lain yang melindungi DNA-nya sendiri dari pemotongan, misalnya DNA-metil transferase (dnmt). Dnmt akan memetilasi basa DNA pada tiap untai sehingga sekuen yang dikenali oleh enzim restriksi tidak akan terpotong.
Secara umum, enzim restriksi dapat dibedakan ke dalam 3 tipe, berdasarkan pada komposisi sub unit, posisi pemotongan, spesifisitas sekuen DNA, dan perlu tidaknya kofaktor.
Enzim tipe I merupakan enzim yang kompleks, multisubunit, kombinasi antara restriksi dan pemodifikasi yang memotong DNA pada area random yang jauh dari sisi pengenalan. Enzim tipe I secara biokimia mungkin banyak berfungsi di dalam sel, tetapi mereka kurang menguntungkan untuk digunakan dalam percobaan di laboratorium.
Enzim tipe II memotong DNA pada posisi tertentu yang dekat atau berada di antara sekuen yang dikenalnya. Enzim tipe II menghasilkan fragmen-fragmen tertentu dengan pola pita-pita yang spesifik pada gel agarosa. Enzim tipe inilah yang dipakai untuk berbagai percobaan dalam analisis DNA dan kloning gen.
Enzim tipe III juga merupakan kombinasi restriksi dan enzim pemodifikasi. Enzim ini memotong DNA di luar sekuen yang dikenal dan memerlukan 2 sekuen yang sama pada orientasi yang berlawanan pada untai DNA yang sama untuk dapat memotong. Enzim-enzim ini jarang menghasilkan potongan yang sempurna.
Ada beberapa faktor
Ada beberapa faktor kunci yang harus diperhatikan untuk melakukan pemotongan dengan enzim restriksi (enzyme digestion). Di antaranya adalah: gunakan jumlah DNA, enzim, dan buffer yang benar dalam volume reaksi total yang sesuai. Satu unit enzim restriksi akan memotong 1 ug DNA secara sempurna dalam 50 ul reaksi selama 1 jam. Rasio enzim : DNA : volume reaksi ini dapat digunakan sebagai pedoman dalam menentukan reaksi. Meskipun demikian, sebagian besar peneliti mengikuti pedoman umum reaksi digesti di mana 10 kali over-digesti direkomendasikan untuk mengatasi variasi dalam sumber, jumlah, dan kemurnian DNA. DNA harus terbebas dari kontaminan seperti fenol, kloroform, alkohol, EDTA, deterjen (SDS), atau garam yang berlebih. Metilasi DNA dapat mengakibatkan penghambatan digesti dengan enzim tertentu. DNA plasmid superkoil dan DNA yang terikat gel agarosa pada umumnya memerlukan lebih dari 1 unit/ug untuk dapat terpotong sempurna.
Enzim restriksi merupakan enzim yang tidak stabil. Oleh karena itu, sebaiknya disimpan pada suhu -20C untuk sebagian besar enzim. Beberapa enzim perlu disimpan pada -70C. Enzim ini harus tetap disimpan di dalam es ketika dikeluarkan dari freezer dan harus selalu menjadi komponen yang ditambahkan terakhir pada campuran reaksi. Selain stabilitas, harga enzim restriksi pun mahal. Campur reaksi dengan baik dengan cara pemipetan atau menggoyang (tapping) tabung reaksi. Sentrifus dengan cepat selama beberapa detik jika ada cairan yang menempel di dinding tabung.
Stok enzim yang dibeli secara komersial biasanya disimpan dalam campuran yang mengandung gliserol, untuk itu, pada pemakaian enzim, sebaiknya digunakan larutan akhir sekitar 10x stok awal agar enzim dapat bekerja dengan baik. Untuk menghentikan reaksi enzim, dapat dilakukan penambahan stopper reagent yang mengandung SDS-EDTA.
Permasalahan:
1. Apa perbedaan antara nukleosida dan nukleotida?
2. Apa peran dari nukleotida dalam DNA dan RNA?
3. Secara umum enzim restriksi dapat dibedakan ke dalam 3 tipe, berdasarkan pada komposisi sub unit, posisi pemotongan, spesifisitas sekuen DNA. Sebutkan perbedaan dari ke tiga tipe enzim restriksi tersebut?
4. Apa perbedaan spesifik antara purin dan pirimidin?
SAYA AKAN MENJAWAB SOAL NOMOR 1
BalasHapusNukleosida terdiri dari basa nitrogen yang terikat secara kovalen dengan gula (ribosa atau deoksiribosa) tetapi tanpa gugus fosfat. Nukleotida terdiri dari basa nitrogen, gula (ribosa atau deoksiribosa) dan satu sampai tiga gugus fosfat.
Nukleosida = Basa + Gula
Perbedaan nukleotida dengan nukleosida yaitu:
Nukleotida tersusun atas pospat, gula dan basa nitrogen
Sedangkan nukleosida tersusun atas gula dan basa nitrogen.
Dengan kata lain, nukleosida merupakan nukleotida yang kehilangan pospat.
Penjelasan yang lebih lengkap mengenai nukleotida dapat disimak pada uraian berikut ini ya…
Nukleotida merupakan unit terkecil penyusun DNA dan RNA.
Pada DNA, nukleotida tersusun atas pospat, gula deoksiribosa serta basa nitrogen berupa adenine, guanine, timin dan sitosin
Saya akan menjawab permasalahan keempat
BalasHapusStruktur Purin dan pirimidin
Purin memiliki struktur molekul yang mengandung cincin beranggota enam terikat pada suatu cincin beranggota lima, yang keduanya mengandung atom nitrogen. Struktur molekul pirimidin sederhana, hanya berisi satu, cincin beranggota enam.
Fungsi purin
Beberapa bentuk purin yang umum di alam. Mewakili sekitar setengah dari kode genetik Anda, molekul purin yang terkandung dalam adenin dan guanin, dua senyawa yang dikenal sebagai basa nukleotida. Biasa disingkat “A” dan “G,” kedua nukleotida adalah blok bangunan DNA dan sangat penting untuk proses penyimpanan informasi dan replikasi. Contoh lain dari purin meliputi asam urat dan kafein.
Fungsi pirimidin
Setengah lainnya kode genetik Anda diuraikan dengan pirimidin. Sitosin dan timin, juga dikenal sebagai “C” dan “T,” merupakan pirimidin dalam urutan DNA Anda. Lainnya pirimidin berlimpah di alam dikenal sebagai urasil. Molekul ini hadir hanya dalam asam nukleat spesifik, yang dikenal sebagai RNA. Ketika dikombinasikan dalam urutan dengan A, G, dan C, urasil adalah sebuah blok bangunan molekul RNA, yang penting untuk fungsi sel dan replikasi.
Penggunaan dalam Metabolisme dan neurotransmisi
Purin melaksanakan beberapa fungsi penting untuk metabolisme sel. Penting untuk produksi dan penyimpanan energi dalam sel, purin yang terkandung dalam struktur biokimia molekul seperti ATP, GTP, cAMP, NADH, dan koenzim A. Purin juga berfungsi sebagai neurotransmiter kimia, adenosin, misalnya, dapat mengirimkan informasi sel-sel dengan mengikat reseptor pada permukaan membran.
Peran Purin dan pirimidin dalam Penyakit
Purin telah dikaitkan dengan asam urat, kondisi sendi yang sangat menyakitkan. Jenis arthritis terjadi ketika peningkatan kadar asam urat darah berkembang. Ini purin sering terjadi kemudian terakumulasi dalam sendi, menyebabkan pembengkakan parah, peradangan, dan nyeri.
assalamualaikum desrika saya akan mencoba menjawab permasalahan anda nomor 2 yaitu Apa peran dari nukleotida dalam DNA dan RNA?
BalasHapusnukleotida salah satunya berfungsi sebagai Pembawa bahan pembentuk dasar suatu molekul. dimana nukleotida itu berperan mensintesis DNA dan RNA
Assalamualaikum Wr. Wb. Saya akan menjawab permasalahanmu nomor 3.
BalasHapusEnzim tipe I merupakan enzim yang kompleks, multisubunit, kombinasi antara restriksi dan pemodifikasi yang memotong DNA pada area random yang jauh dari sisi pengenalan. Enzim tipe I secara biokimia mungkin banyak berfungsi di dalam sel, tetapi mereka kurang menguntungkan untuk digunakan dalam percobaan di laboratorium.
Enzim tipe II memotong DNA pada posisi tertentu yang dekat atau berada di antara sekuen yang dikenalnya. Enzim tipe II menghasilkan fragmen-fragmen tertentu dengan pola pita-pita yang spesifik pada gel agarosa. Enzim tipe inilah yang dipakai untuk berbagai percobaan dalam analisis DNA dan kloning gen.
Enzim tipe III juga merupakan kombinasi restriksi dan enzim pemodifikasi. Enzim ini memotong DNA di luar sekuen yang dikenal dan memerlukan 2 sekuen yang sama pada orientasi yang berlawanan pada untai DNA yang sama untuk dapat memotong. Enzim-enzim ini jarang menghasilkan potongan yang sempurna.