Senin, 28 Maret 2011

Asam nukleat
Asam nukleat (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) and Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.
Asam nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus) sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
Nukleotida adalah molekul yang tersusun dari gugus basa heterosiklik, gula, dan satu atau lebih gugus fosfat. Basa penyusun nukleotida biasanya adalah berupa purina atau pirimidina sementara gulanya adalah pentosa (ribosa), baik berupa deoksiribosa maupun ribosa.
Nukleotida adalah monomer penyusun RNA, DNA, dan beberapa kofaktor, seperti CoA, FAD, FMN, NAD, dan NADP. Dalam sel, kofaktor ini memainkan peran penting dalam fiksasi energi (misalnya fotosintesis), metabolisme, dan biosignalling.

Nama-nama nukleotida disingkat menjadi kode empat-huruf standar. Huruf pertama berupa huruf kecil dan menandakan bawa nukleotida yang dipertanyakan adalah sebuah ribonukleotida (r) atau deoxyribonucleotid (d). Huruf ke-2 menandakan nukleosida yang berhubungan dengan nukleobasa:
G: Guanina
A: Adenina
T: Timina
C: Sitosina
U: Urasil biasanya tidak ada dalam DNA, tetapi menggantikan timina pada RNA
Nukleosida merupakan sebutan untuk bagian dari nukleotida tanpa gugus fosfat. Dengan demikian, nukleosida tersusun dari gula ribosa atau deoksiribosa dan basa nitrogen.
Nukleosida merupakan kerangka dasar bagi terbentuknya AMP, ADP, dan ATP. Proses pembentukan ketiga senyawa pembawa energi kimia ini biasanya terjadi di mitokondria sebagai bagian dari reaksi katabolisme/respirasi.
Basa nukleotida


Pasangan basa nukleotida (warna biru) pada RNA.
Basa nukleotida (atau nukleobasa) merujuk pada bagian pada DNA dan RNA yang dapat terlibat dalam pemasangan basa (lihat pula pasangan basa), utamanya adalah sitosina, guanina, adenina (DNA dan RNA), timina (DNA) dan urasil (RNA), secara berurutan disingkat C, G, A, T, dan U. Dalam genetika, basa nukleotida tersebut biasanya hanya disebut sebagai basa atau basa N (N singkatan dari nitrogen, karena memiliki gugus amina yang beratom nitrogen). Karena A, G, C, dan T muncul pada DNA, molekul-molekul ini dsebut basa DNA, sedangkan A, G, C, dan U disebut basa RNA.
Urasil menggantikan timina pada RNA. Kedua basa ini identik terkecuali bahwa urasil kekurangan gugus 5' metil. Adenina dan guanina merupakan kelas molekul bercincin dua yang disebut purina (disingkat sebagai R). Sitosina, timina, dan urasil semuanya merupakan pirimidina (disingkat Y).
Basa yang secara kovalen berikatan dengan karbon 1' ribosa atau deoksiribosa disebut sebagai nukleosida, dan nukleosida yang memiliki gugus fosfat pada karbon 5' disebut sebagai nukleotida.
Selain adenosina (A), sitidina (C), guanosina (G), timidina (T) dan uridina (U), DNA dan RNA juga mengandung basa-basa yang telah dimodifikasi setelah rantai asam nukelat terbentuk. Pada DNA, basa satu-satunya yang dimodifikasi adalah 5-metilsitidina (m5C). Pada RNA, terdapat banyak basa yang dimodifikasi, meliputi pseudouridina (Ψ), dihidrouridina (D), inosina (I), ribotimidina (rT) dan 7-metilguanosina (m7G).[1][2]
Hipoxantina dan xantina merupakan salah satu basa yang terbentuk oleh keberadaan mutagen. Keduanya terbentuk melalui proses deaminasi. Hipoxantina dihasilkan dari adenina, dan xantina dari guanina.[3] Dengan cara yang sama, deaminasi sitosina menghasilkan urasil.

Struktur
• Struktur kerangka adenina dan guanina merupakan purina, sehingga ia dinamakan basa purina.
• Struktur kerangka sitosina, urasil, dan timina merupakan pirimidina, sehingga dinamakan basa pirimidina.

Nukleobasa, nukleosida, dan nukleotida

Nukleobasa
Purina (Adenina, Guanina, Analog purina) • Pirimidina (Urasil, Timina, Sitosina, Analog pirimidina)


Nukleosida/(NB+pentosa)
Ribonukleosida
Adenosina • Guanosina • Uridina • Sitidina
Deoksiribonukleosida
Deoksiadenosina • Deoksiguanosina • Timidina • Deoksiuridina • Deoksisitidina

Nukleotida/NS+fosfat)
Ribonukleotida
monofosfat (AMP, GMP, UMP, CMP) • difosfat (ADP, GDP, UDP, CDP) • trifosfat (ATP, GTP, UTP, CTP)

Deoksiribonukleotida
monofosfat (dAMP, dGMP, dUMP, TMP, dCMP) • difosfat (dADP, dGDP, TDP, dCDP) • trifosfat (dATP, dGTP, TTP, dCTP)

Siklik
cAMP, cGMP, c-di-GMP, cADPR

Asam deoksiribonukleat
Struktur molekul DNA. Atom karbon berwarna hitam, oksigen merah, nitrogen biru, fosfor hijau, dan hidrogen putih.
Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA (bahasa Inggris: deoxyribonucleic acid), adalah sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.
Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku umum bagi setiap organisme. Di antara perkecualian yang menonjol adalah beberapa jenis virus (dan virus tidak termasuk organisme) seperti HIV (Human Immunodeficiency Virus).
Karakteristik kimia

Struktur untai komplementer DNA menunjukkan pasangan basa (adenina dengan timina dan guanina dengan sitosina) yang membentuk DNA beruntai ganda.
DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama,
• gugus fosfat
• gula deoksiribosa
• basa nitrogen, yang terdiri dari:[1]
o Adenina (A)
o Guanina (G)
o Sitosina (C)
o Timina (T)
Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.
Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit nukleotida 3,3 Å[2]. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida[3].
Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.
DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk struktur heliks ganda. Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel. Masing-masing untai terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah adenina (dilambangkan A), sitosina (C, dari cytosine), guanina (G), dan timina (T). Adenina berikatan hidrogen dengan timina, sedangkan guanina berikatan dengan sitosina. Segmen polipeptida dari DNA disebut gen, biasanya merupakan molekul RNA.[4]
Fungsi biologis
Replikasi

Pada replikasi DNA, rantai DNA baru dibentuk berdasarkan urutan nukleotida pada DNA yang digandakan.
Replikasi merupakan proses pelipatgandaan DNA. Proses replikasi ini diperlukan ketika sel akan membelah diri. Pada setiap sel, kecuali sel gamet, pembelahan diri harus disertai dengan replikasi DNA supaya semua sel turunan memiliki informasi genetik yang sama. Pada dasarnya, proses replikasi memanfaatkan fakta bahwa DNA terdiri dari dua rantai dan rantai yang satu merupakan "konjugat" dari rantai pasangannya. Dengan kata lain, dengan mengetahui susunan satu rantai, maka susunan rantai pasangan dapat dengan mudah dibentuk. Ada beberapa teori yang mencoba menjelaskan bagaimana proses replikasi DNA ini terjadi. Salah satu teori yang paling populer menyatakan bahwa pada masing-masing DNA baru yang diperoleh pada akhir proses replikasi; satu rantai tunggal merupakan rantai DNA dari rantai DNA sebelumnya, sedangkan rantai pasangannya merupakan rantai yang baru disintesis. Rantai tunggal yang diperoleh dari DNA sebelumnya tersebut bertindak sebagai "cetakan" untuk membuat rantai pasangannya.
Proses replikasi memerlukan protein atau enzim pembantu; salah satu yang terpenting dikenal dengan nama DNA polimerase, yang merupakan enzim pembantu pembentukan rantai DNA baru yang merupakan suatu polimer. Proses replikasi diawali dengan pembukaan untaian ganda DNA pada titik-titik tertentu di sepanjang rantai DNA. Proses pembukaan rantai DNA ini dibantu oleh enzim helikase yang dapat mengenali titik-titik tersebut, dan enzim girase yang mampu membuka pilinan rantai DNA. Setelah cukup ruang terbentuk akibat pembukaan untaian ganda ini, DNA polimerase masuk dan mengikat diri pada kedua rantai DNA yang sudah terbuka secara lokal tersebut. Proses pembukaan rantai ganda tersebut berlangsung disertai dengan pergeseran DNA polimerase mengikuti arah membukanya rantai ganda. Monomer DNA ditambahkan di kedua sisi rantai yang membuka setiap kali DNA polimerase bergeser. Hal ini berlanjut sampai seluruh rantai telah benar-benar terpisah.
Proses replikasi DNA ini merupakan proses yang rumit namun teliti. Proses sintesis rantai DNA baru memiliki suatu mekanisme yang mencegah terjadinya kesalahan pemasukan monomer yang dapat berakibat fatal. Karena mekanisme inilah kemungkinan terjadinya kesalahan sintesis amatlah kecil.
Penggunaan DNA dalam teknologi
DNA dalam forensik
Ilmuwan forensik dapat menggunakan DNA yang terletak dalam darah, sperma, kulit, liur atau rambut yang tersisa di tempat kejadian kejahatan untuk mengidentifikasi kemungkinan tersangka, sebuah proses yang disebut fingerprinting genetika atau pemrofilan DNA (DNA profiling). Dalam pemrofilan DNA panjang relatif dari bagian DNA yang berulang seperti short tandem repeats dan minisatelit, dibandingkan. Pemrofilan DNA dikembangkan pada 1984 oleh genetikawan Inggris Alec Jeffreys dari Universitas Leicester, dan pertama kali digunakan untuk mendakwa Colin Pitchfork pada 1988 dalam kasus pembunuhan Enderby di Leicestershire, Inggris. Banyak yurisdiksi membutuhkan terdakwa dari kejahatan tertentu untuk menyediakan sebuah contoh DNA untuk dimasukkan ke dalam database komputer. Hal ini telah membantu investigator menyelesaikan kasus lama di mana pelanggar tidak diketahui dan hanya contoh DNA yang diperoleh dari tempat kejadian (terutama dalam kasus perkosaan antar orang tak dikenal). Metode ini adalah salah satu teknik paling tepercaya untuk mengidentifikasi seorang pelaku kejahatan, tetapi tidak selalu sempurna, misalnya bila tidak ada DNA yang dapat diperoleh, atau bila tempat kejadian terkontaminasi oleh DNA dari banyak orang.
DNA dalam komputasi
DNA memainkan peran penting dalam ilmu komputer, baik sebagai masalah riset dan sebagai sebuah cara komputasi.
Riset dalam algoritma pencarian string, yang menemukan kejadian dari urutan huruf di dalam urutan huruf yang lebih besar, dimotivasi sebagian oleh riset DNA, dimana algoritma ini digunakan untuk mencari urutan tertentu dari nukleotida dalam sebuah urutan yang besar. Dalam aplikasi lainnya seperti editor text, bahkan algoritma sederhana untuk masalah ini biasanya mencukupi, tetapi urutan DNA menyebabkan algoritma-algoritma ini untuk menunjukkan sifat kasus-mendekati-terburuk dikarenakan jumlah kecil dari karakter yang berbeda.
Teori database juga telah dipengaruhi oleh riset DNA, yang memiliki masalah khusus untuk menaruh dan memanipulasi urutan DNA. Database yang dikhususkan untuk riset DNA disebut database genomik, dam harus menangani sejumlah tantangan teknis yang unik yang dihubungkan dengan operasi pembandingan kira-kira, pembandingan urutan, mencari pola yang berulang, dan pencarian homologi.
Asam ribonukleat
Asam ribonukleat (bahasa Inggris:ribonucleic acid, RNA) senyawa yang merupakan bahan genetik dan memainkan peran utama dalam ekspresi genetik. Dalam dogma pokok (central dogma) genetika molekular, RNA menjadi perantara antara informasi yang dibawa DNA dan ekspresi fenotipik yang diwujudkan dalam bentuk protein.
Struktur RNA
Struktur dasar RNA mirip dengan DNA. RNA merupakan polimer yang tersusun dari sejumlah nukleotida. Setiap nukleotida memiliki satu gugus fosfat, satu gugus pentosa, dan satu gugus basa nitrogen (basa N). Polimer tersusun dari ikatan berselang-seling antara gugus fosfat dari satu nukleotida dengan gugus pentosa dari nukleotida yang lain.
Perbedaan RNA dengan DNA terletak pada satu gugus hidroksil cincin gula pentosa, sehingga dinamakan ribosa, sedangkan gugus pentosa pada DNA disebut deoksiribosa.[1] Basa nitrogen pada RNA sama dengan DNA, kecuali basa timina pada DNA diganti dengan urasil pada RNA. Jadi tetap ada empat pilihan: adenina, guanina, sitosina, atau urasil untuk suatu nukleotida.
Selain itu, bentuk konformasi RNA tidak berupa pilin ganda sebagaimana DNA, tetapi bervariasi sesuai dengan tipe dan fungsinya.


Tipe-tipe RNA
RNA hadir di alam dalam berbagai macam/tipe. Sebagai bahan genetik, RNA berwujud sepasang pita (Inggris double-stranded RNA, dsRNA). Genetika molekular klasik mengajarkan, pada eukariota terdapat tiga tipe RNA yang terlibat dalam proses sintesis protein:[2]
1. RNA-kurir (bahasa Inggris: messenger-RNA, mRNA), yang disintesis dengan RNA polimerase I.
2. RNA-ribosom (bahasa Inggris: ribosomal-RNA, rRNA), yang disintesis dengan RNA polimerase II
3. RNA-transfer (bahasa Inggris: transfer-RNA, tRNA), yang disintesis dengan RNA polimerase III
Pada akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21 diketahui bahwa RNA hadir dalam berbagai macam bentuk dan terlibat dalam proses pascatranslasi. Dalam pengaturan ekspresi genetik orang sekarang mengenal RNA-mikro (miRNA) yang terlibat dalam "peredaman gen" atau gene silencing dan small-interfering RNA (siRNA) yang terlibat dalam proses pertahanan terhadap serangan virus.
Fungsi RNA
Pada sekelompok virus (misalnya bakteriofag), RNA merupakan bahan genetik. Ia berfungsi sebagai penyimpan informasi genetik, sebagaimana DNA pada organisme hidup lain. Ketika virus ini menyerang sel hidup, RNA yang dibawanya masuk ke sitoplasma sel korban, yang kemudian ditranslasi oleh sel inang untuk menghasilkan virus-virus baru.
Namun demikian, peran penting RNA terletak pada fungsinya sebagai perantara antara DNA dan protein dalam proses ekspresi genetik karena ini berlaku untuk semua organisme hidup. Dalam peran ini, RNA diproduksi sebagai salinan kode urutan basa nitrogen DNA dalam proses transkripsi. Kode urutan basa ini tersusun dalam bentuk 'triplet', tiga urutan basa N, yang dikenal dengan nama kodon. Setiap kodon berelasi dengan satu asam amino (atau kode untuk berhenti), monomer yang menyusun protein. Lihat ekspresi genetik untuk keterangan lebih lanjut.
Penelitian mutakhir atas fungsi RNA menunjukkan bukti yang mendukung atas teori 'dunia RNA', yang menyatakan bahwa pada awal proses evolusi, RNA merupakan bahan genetik universal sebelum organisme hidup memakai DNA.
Interferensi RNA
Suatu gejala yang baru ditemukan pada penghujung abad ke-20 adalah adanya mekanisme peredaman (silencing) dalam ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa RNA tidak diterjemahkan (translasi) menjadi protein oleh tRNA. Ini terjadi karena sebelum sempat ditranslasi, mRNA dicerna/dihancurkan oleh suatu mekanisme yang disebut sebagai "interferensi RNA". Mekanisme ini melibatkan paling sedikit tiga substansi (enzim dan protein lain). Gejala ini pertama kali ditemukan pada nematoda Caenorhabditis elegans tetapi selanjutnya ditemukan pada hampir semua kelompok organisme hidup.
Hidroksil adalah gugus fungsional -OH yang digunakan sebagai subsituen di sebuah senyawa organik. Molekul yang mengandung gugus hidroksil dikenal dengan sebutan alkohol.
Radikal hidroksil
Radikal hidroksil, •OH adalah bentuk netral dari ion hidroksida. Radikal ini sangat reaktif dan dapat mengganggu kelangsungan hidup. radikal hidroksil yang paling sering dijumpai berasal dari dekomposisi dari hidroperoksida (ROOH) atau dalam kimia atmosfer, dengan reaksi oksigen yang tereksitasi dengan air. Radikal ini juga penting dalam kimia radiasi, karena radikal tersebut dapat membentuk hidrogen peroksida dan oksigen, yang mana dapat memulai pengkaratan dan radioaktof pada lingkungan.
Dalam sintesis organik, radikal hidroksil didapatkan dari fotolisis dari 1-hidroksi-2(1H)-piridintiona.
Masalah pada atmosfer
Radikal hidroksil dikenal sebagai "deterjen" troposfer karena dapat bereaksi dengan beberapa polutan. Reaksi pertama adalah pembuangan atom hidrogen sehingga terbentuk air dan radikal alkil (R•).
OH + RH → H2O + R•
Radikal alkil akan bereaksi cepat dengan oksigen dan membentuk radikal peroksi.
R• + O2 → RO2
Reaksi di troposfer ini berpengaruh oleh banyaknya cahaya matahari, polusi atmosfer.
Kepentingan biologis
Radikal hidroksil merupakan radikal dengan reaktivitas yang tinggi sehingga biasanya berbahaya bagi makhluk hidup. Tidak seperti superoksida, yang dapat dinetralisir sifat toksiknya dengan superoksida dismustase, radikal hidroksil tidak dapat dieliminasi dengan reaksi enzimatik. Hal ini disebabkan difusi pada sisi aktif enzim lebih lambat daripada waktu paruhnya.
Radikal hidroksil dapat merusak semua tipe makromolekul seperti karbohidrat, asam nukleat, lipid dan asam amino. Cara satu-satunya untuk melindungi sel adalah dengan penggunaan antioksidan seperti glutation.
Pentosa
Pentosa adalah suatu monosakarida yang memiliki lima atom karbon, dengan satu gugus fungsi aldehida pada posisi 1 (aldopentosa) atau keton pada posisi 2 (ketopentosa).
Aldopentosa memiliki tiga pusat kiral ("atom karbon asimetris") sehingga terdapat delapan stereoisomer.
Molekul 4-D-aldopentosa, :-
CH=O CH=O CH=O CH=O
| | | |
HC-OH HO-CH HC-OH HO-CH
| | | |
HC-OH HC-OH HO-C HO-CH
| | | |
HC-OH HC-OH HC-OH HC-OH
| | | |
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
D-Ribosa D-Arabinosa D-Xilosa D-Liksosa
Ketopentosa memiliki dua pusat kiral sehingga menghasilkan empat stereoisomer - ribulosa (bentuk L- dan D-) dan xilulosa (bentuk L- dan D-).
Gugus fungsi aldehida dan keton pada karbohidrat ini bereaksi dengan gugus fungsi hidroksil sebelahnya membentuk hemiasetal atau hemiketal intramolekular, berturut-turut. Struktur cincin yang dihasilkan berkaitan dengan furan, dan disebut sebagai furanosa. Cincin ini terbuka dan tertutup secara spontan, sehingga memunginkan terjadinya perputaran ikatan antara gugus karbonil dan atom karbon tetangganya - menghasilkan dua konfigurasi yang berbeda (α dan β). Proses ini disebut sebagai mutarotasi.
Ribosa merupakan komponen RNA dan DNA (dalam bentuk deoksiribosa).
Ribosa
Ribosa, atau D-ribosa, adalah sebuah aldopentosa — sebuah monosakarida yang terdiri dari lima atom karbon, dan termasuk sebuah gugus fungsional aldehida dalam bentuk linearnya. Ribosa memiliki formula kimia C5H10O5, dan ditemukan pada 1905 oleh Phoebus Levene.
Sebagai sebuah komponen RNA yang digunakan untuk transkripsi genetika, ribosa sangat penting bagi makhluk hidup. Dia berhubungan dengan deoksiribosa, yang merupakan komponen dari DNA. Ribosa juga komponen dari ATP, NADH, dan beberapa kimia lainnya yang sangat penting bagi metabolisme

Urasil

pirimidina yang dijumpai pada RNA. Urasil hampir-hampir tidak terdapat pada DNA. Sebagaimana timina (5-metilurasil), urasil dapat berikatan dengan adenina melalui dua ikatan hidrogen.
Meski urasil bukan penyusun DNA, deoksiuridina trifosfat (dUTP) -- suatu nukleotida urasil -- bersama-sama dengan enzim urasil-N-glikosilase (UNG) dapat diikutsertakan dalam PCR sebagai suatu cara pencegahan kontaminasi pindah-silang, yang penting dalam assay diagnostik klinis.
Beberapa alasan dikemukakan untuk menjelaskan tidak digunakannya urasil sebagai basa N pada DNA:
1. Kebutuhan RNA sangat tinggi sehingga dipilih senyawa yang lebih sederhana (urasil lebih sederhana daripada timina) dan lebih cepat dibuat.
2. Degradasi sitosina (suatu basa N lain) dapat menghasilkan urasil, sehingga mutasi sitosin ke urasil bisa tidak terdeteksi dan kode genetik menjadi rusak. Dengan dipakainya timin, terjadinya mutasi pada sitosina dapat diperiksa oleh enzim-enzim pada proses replikasi DNA dan mutasi dikoreksi.
3. Metilasi (penambahan metil pada urasil, i.e. pembentukan timina) melindungi DNA dari enzim nuklease yang dihasilkan virus. Enzim ini mengenali dan memotong polinukleotida seperti DNA. Banyak nuklease yang tidak mampu mengenali basa DNA yang termetilasi sehingga serangan virus tidak efektif.
4. Gugus metil bersifat hidrofobik (sukar larut di air), tidak seperti bagian DNA lainnya, sehingga basa dengan metil berada di bagian dalam molekul. Akibatnya, timina hanya berpasangan dengan adenina. Urasil, karena lebih bebas, mampu berpasangan dengan gugus lain, bahkan dengan urasil lain dan perpasangan basa DNA menjadi kacau dan organisme dapat menjadi tidak normal. Pada RNA, keberadaan urasil tidak membahayakan karena umumnya RNA berada pada keadaan berkas tunggal (single-stranded).

Pentosa
Pentosa adalah suatu monosakarida yang memiliki lima atom karbon, dengan satu gugus fungsi aldehida pada posisi 1 (aldopentosa) atau keton pada posisi 2 (ketopentosa).
Aldopentosa memiliki tiga pusat kiral ("atom karbon asimetris") sehingga terdapat delapan stereoisomer.
Molekul 4-D-aldopentosa, :-
CH=O CH=O CH=O CH=O
| | | |
HC-OH HO-CH HC-OH HO-CH
| | | |
HC-OH HC-OH HO-C HO-CH
| | | |
HC-OH HC-OH HC-OH HC-OH
| | | |
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
D-Ribosa D-Arabinosa D-Xilosa D-Liksosa
Ketopentosa memiliki dua pusat kiral sehingga menghasilkan empat stereoisomer - ribulosa (bentuk L- dan D-) dan xilulosa (bentuk L- dan D-).
Gugus fungsi aldehida dan keton pada karbohidrat ini bereaksi dengan gugus fungsi hidroksil sebelahnya membentuk hemiasetal atau hemiketal intramolekular, berturut-turut. Struktur cincin yang dihasilkan berkaitan dengan furan, dan disebut sebagai furanosa. Cincin ini terbuka dan tertutup secara spontan, sehingga memunginkan terjadinya perputaran ikatan antara gugus karbonil dan atom karbon tetangganya - menghasilkan dua konfigurasi yang berbeda (α dan β). Proses ini disebut sebagai mutarotasi.
Ribosa merupakan komponen RNA dan DNA (dalam bentuk deoksiribosa).
Monosakarida



Fruktosa, salah satu jenis monosakarida.
Monosakarida merupakan karbohidrat dalam bentuk gula sederhana. Sebagaimana disakarida, monosakarida berasa manis, larut air, dan bersifat kristalin.
Monosakarida digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya (triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dan heptosa) dan gugus aktifnya, yang bisa berupa aldehida atau keton. Ini kemudian bergabung, menjadi misalnya aldoheksosa dan ketotriosa.
Selanjutnya, tiap atom karbon yang mengikat gugus hidroksil (kecuali pada kedua ujungnya) bersifat optik aktif, sehingga menghasilkan beberapa karbohidrat yang berlainan meskipun struktur dasarnya sama. Sebagai contoh, galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa karena atom-atomnya disusun berlainan.
Contoh lainnya:
• triosa: gliseraldehida dan dihidroksiaseton
• tetrosa: eritrosa
• pentosa: liksosa, ribosa, dan deoksiribosa
• heksosa: idosa, glukosa, fruktosa, dan galaktosa
• heptosa:


Sifat fisik
Kebanyakan tidak berwarna, padat kristalin (manis).
Struktur
Dengan beberapa pengecualian (misalnya deoksiribosa atau gula amino), monosakarida memiliki rumus kimia umum:
(CH2O)n
Monosakarida mengandung salah satu dari gugus fungsi keton atau aldehida.
Struktur siklik
Cara umum untuk menampilkan struktur siklik monosakarida adalah dengan menggunakan proyeksi Haworth.
Isomerisme
Biasanya digunakan sistem D,L.


Karbon

Karbon merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C yang stabil, dan 14C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun.[1] Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno.[2][3] Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti batu bara.
Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan, dan karbon amorf.[4] Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya. Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, manakala grafit berwarna hitam dan kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, manakala grafit cukup lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya.
Semua alotrop karbon sangat stabil dan memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk bereaksi, bahkan dengan oksigen. Keadaan oksidasi karbon yang paling umumnya ditemukan adalah +4, manakala +2 dijumpai pada karbon monoksida dan senyawa kompleks logam transisi lainnya. Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, minyak bumi, dan klatrat metana. Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa daripada unsur-unsur lainnya, dengan hampir 10 juta senyawa organik murni yang telah dideskripsikan sampai sekarang.
Karbon adalah unsur paling berlimpah ke-15 di kerak Bumi dan ke-4 di alam semesta. Karbon terdapat pada semua jenis makhluk hidup, dan pada manusia, karbon merupakan unsur paling berlimpah kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen. Keberlimpahan karbon ini, bersamaan dengan keanekaragaman senyawa organik dan kemampuannya membentuk polimer membuat karbon sebagai unsur dasar kimiawi kehidupan. Unsur ini adalah unsur yang paling stabil diantara unsur-unsur yang lain, sehingga dijadikan patokan dalam mengukur satuan massa atom.
Karakteristik


Diagaram fase karbon yang diprediksi secara teoritis
Karbon memiliki berbagai bentuk alotrop yang berbeda-beda, meliputi intan yang merupakan bahan terkeras di dunia sampai dengan grafit yang merupakan salah satu bahan terlunak. Karbon juga memiliki afinitas untuk berikatan dengan atom kecil lainnya, sehingga dapat membentuk berbagai senyawa dengan atom tersebut. Oleh karenanya, karbon dapat berikatan dengan atom lain (termasuk dengan karbon sendiri) membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang berbeda.[] Karbon juga memiliki titik lebur dan titik sublimasi yang tertinggi di antara semua unsur kimia. Pada tekanan atmosfer, karbon tidak memiliki titik lebur karena titik tripelnya ada pada 10,8 ± 0,2 MPa dan 4600 ± 300 K,[7][8] sehingga ia akan menyublim sekitar 3900 K
Karbon dapat menyublim dalam busur karbon yang memiliki temperatur sekitar 5800 K, sehingga tak peduli dalam bentuk alotrop apapun, karbon akan tetap berbentuk padat pada suhu yang lebih tinggi daripada titik lebur logam tungsten ataupun renium. Walaupun karbon secara termodinamika mudah teroksidasi, karbon lebih sulit teroksidasi daripada senyawa lainnya (seperti besi dan tembaga).
Karbon merupakan unsur dasar segala kehidupan di Bumi. Walaupun terdapat berbagai jenis senyawa yang terbentuk dari karbon, kebanyakan karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang normal. Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator terkecuali oksidator yang terkuat. Karbon tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam klorida, klorin, maupun basa lainnya. Pada temperatur yang tinggi, karbon dapat bereaksi dengan oksigen, menghasilkan oksida karbon oksida dalam suatu reaksi yang mereduksi oksida logam menjadi logam. Reaksi ini bersifat eksotermik dan digunakan dalam industri besi dan baja untuk mengontrol kandungan karbon dalam baja:
Fe3O4 + 4 C(s) → 3 Fe(s) + 4 CO(g)
Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam tertentu akan menghasilkan karbida logam, seperti besi karbida sementit dalam baja, dan tungsten karbida yang digunakan secara luas sebagai abrasif.
Pada tahun 2009, grafena diketahui sebagai material terkuat di dunia yang pernah diujicobakan. Walaupun demikian, proses pemisahan grafena dari grafit masih belum cukup ekonomis untuk digunakan dalam proses industri.
Berbagai alotrop karbon memiliki ciri-ciri yang sangat berlawanan satu sama lainnya:
Intan nanokristal sintetik merupakan material terkeras yang diketaahui. Grafit adalah salah satu material terlunak yang diketahui.
Intan merupakan bahan abrasif.
Grafit adalah pelumas yang sangat baik.

Intan tidak menghantarkan listrik (insulator).
Grafit menghantarkan listrik (konduktor).

Intan merupakan konduktor panas yang baik. Beberapa jenis grafit digunakan sebagai insulator panas.
Intan berwarna transparan. Grafit berwarna kelam.
Intan mengkristal dalam sistem kristal kubik.
Grafit mengkristal dalam sistem kristal heksagonal.

Karbon amorf bersifat isotropik.
Karbon nanotabung merupakan bahan yang paling anisotropik yang pernah dibuat.

Adenina adalah salah satu dari dua basa N purina yang digunakan dalam membentuk nukleotida dari asam nukleat DNA dan RNA. Pada DNA, adenina (A) berikatan dengan timina (T) melalui dua ikatan hidrogen untuk membantu menstabilkan struktur asam nukleat. Pada RNA berberkas ganda (dsRNA), adenin berikatan dengan urasil (U).
Bersama dengan gula ribosa adenin membentuk nukleosida yang disebut adenosina, sementara bersama dengan deoksiribosa adenin membentuk deoksiadenosina. Adenosina dapat berikatan dengan gugus fosfat anorganik (PO43-). Jika mengikat satu gugus fosfat dinamakan adenosina monofosfat (AMP), dua gugus fosfat dinamakan adenosina difosfat (ADP), dan tiga gugus fosfat dinamakan adenosina trifosfat (ATP). ATP merupakan salah satu senyawa penting dalam metabolisme semua organisme hidup sebagai pembawa energi kimia untuk berbagai reaksi biokimiawi. Pada teknik PCR, deoksiadenosina trifosfat (dATP) merupakan satu dari empat nukleotida bebas yang perlu disediakan sebelum proses dimulai.


Sitosina

Sitosina merupakan satu dari dua basa N pirimidina yang dimiliki DNA dan RNA. Nukleosida ribosanya dinamakan sitidina dan nukleosida deoksiribosanya dinamakan deoksisitidina. Sitosina berikatan dengan guanina pada DNA pilin ganda melalui tiga ikatan hidrogen.
Sitidina dapat membentuk nukleotida bila mengikat satu, dua, atau tiga gugus fosfat anorganik (PO43-) membentuk CMP, CDP, dan CTP (masing-masing dinamakan sitidina mono-, di-, atau trifosfat). CTP dapat menjadi kofaktor dalam reaksi enzimatik biokimiawi dan mentransfer satu gugus fosfat bagi ADP untuk membentuk ATP. Deoksisitidina trifosfat (dCTP) diperlukan dalam PCR sebagai bahan baku sintesis DNA.
Pada keadaan tertentu, sitosina dapat mengalami deaminasi menjadi urasil. Mutasi ini biasanya dapat dikenali oleh enzim-enzim yang terlibat dalam reparasi DNA. Sebagaimana pada urasil, metilasi juga dapat terjadi pada sitosin dengan bantuan enzim DNA-metil-transferase.

Guanina

Guanina merupakan satu dari dua basa N purina yang menyusun DNA dan RNA. Dalam DNA pilin ganda, guanina berikatan dengan sitosina melalui tiga ikatan hidrogen. Guanina membentuk nukleosida bersama dengan gula ribosa yang dinamakan guanosina. Bentuk deoksiguanosina yang berikatan dengan tiga gugus fosfat anorganik (dGTP) merupakan salah satu bahan baku dalam teknik PCR.
Secara kimiawi, guanina dapat berada pada dua bentuk tautomer yang dinamakan tautomerisme keto-enol.
Nama guanina diambil dari guano karena pertama kali diisolasi dari guano (pupuk kotoran burung).Purina

Timina

Timina tidak sama dengan tiamina, suatu jenis vitamin B.
Timina atau 5-metilurasil merupakan salah satu dari dua basa N pirimidina yang menyusun DNA. RNA tidak memiliki timina dan, dengan sedikit perkecualian, urasil menggantikan posisinya. Pada DNA berpilin ganda, timina akan berikatan dengan adenina melalui dua ikatan hidrogen untuk membentuk struktur yang stabil.
Timina bersama dengan gula deoksiribosa membentuk nukleosida yang disebut deoksitimidina atau timidina. Timidina dapat membentuk nukleotida apabila mengalami fosforilasi menjadi dTMP, dTDP, atau dTTP (deoksitimidina mono-, di-, atau trifosfat). dTTP diperlukan dalam PCR sebagai salah satu bahan baku nukleotida.



Purina

Purina (1) adalah sebuah senyawa organik heterosiklik aromatik, yang terdiri dari cincin pirimidina dan cincin imidazola yang bergandeng sebelahan. Purina merupakan salah satu dari dua grup basa nitrogen. Purina, termasuk purina-purina bersubstitusi dan berbagai tautomernya, adalah heterosiklik bernitrogen yang paling banyak tersebar di alam. [1]
Purina dan Pirimidina merupakan dua golongan yang membentuk nitrogen basa- nitrogen basa, termasuk kedua golongan basa nukleat. Dua dari keempat deoxyribonucleotide dan dua dari keempat ribonucleotide, yang merupakan bahan bangunan pokok dari DNA dan RNA, adalah purina.

Purina yang terkenal
Jumlah purina yang terjadi secara alami di bumi sangat banyak, karena 50% basa dalam asam nukleat, adenina (2) dan guanina (3) adalah purinai Dalam DNA, basa-basa ini membentuk ikatan hidrogen dengan komplementernya pirimidina timina dan sitosina. Ini disebut pasangan basa komplementer. Dalam RNA, komplemen dari adenina adalah urasil (U) dan bukannya timina.
Purin terkenal lainnya adalah hipoxantina (4), xantina (5), teobromina (6), kafeina (7), asam urat (8) dan isoguanina (9).

Alkaloid Purina
beberapa alkaloid yang memiliki bentuk struktur dasar Xantina:
Alkaloid Purina
Nama Struktur Utama R1 R2 R3
kafein

−CH3 −CH3 −CH3
Teobromina
−H −CH3 −CH3
Theophylline
−CH3 −CH3 −H
Fungsi
Selain dari DNA dan RNA, purina merupakan komponen biokimia yang penting dalam sejumlah biomolekul penting lainnya, seperti ATP, GTP, AMP siklik, NADH, dan koenzim A. Purina (1) sendiri, belum ditemukan dalam alam, tetapi dapat diproduksi dengan cara sintesis organik.
Sejarah
Nama 'purina' (purum uricum) diusulkan oleh kimiawan Jerman Emil Fischer pada 1884. Dia mensintesis purin pertama kalinya pada 1899.[2] Bahan awal dari runtutan reaksinya adalah uric acid (8), yang diisolasi dari batu ginjal oleh Scheele pada tahun 1776.[3] Uric acid (8) direaksikan dengan PCl5 yang menghasilkan 2,6,8-trichloropurine (10), yang kemudian dikonversi dengan menggunakan HI and PH4I dan menghasilkan 2,6-diiodopurine (11). Produk ini lalu direduksi menjadi purina (1) dengan menggunakan serbuk timah.

Metabolisme
Metabolisme purina
Banyak organisme memilik cara metabolik untuk mensintesis dan memecah purina.
Purina disintesis secara biologi sebagai nukleosida (basa yang menempel ke ribosa).
Sumber makanan
Purina ditemukan dalam konsentrasi tinggi dalam daging dan produk daging, terutama organ dalam seperti hati dan ginjal. Makanan dari tumbuhan biasanya mengandung sedikit purina.
Contoh makanan yang mengandung banyak purina adalah roti manis, teri, sardin, hati, ginjal sapi, otak, ekstrak daging (mis. Oxo, Bovril), hering, makerel, kerang, daging hewan liar buruan, dan gravy.
Purina juga cukup banyak terdapat dalam daging babi, unggas, ikan dan makanan laut lainnya, asparagus, kubis bunga, bayam (spinach), jamur, ercis, lentil, dried pea, buncis, havermut, kulit bulir gandum, dan "mata" bulir gandum.

Sintesis di dalam Lab
Purina (1) bisa didapat dengan hasil yang baik melalui pemanasan formamide dalam wadah terbuka pada suhu 170 oC selama 28 jam. [4]

Procedure: [4] Formamide (45 gram) dipanasi dalam wadah terbuka dilengkapi condenser selama 28 jam dicelup dalam minyak pemanas (oil bath) pada suhu 170-190 oC. Setelah mengeluarkan eksess formamide (32,1 gram) dengan menggunakan distilasi vakum, residunya lalu direflux dengan metanol. Larutan metanol kemudian disaring, dan pelarutnya dipisahkan dari filtratnya dengan menggunakan distilasi vakum. Hasilnya adalah produk yang hampir murni; 4,93 gram (71% yield dari formamide yang dipakai). Kristalisasi dengan aseton menghasilkan kristal purin yang jernih; titi leleh 218 oC.
Oro, Orgel, dkk. menunjukan bahwa empak molekul dari HCN ter-tetramer yang kemudian membentuk diaminomaleodinitrile (12), yang mana bisa diubah menjadi bentuk-bentuk purin alamiah yang penting. [5][6][7][8][9]

Sintesis purin Traube (1900) adalah sebuah sintesis klasik (dari nama Wilhelm Traube) antara Pyrimidine bersubstitusi amine dan asam formic.




Ikatan hidrogen
Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.
Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol-1) hingga tinggi (>155 kJ mol-1).
Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.
Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.
Ortofosfat
Dalam kimia, ortofosfat (bahasa Inggris: orthophosphate, inorganic phosphate, Pi) atau sering disebut gugus fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Dama bentuk ionik, dia membawa sebuah -3 muatan formal, dan dinotasikan PO43-.
Fosfat adalah unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan kandungan fosfor ekonomis. Biasanya, kandungan fosfor dinyatakan sebagai bone phosphate of lime (BPL) atau triphosphate of lime (TPL), atau berdasarkan kandungan P2O5. Fosfat apatit termasuk fosfat primer karena gugusan oksida fosfatnya terdapat dalam mineral apatit (Ca10(PO4)6.F2) yang terbentuk selama proses pembekuan magma. Kadang kadang, endapan fosfat berasosiasi dengan batuan beku alkali kompleks, terutama karbonit kompleks dan sienit.
Fosfat komersil dari mineral apatit adalah kalsium fluo-fosfat dan kloro-fosfat dan sebagian kecil wavellite, (fosfat aluminium hidros). Sumber lain dalam jumlah sedikit berasal dari jenis slag, guano, crandallite [CaAl3(PO4)2(OH)5.H2O], dan millisite (Na,K).CaAl6(PO4)4(OH)9.3H2O. Sifat yang dimiliki adalah warna putih atau putih kehijauan, hijau, berat jenis 2,81-3,23, dan kekerasan 5 H.
Fosfat adalah sumber utama unsur kalium dan nitrogen yang tidak larut dalam air, tetapi dapat diolah untuk memperoleh produk fosfat dengan menambahkan asam .
Fosfat dipasarkan dengan berbagai kandungan P2O5, antara 4-42 %. Sementara itu, tingkat uji pupuk fosfat ditentukan oleh jumlah kandungan N (nitrogen), P (fosfat atau P2O5), dan K (potas cair atau K2O). Fosfat sebagai pupuk alam tidak cocok untuk tanaman pangan, karena tidak larut dalam air sehingga sulit diserap oleh akar tanaman pangan. Fosfat untuk pupuk tanaman pangan perlu diolah menjadi pupuk buatan.
Di Indonesia, jumlah cadangan yang telah diselidiki adalah 2,5 juta ton endapan guano (kadar P2O5= 0,17-43 %). Keterdapatannya di Propinsi Aceh, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Sulawesi Utara, Sulawesi Tengah dan NTT, sedangkan tempat lainnya adalah Sumatera Utara, Kalimantan, dan Irian Jaya.
Di Indonesia, eksplorasi fosfat dimulai sejak tahun 1919. Umumnya, kondisi endapan fosfat guano yang ada ber-bentuk lensa-lensa, sehingga untuk penentuan jumlah cadangan, dibuat sumur uji pada kedalaman 2 -5 meter. Selanjutnya, pengambilan conto untuk analisis kandungan fosfat. Eksplorasi rinci juga dapat dilakukan dengan pemboran apabila kondisi struktur geologi total diketahui.
Ion poliatomik
Ion poliatomik adalah suatu ion yang terdiri dari satu molekul dengan atom-atom berikatan kovalen atau dari suatu kompleks logam yang dapat dianggap bertindak sebagai suatu unit tunggal dalam konteks kimia asam basa atau dalam pembentukan garam. Dalam karya-karya yang lebih tua, suatu ion poliatomik dikenal sebagai suatu "radikal", walaupun dalam penggunaannya sekarang istilah radikal merujuk pada radikal bebas yang merupakan jenis tak bermuatan dengan suatu elektron tak berpasangan. Contoh utama ion poliatomik adalah hidroksida dan amonium.
Adenosina difosfat
Rumus struktur adenosin difosfat (ADP)
Adenosin difosfat, disingkat ADP, adalah sebuah nukleotida. Ia adalah bentuk ester dari asam pirofosforat dengan nukleobasa adenina. ADP terdiri dari gugus pirofosfat, ribosa gula pentosa, dan nukleobasa adenina.
ADP adalah produk dari reaksi defosforilasi hidrolisis ATP pada ATPase. ADP dapat kembali menjadi ATP oleh ATP synthase. ATP adalah energi yang penting dalam molekul dalam sel.
ADP disimpan dalam granula platelet padat dan dilepaskan ketika platelet tersebut diaktivasi. ADP berinteraksi dengan keluarga reseptor ADP yang ada di platelet (P2Y1, P2Y12 dan P2X1), yang menyebabkan aktivasi platelet yang lebih jauh[1]. ADP dalam darah diubah menjadi adenosina oleh ecto-ADPase, yang menghambat aktivasi platelet yang lebih jauh melalui reseptor adenosina. Obat anti platelet (Plavix / clopidogrel) menghambat reseptor P2Y12.
Adenosina trifosfat
Singkatan ATP juga merupakan singkatan dari Association of Tennis Professionals, organisasi tenis pria sedunia.


Rumus struktur adenosin trifosfat (ATP)
Adenosina trifosfat (ATP) adalah suatu nukleotida yang dalam biokimia dikenal sebagai "satuan molekular" pertukaran energi intraselular; artinya, ATP dapat digunakan untuk menyimpan dan mentranspor energi kimia dalam sel. ATP juga berperan penting dalam sintesis asam nukleat. Molekul ATP juga digunakan untuk menyimpan energi yang dihasilkan tumbuhan dalam respirasi selular. ATP yang berada di luar sitoplasma atau di luar sel dapat berfungsi sebagai agen signaling yang memengaruhi pertumbuhan dan respon terhadap perubahan lingkungan.
Komposisi Kimia
ATP terdiri dari adenosina dan tiga gugus fosfat. Rumus empirisnya adalah C10H16N5O13P3, dan rumus kimianya adalah C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H, dengan bobot molekul 507.184 u. Gugus fosforil pada AMP disebut gugus alfa, beta, and gamma fosfat.
Sintesis


Model molekul ATP
ATP dapat dihasilkan melalui berbagai proses selular, namun seringnya dijumpai di mitokondria melalui proses fosforilasi oksidatif dengan bantuan enzim pengkatalisis ATP sintetase. Pada tumbuhan, proses ini lebih sering dijumpai di dalam kloroplas melalui proses fotosintesis. Bahan bakar utama sintesis ATP adalah glukosa dan asam lemak. Mula-mula, glukosa dipecah menjadi asam piruvat di dalam sitosol dalam reaksi glikolisis. Dari satu molekul glukosa akan dihasilkan dua molekul ATP. Tahap akhir dari sintesis ATP terjadi dalam mitokondria dan menghasilkan total 36 ATP.
ATP dalam tubuh manusia
Jumlah total ATP dalam tubuh manusia berkisar pada 0,1 mol. Energi yang digunakan oleh sel manusia untuk melakukan hidrolisis dapat berjumlah 200 hingga 300 mol ATP per hari. Artinya, setiap molekul ATP didaur ulang sebanyak 2000 hingga 3000 kali setiap hari. ATP tidak dapat disimpan, karenanya sintesis harus segera diikuti dengan penggunaan.
Trifosfat lain
Sel juga memiliki trifosfat nukleosida mengandung energi tinggi yang lain, seperti GTP. Energi dapat dengan mudah ditransfer antar trifosfat-trifosfat ini dengan ATP melalui reaksi yang dikatalisis oleh nukleosida difosfokinase: Energi dilepaskan ketika terjadi hidrolisis terhadap ikatan-ikatan fosfat berenergi tinggi. Energi ini dapat digunakan oleh berbagai macam enzim, protein motor, dan protein transpor untuk melangsungkan kehidupan sel. Selain energi, hidrolisis akan melepaskan fosfat anorganik dan ADP yang dapat dipecah lagi menjadi satu ion fosfat dan AMP. ATP juga dapat langsung dipecah menjadi adenosina monofosfat dan pirofosfat.
Reaksi ADP dengan GTP
ADP + GTP ATP + GDP
Belakangan ini banyak dibicarakan kemungkinan menggunakan ATP sebagai sumber energi untuk nanoteknologi dan implan sehingga peralatan seperti alat pacu jantung buatan tidak lagi memerlukan baterai.
Peran biokimia dan fisiologi
Peran ATP yang paling banyak dikenali orang adalah sebagai pembawa energi, dalam bentuk yang tertukar sebagai ATP dan ADP. Fungsi ini berlangsung di berbagai kompartemen sel, tetapi kebanyakan terjadi pada sitosol (ruang di dalam sitoplasma yang berisi cairan kental). Sebagai pembawa energi, ATP juga banyak dijumpai pada mitokondria.
ATP dan nukleosida trifosfat lainnya dapat berada di luar sel, menempati matriks ekstraselular. Di sini mereka berperan sebagai agen signaling yang merespon perubahan lingkungan atau gangguan dari organisme lain untuk kemudian ditangkap oleh reseptor
pada membran sel. Mekanisme ini belum banyak dipelajari dan diketahui terjadi pada hewan dan, ternyata, juga pada tumbuhan.
Biopolimer, juga dikenal sebagai polimer organik, ialah polimer alami. Kanji, protein dan peptida, serta DNA dan RNA ialah contoh biopolimer, di mana unit monomernya berturut-turut adalah glukosa, asam amino, serta asam nukleat. Komposisi kimia tepat dan urutan di mana unit-unit disusun dinamakan struktur utama polimer. Banyak biopolimer "berlipat" menjadi bentuk-bentuk tertentu, yang dapat menentukan fungsi biologi biopolimer. Biologi struktural adalah bidang penyelidikan bentuk-bentuk biopolimer.
Monomer
Dalam kimia, suatu monomer adalah struktur molekul yang dapat berikatan secara kimia dengan monomer lainnya untuk menyusun molekul polimer yang panjang dan berulang-ulang. Monomer dapat berupa hidrokarbon, gula, asam amino, atau asam lemak.
Asam lemak (bahasa Inggris: fatty acid, fatty acyls) adalah adalah senyawa alifatik dengan gugus karboksil. Bersama-sama dengan gliserol, merupakan penyusun utama minyak nabati atau lemak dan merupakan bahan baku untuk semua lipida pada makhluk hidup. Asam ini mudah dijumpai dalam minyak masak (goreng), margarin, atau lemak hewan dan menentukan nilai gizinya. Secara alami, asam lemak bisa berbentuk bebas (karena lemak yang terhidrolisis) maupun terikat sebagai gliserida.
Karakteristik


Perbandingan model asam stearat (C18:0, atas), poke (C18:1, tengah), dan asam α-linolenat (C18:3, bawah). Posisi cis pada ikatan rangkap dua mengakibatkan melengkungnya rantai dan mengubah perilaku fisik dan kimiawi ketiga asam lemak ini. Pelengkungan tidak terjadi secara nyata pada ikatan rangkap dengan posisi trans.
Asam lemak tidak lain adalah asam alkanoat atau asam karboksilat dengan rumus kimia R-COOH or R-CO2H. Contoh yang cukup sederhana misalnya adalah H-COOH yang adalah asam format, H3C-COOH yang adalah asam asetat, H5C2-COOH yang adalah asam propionat, H7C3-COOH yang adalah asam butirat dan seterusnya mengikuti gugus alkil yang mempunyai ikatan valensi tunggal, sehingga membentuk rumus bangun alkana.
Karena berguna dalam mengenal ciri-cirinya, asam lemak dibedakan menjadi asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya, sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan ganda di antara atom-atom karbon penyusunnya.
Asam lemak merupakan asam lemah, dan dalam air terdisosiasi sebagian. Umumnya berfase cair atau padat pada suhu ruang (27° Celsius). Semakin panjang rantai C penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut.
Asam lemak jenuh bersifat lebih stabil (tidak mudah bereaksi) daripada asam lemak tak jenuh. Ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi). Karena itu, dikenal istilah bilangan oksidasi bagi asam lemak.
Keberadaan ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh menjadikannya memiliki dua bentuk: cis dan trans. Semua asam lemak nabati alami hanya memiliki bentuk cis (dilambangkan dengan "Z", singkatan dari bahasa Jerman zusammen). Asam lemak bentuk trans (trans fatty acid, dilambangkan dengan "E", singkatan dari bahasa Jerman entgegen) hanya diproduksi oleh sisa metabolisme hewan atau dibuat secara sintetis. Akibat polarisasi atom H, asam lemak cis memiliki rantai yang melengkung. Asam lemak trans karena atom H-nya berseberangan tidak mengalami efek polarisasi yang kuat dan rantainya tetap relatif lurus.
Ketengikan (Ingg. rancidity) terjadi karena asam lemak pada suhu ruang dirombak akibat hidrolisis atau oksidasi menjadi hidrokarbon, alkanal, atau keton, serta sedikit epoksi dan alkohol (alkanol). Bau yang kurang sedap muncul akibat campuran dari berbagai produk ini.
Aturan penamaan
Beberapa aturan penamaan dan simbol telah dibuat untuk menunjukkan karakteristik suatu asam lemak.
Nama sistematik dibuat untuk menunjukkan banyaknya atom C yang menyusunnya (lihat asam alkanoat). Angka di depan nama menunjukkan posisi ikatan ganda setelah atom pada posisi tersebut. Contoh: asam 9-dekanoat, adalah asam dengan 10 atom C dan satu ikatan ganda setelah atom C ke-9 dari pangkal (gugus karboksil). Nama lebih lengkap diberikan dengan memberi tanda delta (Δ) di depan bilangan posisi ikatan ganda. Contoh: asam Δ9-dekanoat.
Simbol C diikuti angka menunjukkan banyaknya atom C yang menyusunnya; angka di belakang titikdua menunjukkan banyaknya ikatan ganda di antara rantai C-nya). Contoh: C18:1, berarti asam lemak berantai C sebanyak 18 dengan satu ikatan ganda.
Lambang omega (ω) menunjukkan posisi ikatan ganda dihitung dari ujung (atom C gugus metil).
Beberapa asam lemak
Berdasarkan panjang rantai atom karbon (C), berikut sejumlah asam lemak alami (bukan sintetis) yang dikenal. Nama yang disebut lebih dahulu adalah nama sistematik dari IUPAC dan diikuti dengan nama trivialnya.
• Asam oktanoat (C8:0), asam kaprilat.
• Asam dekanoat (C10:0), asam kaprat.
• Asam dodekanoat (C12:0), asam laurat.
• Asam 9-dodekenoat (C12:1), asam lauroleinat, ω-3.
• Asam tetradekanoat (C14:0), asam miristat.
• Asam 9-tetradekenoat (C14:1), asam miristoleinat, ω-5.
• Asam heksadekanoat (C16:0), asam palmitat.
• Asam 9-heksadekenoat (C16:1), asam palmitoleinat, ω-7.
• Asam oktadekanoat (C18:0), asam stearat.
• Asam 6-oktadekenoat (C18:1), asam petroselat, ω-12.
• Asam 9-oktadekenoat (C18:1), asam oleat, ω-9.
• Asam 9-hidroksioktadekenoat (C18:1), asam ricinoleat, ω-9, OH-7.
• Asam 9,12-oktadekadienoat (C18:2), asam linoleat, ω-6, ω-9.
• Asam 9,12,15-oktadekatrienoat (C18:3), asam α-linolenat, ω-3, ω-6, ω-9.
• Asam 6,9,12-oktadekatrienoat (C18:3), asam γ-linolenat, ω-6, ω-9, ω-12.
• Asam 8,10,12-oktadekatrienoat (C18:3), asam kalendulat, ω-6, ω-8, ω-10.
• Asam 9,11,13-oktadekatrienoat (C18:3), asam α-elaeostearat, ω-7, ω-9, ω-11.
• Asam 9,11,13,15-oktadekatetraenoat (C18:4), asam α-parinarat, ω-3, ω-5, ω-7, ω-9.
• Asam eikosanoat (C20:0), asam arakidat.
• Asam 5,8,11,14-eikosatetraenoat (C20:4), asam arakidonat, ω-6, ω-9, ω-12, ω-15.
• Asam 9-eikosenoat (C20:1), asam gadoleinat, ω-11.
• Asam 11-eikosenoat (C20:1), asam eikosenat, ω-9.
• Asam dokosanoat (C22:0), asam behenat.
• Asam 13-dokosenoat (C22:1), asam erukat, ω-9.
• Asam tetrakosanoat (C24:0), asam lignoserat.
• Asam 15-tetrakosenoat (C24:1), asam nervonat, ω-9.
• Asam heksakosanoat (C26:0), asam cerotat.

Basa

Definisi umum dari basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air.Basa adalah lawan (dual) dari asam, yaitu ditujukan untuk unsur/senyawa kimia yang memiliki pH lebih dari 7. Kostik merupakan istilah yang digunakan untuk basa kuat. jadi kita menggunakan nama kostik soda untuk natrium hidroksida (NaOH) dan kostik postas untuk kalium hidroksida (KOH). Basa dapat dibagi menjadi basa kuat dan basa lemah. Kekuatan basa sangat tergantung pada kemampuan basa tersebut melepaskan ion OH dalam larutan dan konsentrasi larutan basa tersebut.
Beberapa Contoh Basa
Contoh basa Terdapat di
Alumunium hidroksida (AI[OH]3) Deodorant dan antasida
Kalsium Hidroksida Plester
Magnesium Hidroksida Antasida
Natrium Hidroksida (NaOH) Pembersih saluran pipa
Kalium Hidroksida Pembuatan sabun
Ammonium Hidroksida (NH3[aq]/NH4OH) Pelarut desinfektan
Sifat-sifat Basa
1. Kaustik
2. Rasanya pahit
3. Licin seperti sabun
4. Nilai pH lebih dari sabun
5. Mengubah warna lakmus merah menjadi biru
6. Dapat menghantarkan arus listrik

Reaksi: Kalsium Hidroksida + Asam Sulfat ————> Kalsium Sulfat + Air
Ca(OH)2 (aq) + H2SO4 ————> CaSO4(aq) + 2H2O (l)
Basa kuat
Basa kuat adalah basa yang dapat terionisasi 100% dalam air. Umumnya basa ini merupakan senyawa yang tersusun dari ion golongan IA dan IIA dengan ion hidroksida (OH-). Contoh basa kuat adalah: NaOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, KOH, dan sebagainya.
Basa lemah

Senyawa heterosiklik


Piridina, sebuah contoh senyawa heterosiklik yang sederhana
Senyawa heterosiklik atau heterolingkar adalah sejenis senyawa kimia yang mempunyai struktur cincin yang mengandung atom selain karbon, seperti belerang, oksigen, ataupun nitrogen yang merupakan bagian dari cincin tersebut.[1] Senyawa-senyawa heterosiklik dapat berupa cincin aromatik sederhana ataupun cincin non-aromatik. Beberapa contohnya adalah piridina (C5H5N), pirimidina (C4H4N2) dan dioksana (C4H8O2).
Perlu diperhatikan pula senyawa-senyawa seperti siklopropana dan sikloheksana bukanlah senyawa heterosiklik. Senyawa tersebut hanyalah sikloalkana. Prefiks 'siklik' merujuk pada struktur cincin, sedangkan 'hetero' merujuk pada atom selain karbon. Banyak senyawa heterosiklik yang merupakan zat karsinogenik.
Kimia heterosiklik adalah cabang ilmu kimia yang berkutat secara eksklusif terhadap sintesis, sifat-sifat, dan aplikasi heterolingkar.
Daftar isi
[sembunyikan]
• 1 Cincin beranggota-3
• 2 Cincin beranggota-4
• 3 Cincin beranggota-5
• 4 Cincin beranggota-6
• 5 Amina heterosiklik dan kanker
• 6 Referensi
• 7 Pranala luar

Cincin beranggota-3
Heterolingkar dengan tiga atom pada cincin lebih reaktif dikarenakan oleh terikan cincin. Senyawa yang memiliki satu heteroarom pada umumnya lebih stabil. Senyawa dengan dua heteroatom lebih biasa muncul sebagai zat antara reaktif. Heterolingkar beranggota-3 yang umum:
Heteroatom Jenuh Takjenuh
Pada Heterolingkar beranggota-5, senyawa takjenuhnya sering lebih stabil oleh karena aromatisitas.
Heteroatom Jenuh Takjenuh Nitrogen tetrahidropirola (pirolidina) Dihidropirola (pirolina), Pirola Oksigen Dihidrofuran, tetrahidrofuran Furan Sulfur Dihidrotiofena, tetrahidrotiofena
Tiofena

Arsen Arsola

Sekelompok besar senyawa cincin beranggota-5 dengan dua heteroatom secara kolektif dinamakan azola. Ditiolana mempunyai dua atom sulfur.
Cincin beranggota-6
Cincin beranggota enam dengan heteroatom tunggal:
Heteroatom Jenuh Takjenuh
Nitrogen Piperidina
Piridina

Amina heterosiklik dan kanker
Beberapa amina heterosiklik (Heterocyclic amine), HCA, yang terdapat pada daging yang dimasak ditemukan memiliki sifat karsinogenik. Riset menunjukkan bahwa memasak daging tertentu pada temperatur tinggi akan menghasilkan senyawa-senyawa yang tidak ditemukan pada daging mentah. HCA terbentuk ketika asam amino dan kreatina (senyawa yang ditemukan pada otot) bereaksi pada temperatur tinggi. Para periset telah mengidentifikasi 17 HCA berbeda yang dihasilkan dari pemasakan daging otot.[2] Beberapa sumber protein seperti susu, telur, tahu, dan daging organ seperti hati memiliki kandungan HCA yang sangat sedikit atau hampir tidak ada ketika dimasak.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar