Asam nuukleat

Purin, Pirimidin dan Asam NukleatRETNO SINTOWATI

Purin, Pirimidin, Asam nukleat I. Pendahuluan II. Basa Purin dan Basa Pirimidin III. Nukleosida IV. Nukleotida V. Asam Nukleat

Kepentingan biomedis

kemampuan nukleotid menyerap sinar UV menjadikan sinar UV sbg unsur mutagen yg potentsenyawa analog purin & pirimidin disintesis secara kimiawi digunakan untuk terapi penyakit kankerSel yg akan membelah, selnya mengalami replikasiKatabolisme purin xantin asam urat

I. PendahuluanNukleoprotein protein majemuk terdapat dalam inti sel penyusun material inti sel tersusun atas : protein: histon / protamingugus non protein semua sel hidup mengandung nukleoproteinKromatinKonstituen penting dalam sel, tersusun atas nukleoprotein kelainan pembentukan nukleoprotein perubahan dlm pertumbuhan /reproduksi sel sebab kromatin pembelahan sel

Nukleoprotein Enzim proteolitik - Protein sederhana - Asam nukleat trtm: histon & protamin (RNase / DNase)

polinukleotida polinukleotidase (fosfoesterse) mononukleotida purin/pirimidin nukleotidase (fosfatase) nukleosida asam fosfat (fosforilase)basa purin/basa pirimidin gula (ribosa/deoksi ribosa)

Nukleosida Purin

Adenosin Guanosin adenosin deaminase purin nukleosida fosforilase NH3 Inosin Guanin purin nukleosida fosforilase Hipoxantin Xantin oksidase Xantin + O2 asam urat urin Xantin oksidase

Penyelamatan Purin Untuk pembentukan nukleotida bbrp jaringan manusia tgt pd purin /purin ribonukleosida eksogen Ada 2 jalan penyelamatan :Fosforibosilasi purin bebas dgn enzim yang membutuhkan PRPP sbg donor ribosa fosfatFosforilasi nukleosida purin pd gugus 5-hidroksi oleh enzim adenosin kinaseContoh :Adenin menjadi AMP dg enzim adenin fosforibosa transferaseHipoxantin dan Guanin menjadi IMP dan GMP dengan enzim hipoxantin-guanin fosforibosa transferase

Nukleosida pirimidin Sitidin Deoksisitidin deaminasi Uridin deaminasi Deoksiuridin Deoksitimidin fosforilse Urasil dan Timin degradasi -alanin + NH4+ +CO2 degradasi As. -amino isobutirat + NH4+ +CO2 urine Banyak tdp pd penderita tumor yang dikhemoterapi ( DNA degradasi )

II. Basa Purin Dan Basa Pirimidin

Basa PurinBasa heterosiklis , molekul planar , aromatik sebag. besar tdp. dlm sel dlm. bentuk asam nukleatdisintesis secara de novo, dg sumber :N1 dari as. Aspartat, C6 dr CO2 respirasi, N7 dari glisin, C8 dari N5,N10-metenilFH4, N3 dan N9 dari nitrogen amida der. Glutamin danC2 dari N-formil -tetrahidroksi folatDiberi nomor mulai atom N1 kearah kebalikan jarum jam

Basa Pirimidinnama lebih panjang dari purin ttp hy mgd 6 atom yang heterosiklis, sedang purin nama pendek mgd 9 atom heterosiklis

Sitosin (S): tdp dlm semua asam nukleat, kecuali DNA virus ttt Timin (T) : trtm tdp dlm as nukleatyg mgd gula deoksiribosa (DNA); sedikit tdp dlm tRNA Urasil (U): tdp dalam RNA

Nitrogenous BasesPlanar, aromatic, and heterocyclicDerived from purine or pyrimidineNumbering of bases is unprimed

Nucleic Acid Bases

PurinesPyrimidines

SugarsPentoses (5-C sugars)Numbering of sugars is primed

Sugars D-Ribose and 2-Deoxyribose

*Lacks a 2-OH group

NucleosidesResult from linking one of the sugars with a purine or pyrimidine base through an N-glycosidic linkage

Purines bond to the C1 carbon of the sugar at their N9 atomsPyrimidines bond to the C1 carbon of the sugar at their N1 atoms

Nucleosides

Phosphate GroupsMono-, di- or triphosphates

Phosphates can be bonded to either C3 or C5 atoms of the sugar

NucleotidesResult from linking one or more phosphates with a nucleoside onto the 5 end of the molecule through esterification

III. Nukleosida dan nukleotidaNukleosida:tdr dari basa + d-ribosa gula ribosa terikat pada N9 basa purin dan pada N1 basa pirimidin (kecuali U pd C5 ikatan C-C) dan semuanya mrpk ikatan -N-glikosidik Nukleosida yang dimanfaatkan untuk menghambat pertumbuhan sel:5-fluorourasil - 5-iodo-2-deoksiuridin6-tioguanin - 6-merkaptopurin6-azauridin - arabinosil sitosin

NukleotidaMrpk unit struktural as nukleat, mrpk komponen seluler yg mudah dpt diketahui krn menyerap kuat sinar UV, der. basa purin absorbsinya lebih kuat dari der. basa pirimidinTersusun: - basa purin/ basa pirimidin - gula (ribosa atau 2-deoksiribosa), - asam fosfatPengikatan fosfat: RNA pd at C3 dari gulanya DNA pd at C5 dari gulanyaBasa Nukleosida Nukleotida Singkatan RNA DNAAdenin Adenosin Asam adenilat A dAGuanin Guanosin Asam guanilat G dGSitosin Sitidin Asam Sitidilat C dCUrasil Uridin Asam uridilat U dUTimin Timidin Asam timidilat T dT

Lanjutan nukleotidabentuk nukleotida lebih mudah larut dalam air dp nukleosida dan basa bebasnya

Fungsi nukleotida 1. Berperan dlm metabolisme energi Contoh: ATP - bentuk energi kimia yang diperlukan untuk sel, dihasilkan dari fosforilasi oksidatif atau fosforilasi tingkt substrat - terlibat dalam kontraksi otot - transport aktif - mempertahankan gradien/ion - membantu sbg donor fosfat untuk sin- tesis nukleosida 5-trifosfat substrat untuk reaksi yg dikatalisis oleh RNA dan DNA polimerase

Lanjutan fungsi nukleotida2. Monomer unit asam nukleat: DNA dan RNA3. Mediator fisiologik: nukleosida dan nukleotida membantu sbg kunci mediator fisiologik proses metabolik: - adenosin penting dlm kontrol aliran darah koroner - ADP critical dlm agregasi platelet dan koagulasi darah - cAMP & cGMP: bekerja sbg second messenger - GTP: diperlukan untuk capping mRNA4. Precursor function: GTP adalah prekursor pemben- tukan kofaktor, tetrahidrobiopterin, untuk reaksi hidroksilasi dan generasi oksida nitrat5. Komponen koenzim: NAD, NADP, FAD

Lanjutan fungsi nukleotida6. Activated intermediate - nukleotida membantu sbg kunci activated intermediate, diperlukan untuk berbagai reaksi - UDP-glukosa-kinase intermidiate sintesis glikogen, glikoprotein dll.7. Allosteric effectors pd metabolisme nukleotida

Sintesis nukleotida Di dalam sel mamalia disintesis secara de novoTidak semua sel mampu mensintesis nukleotid purin Contoh; sel-sel darah merahPada akhir reaksi menghasilkan ITP prekursor adenosin 5-monofosfat (AMP) dan guanosin 5-mono-Fosfat (GMP)

Lanjutan sintesis nukleotidaIMP AMP energinya dari GTPIMP GMP energinya dari ATPApabila terjadi defek dlm reaksi metabolik menyebabkan kehilangan pengaturan sintesis nukleotida purin over produksi purin asam urat meningkat Artritis gout Pembentukan deoksi ribonukleotida pada keadaan sel tidak proliferasi rendah pada saat replikasi sintesis DNA sintesis deoksiribonukleotida meningkat untuk mensuport sintesis DNA

IV. Asam nukleat (Polinukleotid)dibentuk dari ikatan fosfodiester yg terikat pada C3- dan C5 monomer yg berdekatanada mol. yg berakhir 5 dan 3masing-masing mol. memp. struktur primernya, contoh 5-3p Gp Gp Ap Tp Cp AAda 2 macam asam nukleat besar: DNA & RNA

Nucleotida: Synthesis dan Degradasi

Nucleotide MetabolismPURINE RIBONUCLEOTIDES: formed de novoi.e., purines are not initially synthesized as free basesFirst purine derivative formed is Inosine Mono-phosphate (IMP)The purine base is hypoxanthineAMP and GMP are formed from IMP

Purine NucleotidesGet broken down into Uric Acid (a purine) Buchanan (mid 1900s) showed where purine ring components came from:

N1: Aspartate AmineC2, C8: FormateN3, N9: GlutamineC4, C5, N7: GlycineC6: Bicarbonate Ion

Formyl-THF

Formyl-THF

NNCCCCCNN

HHHHHH

Glutamine

Glutamine

Aspartate

CO2

Glycine

HNNCCCCCNN

HHHHHH

PurineNNCCCC

HHHHPyrimidineHHGlycineGlutamine (2)AspartateN10-Formyl-TH