Nukleobasa

Nukleobasa adalah bahan penyusun rantai panjang molekul DNA dan RNA dalam bentuk nukleotida terfosforilasi.

Dalam DNA, yang membentuk untaian ganda yang mirip dengan tali, 4 basa nukleat yang terbentuk membentuk pasangan padat dengan basa komplementer masing-masing melalui jembatan hidrogen. Nukleobasa terdiri dari purin bisiklik atau kerangka pirimidin monosiklik.

Apa itu nukleobasa?

4 nukleobasa adenin, guanin, sitosin, dan timin, sebagai blok pembangun rantai molekul heliks ganda DNA yang panjang, membentuk pasangan konstan adenin-timin (A-T) dan guanin-sitosin (G-C).

Dua basa adenin dan guanin masing-masing terdiri dari cincin enam dan lima bisiklik yang dimodifikasi dari struktur dasar purin dan oleh karena itu juga disebut sebagai basa purin. Struktur dasar dari dua basa nukleat lainnya, sitosin dan timin, terdiri dari cincin beranggota enam aromatik heterosiklik, yang sesuai dengan kerangka pirimidin yang dimodifikasi, oleh karena itu mereka juga disebut sebagai basa pirimidin. Karena RNA sebagian besar hadir sebagai untaian tunggal, pada awalnya tidak ada pasangan basa di sana. Ini hanya terjadi selama replikasi melalui mRNA (messenger RNA).

Salinan untai RNA terdiri dari nukleobasa komplementer yang analog dengan untai kedua DNA. Satu-satunya perbedaan adalah urasil diganti dengan timin dalam RNA. Molekul rantai DNA dan RNA tidak dibentuk dalam bentuk murni oleh nukleobasa, melainkan, dalam kasus DNA, mereka bergabung dengan deoksiribosa gula-5 untuk membentuk nukleosida yang sesuai. Dalam kasus RNA, gugus gula terdiri dari ribosa. Selain itu, nukleosida difosforilasi menjadi nukleotida dengan residu fosfat.

Basa purin hipoksantin dan xantin, yang juga ditemukan dalam DNA dan RNA, sesuai dengan timin yang dimodifikasi. Hipoksantin dibentuk dari adenin dengan mengganti gugus amino (-NH3) dengan gugus hidroksil (-OH), dan xantin terbentuk dari guanin. Kedua nukleobase tidak berkontribusi pada transmisi informasi genetik.

Fungsi, efek & tugas

Salah satu fungsi terpenting dari basa nukleat yang menyusun untaian ganda DNA adalah untuk menunjukkan keberadaan pada posisi yang diinginkan.

Urutan nukleobase sesuai dengan kode genetik dan menentukan jenis dan urutan asam amino dari mana protein disusun. Ini berarti bahwa fungsi terpenting dari nukleobasa sebagai bagian dari DNA terdiri dari peran pasif dan statis, yaitu mereka tidak secara aktif mengintervensi metabolisme dan struktur biokimianya tidak diubah oleh messenger RNA (mRNA) selama proses pembacaan. Itu sebagian menjelaskan umur panjang DNA.

Waktu paruh DNA mitokondria (mtDNA), di mana setengah dari ikatan yang semula ada antara nukleobasa hancur, sangat bergantung pada kondisi lingkungan dan bervariasi antara sekitar 520 tahun dalam kondisi rata-rata dengan suhu positif dan hingga 150.000 tahun dalam kondisi permafrost .

Sebagai bagian dari RNA, nukleobasa memainkan peran yang lebih aktif. Pada prinsipnya, ketika sel membelah, untai ganda DNA dipecah dan dipisahkan satu sama lain untuk dapat membentuk untai komplementer, mRNA, yang, dengan kata lain, membentuk salinan kerja materi genetik dan berfungsi sebagai dasar untuk pemilihan dan urutan asam amino yang darinya asam amino. protein yang dimaksudkan dirakit. Basa nukleat lain, dihydrouracil, hanya ditemukan di yang disebut transpor RNA (tRNA), yang digunakan untuk mengangkut asam amino selama sintesis protein.

Beberapa nukleobasa memenuhi fungsi yang sama sekali berbeda sebagai bagian dari enzim yang secara aktif mengaktifkan dan mengendalikan proses biokimia tertentu secara katalitik. Adenin memenuhi tugasnya yang paling terkenal sebagai nukleotida dalam keseimbangan energi sel. Adenin berperan penting sebagai donor elektron sebagai adenosine diphosphate (ADP) dan adenosine triphosphate (ATP) serta sebagai komponen dari nicotinamide adenine dinucleotide (NAD).

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Dalam bentuk non-terfosforilasi, nukleobasa hanya terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen, zat yang ada di mana-mana dan tersedia secara bebas. Oleh karena itu tubuh mampu mensintesis nukleobase itu sendiri, tetapi prosesnya rumit dan menghabiskan energi.

Oleh karena itu, pemulihan asam nukleat dengan daur ulang lebih disukai, misalnya B. melalui pemecahan protein yang mengandung senyawa tertentu yang dapat diisolasi dan diubah menjadi asam nukleat dengan sedikit pengeluaran energi atau bahkan dengan perolehan energi. Asam nukleat biasanya tidak terbentuk dalam bentuk murni di dalam tubuh, tetapi sebagian besar sebagai nukleosida atau deoksinukleosida dengan molekul ribosa atau deoksiribosa terlampir. Sebagai komponen DNA dan RNA dan sebagai komponen enzim tertentu, asam nukleat atau nukleosida juga difosforilasi secara reversibel dengan satu hingga tiga gugus fosfat (PO4-).

Tidak ada nilai referensi untuk suplai nukleobasa yang optimal. Kekurangan atau kelebihan nukleobasa hanya dapat ditentukan secara tidak langsung melalui gangguan metabolisme tertentu.

Penyakit & Gangguan

Jenis bahaya, gangguan, dan risiko yang terkait dengan nukleobasa adalah kesalahan dalam jumlah dan urutan untai DNA atau RNA, yang menyebabkan perubahan kode untuk sintesis protein.

Jika tubuh tidak dapat memperbaiki kesalahan melalui mekanisme perbaikannya, ia akan menghasilkan sintesis protein yang secara biologis tidak aktif atau dapat digunakan, yang pada gilirannya dapat menyebabkan gangguan metabolisme ringan hingga serius. Bisa mis. Mutasi gen B. dapat memicu penyakit simptomatik sejak awal melalui gangguan metabolisme, yang mungkin tidak dapat disembuhkan. Tetapi bahkan dalam genom yang sehat, kesalahan penyalinan dapat terjadi selama replikasi rantai DNA dan RNA, yang memengaruhi metabolisme.

Gangguan metabolisme yang diketahui pada keseimbangan purin adalah z. B. kembali ke cacat genetik pada kromosom x. Karena cacat genetik, basa purin hipoksantin dan guanin tidak dapat didaur ulang, yang pada akhirnya mendorong pembentukan batu kemih dan asam urat pada persendian.