Materi Lengkap Metabolisme Asam Nukleat

Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik. Sedangkan untuk katabolisme itu sendiri yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi. Dan anabolisme merupakan reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.

Asam nukleat adalah golongan protein yang membentuk substansi genetik pada organisme yakni meliputi DNA dan RNA. Metabolisme asam nukleat akan terjadi respons pemecahan dan penyusunan. Asam nukleat ialah senyawa kimia yang tertata atas gugus gula pentosa, phospor, dan basa nitrogen. Urutan basa nitrogen pada tiap-tiap individu akan berbeda satu sama lain. Hal inilah yang membikin keragaman gen pada individu sejenis. Terdapat dua tipe basa nitrogen dalam asam nukleat yakni purin dan pirimidin. Basa nitrogen purin terdiri atas adenin dan guanin, sementara basa pirimidin terdiri atas timin (DNA) atau urasil (RNA) dan sitosin.

A. Katabolisme Asam Nukleat

Katabolisme asam nukleat adalah jalanan metabolisme pemecahan yang menguraikan asam nukleat menjadi elemen – elemen penyusunnya. Asam nukleat adalah penyusun materi genetika pada tiap-tiap sel makhluk hidup. Pencernaan asam nukleat terjadi sesudah makanan sudah dicerna oleh enzim – enzim lain sehingga menyusun ukuran yang lebih kecil. Sesudah makanan dicerna di dalam lambung, makanan akan berubah teksturnya menjadi bubur yang disebut kim. kemudian kim akan menjelang usus dua belas jari dan akan mengalami pencernaan secara kimiawi.

Kandungan asam nukleat yang terdapat di dalam sel – sel makanan yang masuk ke dalam usus dua belas jari akan dicerna secara enzimatis. Sekretin merupakan hormon yang dibuat oleh dinding sel usus dua belas jari. Hormon ini akan menstimulus sel – sel dinding usus dua belas jari untuk mensekresikan enzim pencernaan. Nuklease merupakan salah satu enzim yang dibuat oleh dinding usus dua belas jari. Enzim ini berfungsi untuk mengkatalisis perombakan asam nukleat menjadi elemen – elemen penyusunnya. Nuklease tergolong kategori enzim pemecah protein. Kegiatan katalitik dari nuklease pertama – tama yaitu akan memecah ikatan hidrogen pada tipe asam nukleat rantai ganda seperti pada DNA. Lalu akan memotong ikatan nukleotida kemudian nukleosida sehingga akan dijadikan elemen – elemen penyusun asam nukleat.

Basa nitrogen hasil pemecahan asam nukleat dan elemen lainnya akan diresapi di dalam tubuh bersama gizi lainnya melewati usus illeum. Bagian – bagian hasil pemecahan asam nukleat akan diterapkan sebagai bahan sintesis asam nukleat dan asam amino di dalam tubuh. Tubuh kita sanggup mensintesis cuma sebagian tipe asam amino (10 asam amino non essensial). Kategori asam amino yang sanggup disintesis oleh tubuh tergolong non essensial (sanggup disusun / dibuat oleh tubuh). Sementara asam amino yang tak dibuat oleh tubuh tapi benar-benar diperlukan bisa didapatkan dari organisme lain dan tergolong asam amino essensial. Adapun asam amino yang bisa disintesis oleh tubuh antara lain: serin, prolin, alanin, asam aspartam, asam glutamat, asparagin, glutamin, tirosin, sistein, dan glisin. Sementara asam amino essensial antara lain: metionin, tryptofan, histidin, isoleusin, leusin, fenilalanin, arginin, valin, treonin, dan lisin.

B. Anabolisme Asam Nukleat

Seperti yang sudah dijelaskan pada nilai sebelumnya, asam nukleat adalah bagian penting bagi tubuh, sebab berfungsi sebagai kode genetika dari suatu organisme. DNA dan RNA merupakan dua tipe materi genetika yang ialah senyawa asam nukleat. Sintesis asam nukleat akan terkait dengan sintesis DNA dan juga RNA serta asam amino. DNA merupakan materi genetika yang didapatkan dari induk dan akan diturunkan kembali terhadap keturunannya. Replikasi DNA ialah jalanan perbanyakan rantai DNA dengan pola cetakan yang sama. Berhubungan dengan reproduksi sel bagus sebagai regenerasi atau perbanyakan keturunan, sel – sel akan mengalami fase dimana akan mengalami penggandaan materi genetis. Pada ketika itu, DNA akan diperbanyak untuk diberi terhadap sel baru. Bahan – bahan untuk memuat cetakan DNA yang baru didapatkan dari respons katabolisme asam nukleat. Dalam respons replikasi DNA ini akan melibatkan banyak enzim yang berhubungan dengan respons hal yang demikian seperti helikase, ligase, dan DNA polimerase.

Sintesis asam nukleat juga terjadi untuk sintesis RNA. Berbeda dengan DNA yang disebut rantai ganda, RNA adalah rantai tunggal. Terdapat tiga ragam RNA di dalam sel tubuh yang berfungsi sebagai bagian sintesis protein. Tiga ragam RNA di dalam tubuh yakni mRNA yang membawa pesan dari DNA; tRNA yang berfungsi membawa asam amino ke ribosom; dan rRNA yang merupakan komponen struktural dari ribosom.

Seperti halnya replikasi DNA, penyusunan RNA akan melibatkan DNA sebagai pola cetakan. RNA tertata atas gula ribosa, phosphat, dan basa nitrogen yang seluruh elemen hal yang demikian didapatkan dari hasil perombakan asam nukleat.

METABOLISME PURIN DAN PIRIMIDIN

Basa purin dan pirimidin ditemukan di dalam nukleotida dan dalam asam nukleat. Basa-basa tersebut dibentuk de novo oleh jalur yang menggunakan asam amino sebagai precursor dan menghasilkan nukleotida. Sebagian besar sintesis de novo terjadi di hati, dan
basa  bernitrogen serta nukleosida kemudian diangkut ke jaringan lain oleh sel darah merah. Otak juga membentuk nukleotida dalam jumlah yang bermakna.

Biosintesis purin dan pirimidin diatur dan dikoordinasikan dengan ketat oleh mekanisme umpan-balik yang menjamin agar waktu dan jumlah produksikedua zat tersebut selalu sesuai dengan kebutuhan fisiologisnya yang bervariasi. Penyakit genetic metabolism purin mencakup gout, sindrom Lesch-Nyhan, defisiensi adenosine deaminase dan difisiensi purin nukleotida fosforilase. Sebaliknya, selain asiduria orotat, hanya sedikit kelainan katabolisme pirimidin yang secara klinis bermakna.

Jaringan tubuh dapat menyintesis purin dan pirimidin dari zat-zat antara amfibolik. Asam nukleat dan nukleotida yang dimakan yang karenanya bersifat nonesensial secara dietetik diuraikan disaluran cerna menjadi mononukleotida sehingga dapat diserap atau diubah menjadi basa purin dan pirimidin. Basa purin kemudian dioksidasi menjadi asam urat yang dapat diabsorpsi atau diubah menjadi basa purin atau pirimidin. Basa purin kemudian dioksidasi menjadi asam urat yang akan diabsorbsi maupun diekskresikan dalam urine. Jika hanya sedikit atau tidak ada purin/pirimidin dalam makanan untuk dijadikan asam nukleat jaringan, senyawa yang disuntikkan dapat digunakan untuk membentuk asam nukleat. Oleh kaena itu, penggbungan [3H]timidin (senyawa yang disuntikkan) menjadi DNA ini dapat digunakan untuk mengukur laju sintesis DNA.

Pembentukan Nukleotida Pirimidin

Dalam pembentukan nukleotida pirimidin, yang disintesis pertama kali adalah basa, kemudian basa tersebut dilekatkan ke gugus ribose 5-fosfat. Dalam reaksi pertama, glutamine bereaksi dengan CO2 dan ATP membentuk karbamoil fosfat. Reaksi ini analog dengan reaksi pertama pada siklus urea, kecuali bahwa digunakan glutamine sebagai sumber nitrogen (bukan amonia) dan terjadi di dalam sitosol (bukan di mitokondria). Reaksi ini dikatalisis oleh karbamoil fosfat sintetase II, yang dihambat oleh UTP, salah satu produk jalur. Reaksi analog dalam pembentukan urea dikatalisis oleh karbamoil fosfat sintetase I, yang diaktifkan oleh N-asetil glutamate.

Dalam reaksi selanjutnya pada biosintesis pirimidin, keseluruhan molekul aspartat ditambahkan ke karbamoil fosfat. Molekul ini kemudian menutup untuk membentuk struktur cincin, yang di oksidase menjadi asam orotat. Orotat bereaksi dengan PRPP, menghasilkan orotidin 5-fosfat, yangkemudian mengalami dekarboksilasi membentuk uridin monofosfat (UMP).
UMP mengalami fosforilasi menjadi UTP. Sebuah gugus amino, yang berasal dari amida glutamine, ditambahkan ke karbon 4 untuk menghasilkan CTP. UTPN dan CTP adalah precursor untuk sintesis RNA.

CTP mengalami defosforilasi membentuk CDP, dan pada tingkat difosfat ini gugus ribose di reduksi menjadi deoksiribosa oleh ribonukleotida reduktase (Gbr .5). dCDP mengalami defosforilasi dan deaminasi, membentuk dUMP. Metilen tetrahidrofolat memindahkan sebuah gugus metil ke dUMP membentuk dTMP. Reaksi fosforilasi menghasilkan dCTP dan dTTP, precursor yang digunakan untuk sintesis DNA

Penguraian Basa Purin dan Pirimidin

• Penguraian Basa Purin

Penguraian nukleotida purin (AMP dan GMP) terjadi terutama di hati . AMP mula-mula mengalami deamilasi menjadi IMP. Kemudian IMP dan GMP mengalami defosforilase, dan ribosa diputuskan dari basa. Hipoxantin, basa yang terbentuk dari pemutusan IMP, diubah oleh xantin oksidase menjadi xantin, dan guanin 8 mengalami diaminasi menghasilkan xantin. Jalur untuk penguraian adenin dan guanin menyatu di titik ini. Xantin diubah oleh xantin oksidase menjadi asam urat, yang diekskresikan dalam urine. Xantin oksidase adalah suatu enzim yang memerlukan molibdenum yang menggunakan oksigen molekular dan menghasilkan hidrogen peroksida (H202). Terdapat bentuk lain xantin oksidase yang menggunakan NAD+ sebagai akseptor electron.

Asam urat memiliki pK. 5,4. Didalam tubuh senyawa ini mengalami ionisasi membentuk urat. Urat tidak mudah larut dalam air. Jumlahnya didalam tubuh manusia normal sangat dekat dengan konstanta kelarutan.

• Penguraian Basa Pirimidin

penguraian basa purin. reaksi-reaksi yang dihambat oleh alopurinol ditandai. terdapat bentuk xantin oksidase yang kedua yang menggunakan NAD+menghasilkan O2 sebagai akseptor electron.

Nukleotida pirimidin mengalami defosforilasi, dan nukleosida mengalami pemutusan menghasilkan ribosa 1-fosfat dan basa pirimidin bebas yaitu sitosin,urasil, dan timin. Sitosin mengalami deaminasi membentuk urasil, yan diubah menjadi CO2, NH4+, dan β-alanin. Timin diubah menjadi CO2, NH4+, dan β-aminoisobutirat. produk-produk prnguraian pririmidin ini diekskresikan dalam urine atau diubah menjadi CO2, H2O, dan NH4+ (yang membentuk urea). produk-produk tersebut tidak menimbulkan gangguan pada tubuh, berbeda dengan urat, yang dibentuk dari purin dan dapat mengendap menimbulkan gout.

Refrensi : siskamelani.blogspot.co.id, kakapintar.com, wikipedia.

Share this post