PURIN DAN PIRIMIDIN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Inti purin dan pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul asam nukleat RNA dan DNA . Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogenatau basa nukleotida (basa N) . Dilihat dari strukturnya, perbedaan di antara kedua macam asam nukleat ini terutama terletak pada komponen gula pentosanya. Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula 2’-deoksiribosa. Nukleosida dan nukleotida Penomoran posisi atom C pada cincin gula dilakukan menggunakan tanda aksen (1’, 2’, dan seterusnya), sekedar untuk membedakannya dengan penomoran posisi pada cincin basa. Posisi 1’ pada gula akan berikatan dengan posisi 9 (N-9) pada basa purin atau posisi 1 (N-1) pada basa pirimidin melalui ikatan glikosidik atau glikosilik(Gambar 2.2). Kompleks gula-basa ini dinamakan nukleosida. Di atas telah disinggung bahwa asam nukleat tersusun dari monomer-monomer berupa nukleotida, yang masing-masing terdiri atas sebuah gugus fosfat, sebuah gula pentosa, dan sebuah basa N. Dengan demikian, setiap nukleotida pada asam nukleat dapat dilihat sebagai nukleosida monofosfat. Namun, pengertian nukleotida secara umum sebenarnya adalah nukleosida dengan sebuah atau lebih gugus fosfat. Sebagai contoh, molekul ATP (adenosin trifosfat) adalah nukleotida yang merupakan nukleosida dengan tiga gugus fosfat. 1.2 RUMUSAN MASALAH Adapun rumusan masalah yang akan di bahas dalam makalah ini sebagai berikut: 1. Apa itu Purin dan Pirimidin 2. Bagaimanakah tata nama puri dan pirimidin 3. Apa saja komponen-komponen asam nukleat 4. Apa saja kelainan matabolisme purin 1.3 TUJUAN Tujuan pembuatan makalah ini adalah : 1. Untuk memenuhi tugas biokimia yang di berikan kepada kami. 2. Untuk mengetahui menganai purin dan pirimidin beseterta tata namanya, metabolisme asam nukleat,serta kelaian metabolisme purin. BAB II PEMBAHASAN 2.1 .Purin dan Pirimidin Inti purin dan pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul asam nukleat RNA dan DNA. Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogenatau basa nukleotida (basa N). Ada dua macam asam nukleat, yaitu asam deoksiribonukleat atau deoxyribonucleic acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). Dilihat dari strukturnya, perbedaan di antara kedua macam asam nukleat ini terutama terletak pada komponen gula pentosanya. Pada RNA gula pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2’ sehingga dinamakan gula 2’-deoksiribosa. Perbedaan struktur lainnya antara DNA dan RNA adalah pada basa N-nya. Basa N, baik pada DNA maupun pada RNA, mempunyai struktur berupa cincin aromatik heterosiklik (mengandung C dan N) dan dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu purin dan pirimidin. Basa purin mempunyai dua buah cincin (bisiklik), sedangkan basa pirimidin hanya mempunyai satu cincin (monosiklik). Pada DNA, dan juga RNA, purin terdiri atas adenin (A) dan guanin (G). Akan tetapi, untuk pirimidin ada perbedaan antara DNA dan RNA. Kalau pada DNA basa pirimidin terdiri atassitosin (C) dan timin (T), pada RNA tidak ada timin dan sebagai gantinya terdapaturasil (U). Timin berbeda dengan urasil hanya karena adanya gugus metil pada posisi nomor 5 sehingga timin dapat juga dikatakan sebagai 5-metilurasil. Nukleotida purin dan pirimidin disintesis di dalm tubuh pada tingkat yang sesuai dengan kebutuhan fisiologis. Mekanisme intraselular dan pengaturan ukuran nukleotida trifosfat (NTPs), meningkat selama pertumbuhan atau regenerasi jaringan ketika sel-sel membelah dengan cepat. Penyelidikan awal biosintesis nukleotida dikerjakan oleh burung, yang kemudian digunakan Escherichia coli. Isotop prekursor merpati yang diumpankan bersumber dari setiap atom pada basa purin. Tiga proses berkontribusi pada nukleotida purin biosintesis adalah: 1. sintesis dari amphibolic peralihan (sintesis de novo), 2. phosphoribosylation dari purin, dan 3. fosforilasi nukleosida purin. Fosforilasi nukleotida purini Inositol monofosfat (IMP) merupakan nukleotida induk yang merupakan asal pembentukan AMP maupun GMP. Sintesis IMP dari intermediate amfibolik α-D-ribosa-5-fosfat. Tahapan sintesis selanjutnya adalah: • •Disamping sebagai intermediate pertama yang terbentuk dalam lintasan de novo biosintesis purin, 5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP) merupakan intermediate dalam lintasan penyelamatan purin, dalam biosintesis NAD+ serta NADP+, dan dalam biosintesis nukleotida pirimidin. Sintesis PRPP ,melibatkan pemindahan pirofosfat dari ATP kepada karbon 1 senyawa α-D-ribosa-5-fosfat dan dikatalisis oleh enzim PRPP sintetase. • Pembentukan ikatan N-glikosidat dilakukan dengan menggunakan glutamine sebagai donor nitrogen dan membentuk senyawa 5-fosfo-β-D-ribosilam. • Kondensasi 5-fosfo-β-D-ribosilam dengan glisisn membentuk senyawa glisinamida ribosal-5-fosfat. • Atom karbon 8 pada IMP berasal dari gugus formil senyawa N5, N10-metenil-tetrahidrofolat yang membentuk formil glisinamida ribosal-5-fosfat. Suatu reaksi yang dikatalisi oleh enzim glisinsmida ribosal-5fosfatformiltransferase. • Pemindahan nitrogen amida glutamine ke formil glisinamida ribosal-5-fosfat akan membentuk fosmiglisinamida ribosil-5-fosfat. Dengan dikatalisis oleh enzim formilglisinamida-5-fosfat sintetase.. • Dalam reaksi yang dikatalisis oleh enzim aminoimadazol karboksilat ribosil 5-fosfat.sintetase, terjadi kehilangan air yang disertai penutupan cincin imidazol akan membentuk senyawa aminoimidazol ribosil-5-fosfat. • Adisi CO2 kepada formil glisinamida ribosal-5-fosfat berfungsi menambahkan atom yang akan menjadi karbon 6 pada IMP. Reaksi tersebtu dikatalisi oleh enzim aminoimadazol ribosil 5-fosfat karboksilase. • Kondensasi aspartat dengan aminoimadazol karboksilat ribosil 5-fosfat yang dikatalisis oleh enzim suksinil karboksamida ribosil-5-fosfat sintetase membentuk senyawa aminoimidazol suksisnil karbaksamida ribosil-5-fosfat. • Pembebasan gugus suksinil dari senyawa aminoimidazol suksisnil karbaksamida ribosil-5-fosfat sebagai fumarat, yang dikatalisis oleh enzim adenilosuksinase, membentuk senyawa aminoimidazol karbaksamida ribosil-5-fosfat. • Karbon 2 pada IMP ditambahkan dalam sebuah reaksi yang melibatkan derivat tetrahidrofolat sekunder dan enzim formiltransferase sekunder membentuk senyawa formimidomidazol karboksamida ribosil-5-fosfat. • Penutupan cincin senyawa formimidomidazol karboksamida ribosil-5-fosfat yang dikatalisi oleh enzim IMP siklohidrolase membentuk nukleotida purin pertama. Konversi purin, ribonukleosida purin, dan deoksribonukleosida purin menjadi mononukleotida melibatkan sejumlah reaksi yang memrlukan energi yang kecil dibanding energi pada sintesis de novo. Mekanismenya adalah Fosforibolisasi purin bebas (Pu) oleh PRPP, yang membentuk derivat 5’mononukleotida (Pu-RP). Fosforibolisasi purin bergantung –PRPP dikatalisis oleh enzim adenine fosforibosiltransferase dan hipoxatiguanin atau guanine menjadi IMP atau GMP. Enzim adenosine kinase mengkatalisis reaksi fosforilasi adenosine menjadi AMP atau deoksiadenosin menjadi dAMP. Enzim deoksistidin kinase mengkatalisis memfosforilasi dioksistidin, deoksiadenosin, dan 2’-dioksiguanosin, masing-masing menjadi dCMP, dAMP, dan dGMP. 2.2 Tata Nama puri dan pirimidin Asam nukleat dinamaiuntuk penemuan awal mereka dalam inti dan gugus fosfat terkait dengan asam fosfat. Meskipun pertama kali ditemukan dalam nukleusdari eukariotik se,asam nukleat sekarang dikenal dapat ditemukan dalam semua bentuk kehidupan ,termasuk dalam bakteri,arachia,mitokondria,kloroplas,virus,dan virologi. Semua sel hidup dan organel mengandung DNA dan RNA ,sedangkan virus mengandung baik DNA atau RNA . 2.3 Komponen-komponen asam nukleat a) gugus fosfat b) gula pentosa c) basa N Di antara ketiga komponen monomen asam nukleat tersebut di atas, hanya basa N-lah yang memungkinkan terjadinya variasi. Pada kenyataannya memang urutan (sekuens) basa N pada suatu molekul asam nukleat merupakan penentu bagi spesifisitasnya. Dengan perkataan lain, identifikasi asam nukleat dilakukan berdasarkan atas urutan basa N-nya sehingga secara skema kita bisa menggambarkan suatu molekul asam nukleat hanya dengan menuliskan urutan basanya saja. • Nukleosida dan nukleotida Penomoran posisi atom C pada cincin gula dilakukan menggunakan tanda aksen (1’, 2’, dan seterusnya), sekedar untuk membedakannya dengan penomoran posisi pada cincin basa. Posisi 1’ pada gula akan berikatan dengan posisi 9 (N-9) pada basa purin atau posisi 1 (N-1) pada basa pirimidin melalui ikatan glikosidik atau glikosilik(Gambar 2.2). Kompleks gula-basa ini dinamakan nukleosida. Di atas telah disinggung bahwa asam nukleat tersusun dari monomer-monomer berupa nukleotida, yang masing-masing terdiri atas sebuah gugus fosfat, sebuah gula pentosa, dan sebuah basa N. Dengan demikian, setiap nukleotida pada asam nukleat dapat dilihat sebagai nukleosida monofosfat. Namun, pengertian nukleotida secara umum sebenarnya adalah nukleosida dengan sebuah atau lebih gugus fosfat. Sebagai contoh, molekul ATP (adenosin trifosfat) adalah nukleotida yang merupakan nukleosida dengan tiga gugus fosfat. Jika gula pentosanya adalah ribosa seperti halnya pada RNA, maka nukleosidanya dapat berupa adenosin, guanosin, sitidin, dan uridin. Begitu pula, nukleotidanya akan ada empat macam, yaitu adenosin monofosfat, guanosin monofosfat, sitidin monofosfat, dan uridin monofosfat. Sementara itu, jika gula pentosanya adalah deoksiribosa seperti halnya pada DNA, maka (2’-deoksiribo)nukleosidanya terdiri atas deoksiadenosin, deoksiguanosin, deoksisitidin, dan deoksitimidin. • Ikatan fosfodiester Selain ikatan glikosidik yang menghubungkan gula pentosa dengan basa N, pada asam nukleat terdapat pula ikatan kovalen melalui gugus fosfat yang menghubungkan antara gugus hidroksil (OH) pada posisi 5’ gula pentosa dan gugus hidroksil pada posisi 3’ gula pentosa nukleotida berikutnya. Ikatan ini dinamakanikatan fosfodiester karena secara kimia gugus fosfat berada dalam bentuk diester . Oleh karena ikatan fosfodiester menghubungkan gula pada suatu nukleotida dengan gula pada nukleotida berikutnya, maka ikatan ini sekaligus menghubungkan kedua nukleotida yang berurutan tersebut. Dengan demikian, akan terbentuk suatu rantai polinukleotida yang masing-masing nukleotidanya satu sama lain dihubungkan oleh ikatan fosfodiester. Kecuali yang berbentuk sirkuler, seperti halnya pada kromosom dan plasmid bakteri, rantai polinukleotida memiliki dua ujung. Salah satu ujungnya berupa gugus fosfat yang terikat pada posisi 5’ gula pentosa. Oleh karena itu, ujung ini dinamakan ujung P atau ujung 5’. Ujung yang lainnya berupa gugus hidroksil yang terikat pada posisi 3’ gula pentosa sehingga ujung ini dinamakan ujung OH atau ujung 3’. Adanya ujung-ujung tersebut menjadikan rantai polinukleotida linier mempunyai arah tertentu. Pada pH netral adanya gugus fosfat akan menyebabkan asam nukleat bermuatan negatif. Inilah alasan pemberian nama ’asam’ kepada molekul polinukleotida meskipun di dalamnya juga terdapat banyak basa N. Kenyataannya, asam nukleat memang merupakan anion asam kuat atau merupakan polimer yang sangat bermuatan negatif. • Sekuens asam nukleat Telah dikatakan di atas bahwa urutan basa N akan menentukan spesifisitas suatu molekul asam nukleat sehingga biasanya kita menggambarkan suatu molekul asam nukleat cukup dengan menuliskan urutan basa (sekuens)-nya saja. Selanjutnya, dalam penulisan sekuens asam nukleat ada kebiasaan untuk menempatkan ujung 5’ di sebelah kiri atau ujung 3’ di sebelah kanan. Sebagai contoh, suatu sekuens DNA dapat dituliskan 5’-ATGACCTGAAAC-3’ atau suatu sekuens RNA dituliskan 5’-GGUCUGAAUG-3’. Jadi, spesifisitas suatu asam nukleat selain ditentukan oleh sekuens basanya, juga harus dilihat dari arah pembacaannya. Dua asam nukleat yang memiliki sekuens sama tidak berarti keduanya sama jika pembacaan sekuens tersebut dilakukan dari arah yang berlawanan (yang satu 5’→ 3’, sedangkan yang lain 3’→ 5’). • Struktur tangga berpilin (double helix) DNA Dua orang ilmuwan, J.D.Watson dan F.H.C.Crick, mengajukan model struktur molekul DNA yang hingga kini sangat diyakini kebenarannya dan dijadikan dasar dalam berbagai teknik yang berkaitan dengan manipulasi DNA. Model tersebut dikenal sebagai tangga berplilin (double helix). Secara alami DNA pada umumnya mempunyai struktur molekul tangga berpilin ini. Model tangga berpilin menggambarkan struktur molekul DNA sebagai dua rantai polinukleotida yang saling memilin membentuk spiral dengan arah pilinan ke kanan. Fosfat dan gula pada masing-masing rantai menghadap ke arah luar sumbu pilinan, sedangkan basa N menghadap ke arah dalam sumbu pilinan dengan susunan yang sangat khas sebagai pasangan – pasangan basa antara kedua rantai. Dalam hal ini, basa A pada satu rantai akan berpasangan dengan basa T pada rantai lainnya, sedangkan basa G berpasangan dengan basa C. Pasangan-pasangan basa ini dihubungkan oleh ikatan hidrogen yang lemah (nonkovalen). Basa A dan T dihubungkan oleh ikatan hidrogen rangkap dua, sedangkan basa G dan C dihubungkan oleh ikatan hidrogen rangkap tiga. Adanya ikatan hidrogen tersebut menjadikan kedua rantai polinukleotida terikat satu sama lain dan salingkomplementer. Artinya, begitu sekuens basa pada salah satu rantai diketahui, maka sekuens pada rantai yang lainnya dapat ditentukan. Oleh karena basa bisiklik selalu berpasangan dengan basa monosiklik, maka jarak antara kedua rantai polinukleotida di sepanjang molekul DNA akan selalu tetap. Dengan perkataan lain, kedua rantai tersebut sejajar. Akan tetapi, jika rantai yang satu dibaca dari arah 5’ ke 3’, maka rantai pasangannya dibaca dari arah 3’ ke 5’. Jadi, kedua rantai tersebut sejajar tetapi berlawanan arah (antiparalel). 2.4 Kelainna metabolisme purin Kelainan metabolisme purin akan menyebabkan penyakit Gout. Gout adalah penyakit artritis berulang pada sendi articulator matatarsa falangealis akibat peningkatan kadar asam urat. 1. Peningkatan asam urat disebabkan 2. Produksi meningkat ( leukimia,pneumonia) 3. Ekskresi menurun ( gangguan ginjal) • Tanda –tanda penyakit gout 1. Serangan berulang dari arthritis ( peradangan sendi) yang akut, kadang- kadang disertai dengan pembentukan natrium urat basa yang dinamakan tophus 2. Deformitas (kerusakan) sendi secara kronis,dan 3. Cedera pada ginjal 4. Hiperruricernia (kadar asam urat dalam darah lebih dari 7,5 mg/dl) • Pengobatan Gou 1. Ketika terjadi serangan arthritis akut,penderita diberi terapi untuk mengurangai peradangannya. 2. Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan obat analgestik/NSAID, kortikosteroid,tirah baring,atau degengan pemberian kolkisin. 3. Setelah senngan akut berakhir , terapi ditunjukan untuk menurunkan kadar asam urat dalam tubuh.Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan kolkisin atau obat yang memacu pembuangan asam urat lewat ginjal( misalnya probenesid) atau obat yang menghambat pembentukan asam urat ( misalnya allopurinol). • Pencegahan penyakit Gout 1. Pasien gout juga harus menghindari penggunaan obat yang dapat menaikkan kadar asam urat dalam darah.Contoh dari obat tersebut adalah diuretik, aspirin, dan niasin. 2. Alkohol merupakan sumber purin dan juga dapat menghambat pembuangan purin melalui ginjal sehingga disarankan tidak sering mengonsumsi alkohol. 3. Pasien juga disarankan untuk meminum cairan dalam jumlah banyak karena jumlah air kemih sebanyak 2 liter atau lebih setiap harinya akan membantu pembuangan urat dan meminimalkan pengendapan urat dalam saluran kemih 4. Ada beberapa jenis makanan yang diketahui kaya purin, antara lain daging, baik daging sapi, babi, kambing, jerohan, bebek, angsa, merpati, ayam, sapi atau makanan dari laut (seafood), kacang-kacangan, bayam, jamur, dan kembang kol. BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN Inti purin dan pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul asam nukleat RNA dan DNA . Asam nukleat merupakan salah satu makromolekul yang memegang peranan sangat penting dalam kehidupan organisme karena di dalamnya tersimpan informasi genetik. Asam nukleat sering dinamakan juga polinukleotida karena tersusun dari sejumlah molekul nukleotida sebagai monomernya. Tiap nukleotida mempunyai struktur yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogenatau basa nukleotida (basa N). Ada dua macam asam nukleat yaitu dioksiribonukleat atau deoxyribonucleic acid (DNA) dan asam ribonukleat atau ribonucleic acid (RNA). komponen asam nukleat yaitu : Gugus fosfat ,gula pentosa ,Basa N, Jika terjadi Kelainan metabolisme purin akan menyebabkan penyakit Gout. Gout adalah penyakit artritis berulang pada sendi articulator matatarsa falangealis akibat peningkatan kadar asam urat.