Tag: Nukleotida

Adenosin trifosfat (ATP) adalah nukleotida penting yang ditemukan di sel. Ini dikenal sebagai mata uang energi kehidupan (di semua organisme termasuk bakteri pada manusia) dan nilainya hanya kedua dari DNA sel. ATP adalah molekul energi tinggi yang memiliki rumus kimia dari C 10 H 16 N 5 O 13 P 3 . ATP terutama terdiri dari ADP dan gugus  fosfat. Ada tiga komponen utama yang ditemukan pada molekul ATP yaitu gula ribosa, dasar adenin dan kelompok trifosfat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 01. Tiga gugus fosfat dikenal sebagai fosfat alpha (α), beta (β), dan gamma (γ). Aktivitas ATP terutama bergantung pada gugus trifosfat karena energi ATP berasal dari dua ikatan fosfat berenergi tinggi (ikatan fosfoanhidrida) yang terbentuk di antara kelompok fosfat. Kelompok fosfat pertama dihidrolisis pada kebutuhan energi adalah kelompok fosfat gamma yang memiliki ikatan energi tinggi dan biasanya terletak paling jauh dari gula ribosa.


Adenosin difosfat (ADP) adalah nukleotida yang ditemukan pada sel hidup yang terlibat dalam transfer energi selama katabolisme glukosa dengan respirasi dan fotosintesis.  ADP sangat penting dalam fotosintesis dan glikolisis.

Adenosin difosfat adalah produk akhir ketika ATP kehilangan salah satu dari kelompok fosfatnya. ADP juga penting selama aktivasi platelet.  Adenosin difosfat  Terdiri dari tiga komponen yang mirip dengan ATP: basa adenin, gula ribosa dan dua gugus fosfat. Molekul Adenosin difosfat, yang mengikat dengan gugus fosfat lainnya, membentuk ATP yang merupakan molekul energi tinggi yang paling banyak ditemukan di dalam sel. Adenosin difosfat kurang menonjol dibandingkan ATP karena terus didaur ulang menjadi ATP di mitokondria.

Adenosin difosfat (ADP) adalah nukleotida difosfat, yaitu senyawa kimia yang dibentuk oleh nukleosida dan dua radikal fosfat yang dihubungkan bersama. Dalam hal ini, nukleosida tersusun dari basa murni, adenin, dan gula jenis pentosa yaitu ribosa.

Adenosin difosfat dapat dianggap sebagai bagian ATP yang tidak terfosforilasi. ADP terjadi ketika ada beberapa dekarboksilasi pada beberapa senyawa glikolisis dalam siklus Krebs.

Adenosin difosfat disimpan dalam butiran padat trombosit, dan dimobilisasi oleh aktivasi trombosit. ADP berinteraksi dengan keluarga reseptor Adenosin difosfat yang ditemukan dalam trombosit (P2Y1, P2Y12 dan P2X1), mengarahkan lebih banyak aktivasi trombosit.

Adenosin difosfat dalam darah dikonversi menjadi adenosin dengan aksi ekto-ADPases, dan sehingga menghambat lebih banyak aktivasi trombosit melalui reseptor adenosin. Obat antiplatelet Plavix (clopidogrel) menghambat reseptor P2Y12.

Nukleotida terdiri dari adenin, ribosa dan dua molekul asam fosfat, yang dibentuk oleh hidrolisis gamma fosfat dari adenosin trifosfat (ATP) dengan pelepasan energi. Adenosin difosfat adalah pengatur aktivitas berbagai enzim yang terlibat dalam metabolisme energi. Ketika berada dalam konsentrasi tinggi di dalam sel, ini menunjukkan adanya penipisan energi di dalamnya.

ADP adalah nukleotida difosfat, senyawa kimia yang dibentuk oleh nukleosida dan dua radikal fosfat yang saling terkait. Adenosin difosfat disimpan dalam granula trombosit, dan dimobilisasi oleh aktivasi trombosit.

Adenosin difosfat adalah molekul energi tinggi. Molekul berenergi tinggi penting untuk beberapa reaksi. Energi yang mereka hasilkan terputus dengan memutus ikatan, dalam hal ini ikatan fosfat. ATP (adenosin trifosfat, atau, adenosin trifosfat) setelah putus ikatan 7,6 kkal / per molekul diproduksi dan ADP tetap. Dalam banyak sistem ADP didaur ulang, fosfat lain melekat padanya untuk menjadi ATP.


Transfer RNA (tRNA) adalah molekul RNA yang membantu dalam sintesis protein. Bentuknya yang unik mengandung situs perlekatan asam amino di salah satu ujung molekul dan wilayah antikodon di ujung yang berlawanan dari situs perlekatan asam amino. Selama translasi, wilayah antikodon tRNA mengenali area spesifik pada messenger RNA (mRNA) yang disebut kodon.

Kodon terdiri dari tiga basa nukleotida kontinyu yang menentukan asam amino tertentu atau menandakan akhir traslasi. Molekul tRNA membentuk pasangan basa dengan urutan kodon komplementer pada molekul mRNA. Asam amino yang melekat pada molekul tRNA karena itu ditempatkan pada posisi yang tepat dalam rantai protein yang sedang tumbuh.

tRNA (Transfer asam ribonukleat) adalah jenis molekul RNA yang membantu memecahkan kode urutan RNA (mRNA) menjadi protein. Fungsi tRNA di situs tertentu di ribosom selama translasi, yang merupakan proses yang mensintesis protein dari molekul mRNA. Protein dibangun dari unit yang lebih kecil yang disebut asam amino, yang ditentukan oleh urutan mRNA tiga nukleotida yang disebut kodon.

Setiap kodon mewakili asam amino tertentu, dan setiap kodon diakui oleh tRNA tertentu. Molekul tRNA memiliki struktur terlipat khas dengan tiga loop jepit rambut yang membentuk bentuk semanggi berdaun tiga. Salah satu loop jepit rambut ini berisi urutan yang disebut antikodon, yang dapat mengenali dan mendekode kodon mRNA. Setiap tRNA memiliki asam amino yang sesuai melekat pada ujungnya. Ketika tRNA mengenali dan mengikat kodon yang sesuai dalam ribosom, tRNA mentransfer asam amino yang sesuai ke ujung rantai asam amino yang sedang tumbuh. Kemudian tRNA dan ribosom terus men-decode molekul mRNA sampai seluruh urutan diterjemahkan menjadi protein.


RNA-mikro (miRNA) adalah jenis RNA pengatur yang dapat menghambat ekspresi gen dengan menghentikan terjemahan. Beberapa RNA, yang dikenal sebagai RNA pengatur kecil, memiliki kemampuan untuk mengatur ekspresi gen. Mereka melakukannya dengan mengikat ke lokasi spesifik pada mRNA, mencegah molekul diterjemahkan. RNA-mikro juga telah dikaitkan dengan pengembangan beberapa jenis kanker dan mutasi kromosom tertentu yang disebut translokasi.

RNA-mikro merupakan kelas RNA non-coding yang baru ditemukan yang memainkan peran kunci dalam regulasi ekspresi gen. Bertindak pada tingkat pasca-transkripsi, molekul-molekul yang menarik ini dapat menyempurnakan ekspresi sebanyak 30% dari semua gen penyandi protein mamalia.

MikroRNA matang adalah molekul RNA untai tunggal pendek, panjangnya sekitar 22 nukleotida. RNA-mikro kadang-kadang dikodekan oleh beberapa lokus, beberapa di antaranya diatur dalam kelompok yang ditranskripsi bersama-sama.

Transkripsi dan pemrosesan RNA-mikro

Gen RNA-mikro ditranskripsi oleh RNA polimerase II sebagai transkrip primer besar (pri-microRNA) yang diproses oleh protein kompleks yang mengandung enzim Drosha RNase III, untuk membentuk sekitar 70 microRNA prekursor nukleotida (pre-microRNA). Prekursor ini kemudian diangkut ke sitoplasma di mana ia diproses oleh enzim RNase III kedua, DICER, untuk membentuk mikroRNA matang sekitar 22 nukleotida. RNA-mikro matang kemudian dimasukkan ke dalam partikel ribonuklear untuk membentuk kompleks pembungkaman yang diinduksi RNA, RISC, yang memediasi pembungkaman gen.

RNA-mikro dan ekspresi gen

RNA-mikro biasanya menginduksi pembungkaman gen dengan mengikat ke situs target yang ditemukan dalam 3’UTR mRNA yang ditargetkan. Interaksi ini mencegah produksi protein dengan menekan sintesis protein dan / atau dengan memulai degradasi mRNA. Karena sebagian besar situs target pada mRNA hanya memiliki komplementaritas basis parsial dengan RNA-mikro yang sesuai, masing-masing microRNA dapat menargetkan sebanyak 100 mRNA yang berbeda. Selain itu, mRNA individu dapat berisi beberapa situs pengikatan untuk microRNA yang berbeda, menghasilkan jaringan regulasi yang kompleks.

Fungsi RNA-mikro

RNA-mikro telah terbukti terlibat dalam berbagai proses biologis seperti kontrol siklus sel, apoptosis dan beberapa proses perkembangan dan fisiologis termasuk diferensiasi sel induk, hematopoiesis, hipoksia, pengembangan otot jantung dan kerangka, neurogenesis, sekresi insulin, metabolisme kolesterol, penuaan, respons imun dan replikasi virus. Selain itu, ekspresi yang sangat spesifik jaringan dan pola ekspresi temporal yang berbeda selama embriogenesis menunjukkan bahwa microRNAs memainkan peran kunci dalam diferensiasi dan pemeliharaan identitas jaringan.

RNA-mikro sebagai biomarker penyakit

Selain peran penting mereka pada individu yang sehat, RNA-mikro juga telah terlibat dalam sejumlah penyakit termasuk berbagai kanker, penyakit jantung dan penyakit neurologis. Akibatnya, microRNA secara intensif dipelajari sebagai kandidat untuk biomarker diagnostik dan prognostik dan prediktor respon obat.

Penelitian RNA-mikro

RNA-mikro pertama kali dilaporkan dalam sistem mamalia pada tahun 2001. Dalam rilis terbaru miRBase (v.15), lebih dari 14000 microRNA telah dianotasi, menyoroti pertumbuhan cepat bidang penelitian ini. Namun, fungsi sebagian besar microRNAs ini masih belum ditemukan.

Tantangan mempelajari RNA-mikro adalah dua kali lipat. Pertama, microRNA sangat pendek (~ 22 nt). Ini berarti bahwa metode tradisional berbasis DNA tidak cukup sensitif untuk mendeteksi urutan ini dengan reliabilitas apa pun. Kedua, anggota keluarga microRNA yang terkait erat berbeda sedikit dengan satu nukleotida, menekankan perlunya spesifisitas tinggi dan kemampuan untuk membedakan antara ketidakcocokan nukleotida tunggal.


Transfer RNA (tRNA) memainkan peran penting dalam bagian terjemahan sintesis protein. Tugasnya adalah menerjemahkan pesan dalam sekuens nukleotida mRNA menjadi sekuens asam amino tertentu. Urutan asam amino bergabung bersama untuk membentuk protein. Transfer RNA berbentuk seperti daun semanggi dengan tiga loop jepit rambut. Ini mengandung situs perlekatan asam amino di satu ujung dan bagian khusus di loop tengah yang disebut situs antikodon.

Antikodon mengenali area spesifik pada mRNA yang disebut kodon. Kodon terdiri dari tiga basa nukleotida kontinyu yang mengkode asam amino atau menandakan akhir terjemahan. Transfer RNA bersama dengan ribosom membaca kodon mRNA dan menghasilkan rantai polipeptida. Rantai polipeptida mengalami beberapa modifikasi sebelum menjadi protein yang berfungsi penuh.

Tiga peran RNA dalam sintesis protein. Messenger RNA (mRNA) diterjemahkan menjadi protein oleh aksi bersama transfer RNA (tRNA) dan ribosom, yang terdiri dari banyak protein dan dua molekul RNA ribosom utama (rRNA).

Transfer RNA (tRNA) adalah kunci untuk menguraikan kata-kata kode dalam mRNA. Setiap jenis asam amino memiliki jenis tRNA sendiri, yang mengikatnya dan membawanya ke ujung rantai polipeptida yang sedang tumbuh jika kata kode selanjutnya pada mRNA membutuhkannya. TRNA yang benar dengan asam amino yang melekat dipilih pada setiap langkah karena setiap molekul tRNA spesifik mengandung urutan tiga basa yang dapat dipasangkan dengan kata kode komplementer dalam mRNA.

Struktur yang Dilipat dari tRNA Meningkatkan Fungsi Dekodasinya

Langkah selanjutnya dalam memahami aliran informasi genetik dari DNA ke protein adalah menentukan bagaimana urutan nukleotida mRNA diubah menjadi urutan asam amino protein. Proses penguraian ini membutuhkan dua jenis molekul adaptor: tRNA dan enzim yang disebut aminoacyl-tRNA synthetases. Pertama-tama kita menggambarkan peran tRNA dalam mendekode kodon mRNA, dan kemudian memeriksa bagaimana sintetase mengenali tRNA.

Semua tRNA memiliki dua fungsi: dihubungkan secara kimiawi dengan asam amino tertentu dan berpasangan dengan kodon dalam mRNA sehingga asam amino dapat ditambahkan ke rantai peptida yang sedang tumbuh. Setiap molekul tRNA dikenali oleh satu dan hanya satu dari 20 sintetase aminoasil-tRNA. Demikian juga, masing-masing enzim ini menghubungkan satu dan hanya satu dari 20 asam amino dengan tRNA tertentu, membentuk aminoacyl-tRNA. Setelah asam amino yang benar terpasang, tRNA kemudian mengenali kodon dalam mRNA, sehingga mengantarkan asam amino ke polipeptida yang sedang tumbuh.

Penerjemahan sekuens asam nukleat dalam mRNA menjadi sekuens asam amino dalam protein membutuhkan proses dekode dua langkah. Pertama, aminoasil-tRNA sintetase memasangkan asam amino spesifik dengan tRNA yang sesuai.

Ketika penelitian tentang tRNA berlanjut, 30 – 40 tRNA yang berbeda diidentifikasi dalam sel bakteri dan sebanyak 50 – 100 dalam sel hewan dan tumbuhan. Dengan demikian jumlah tRNA di sebagian besar sel lebih dari jumlah asam amino yang ditemukan dalam protein (20) dan juga berbeda dari jumlah kodon dalam kode genetik (61). Akibatnya, banyak asam amino memiliki lebih dari satu tRNA yang dapat mereka lekatkan (menjelaskan bagaimana bisa ada lebih banyak tRNA daripada asam amino); selain itu, banyak tRNA dapat dilampirkan ke lebih dari satu kodon (menjelaskan bagaimana bisa ada lebih banyak kodon daripada tRNA). Seperti disebutkan sebelumnya, sebagian besar asam amino dikodekan oleh lebih dari satu kodon, membutuhkan beberapa tRNA untuk mengenali lebih dari satu kodon.

Fungsi molekul tRNA, yang panjangnya 70 – 80 nukleotida, tergantung pada struktur tiga dimensi mereka yang tepat. Dalam solusi, semua molekul tRNA terlipat menjadi susunan batang-loop yang mirip yang menyerupai daun semanggi ketika digambar dalam dua dimensi. Keempat batangnya adalah heliks ganda pendek yang distabilkan oleh pemasangan basa Watson-Crick; tiga dari empat batang memiliki loop yang berisi tujuh atau delapan pangkalan di ujungnya, sedangkan batang yang tersisa dan tidak dikunci mengandung 3 ′ dan 5 ′ ujung rantai yang bebas. Tiga nukleotida disebut antikodon, yang terletak di pusat satu loop, dapat membentuk pasangan basa dengan tiga nukleotida komplementer yang membentuk kodon dalam mRNA. Seperti yang dibahas kemudian, sintetase aminoasil-tRNA spesifik mengenali struktur permukaan setiap tRNA untuk asam amino spesifik dan secara kovalen menempelkan asam amino yang tepat ke batang akseptor asam amino yang tidak dikunci. Ujung 3 dari dari semua tRNA memiliki urutan CCA, yang dalam kebanyakan kasus ditambahkan setelah sintesis dan pemrosesan tRNA selesai. Dilihat dalam tiga dimensi, molekul tRNA terlipat memiliki bentuk L dengan loop antikodon dan batang akseptor yang membentuk ujung kedua lengan.


Genom adalah kumpulan lengkap DNA (asam deoksiribonukleat) dari suatu organisme, yaitu senyawa kimia yang mengandung instruksi genetik yang diperlukan untuk mengembangkan dan mengarahkan aktivitas setiap organisme. Molekul DNA terdiri dari dua heliks bengkok dan cocok. Setiap heliks terdiri dari empat unit kimia, yang disebut basa nukleotida. Basa-basa tersebut adalah adenin (A), timin (T), guanin (G) dan sitosin (C).

Genom manusia mengandung sekitar 3.000 juta pasangan basa ini, yang ditemukan dalam 23 pasang kromosom di dalam inti semua sel kita. Setiap kromosom mengandung ratusan ribu gen, yang memiliki instruksi untuk membuat protein. Masing-masing dari sekitar 30.000 gen dalam genom manusia menghasilkan rata-rata tiga protein.

Apa itu sekuensing dan bagaimana sekuensing genom?

Sequencing berarti menentukan urutan pasti pasangan basa dalam segmen DNA. Kromosom manusia memiliki antara 50.000.000 hingga 300.000.000 pasangan basa. Penguraian DNA yang merupakan genom manusia telah dipelajari secara luas untuk kontribusi pada evolusi manusia, kausalitas penyakit, dan interaksi antara lingkungan dan warisan dalam definisi manusia untuk membuat pemahaman lebih baik. Sebuah proyek dengan tujuan menentukan urutan nukleotida lengkap genom manusia secara resmi diusulkan untuk pertama kalinya pada tahun 1985. Pada tahun-tahun berikutnya, ada reaksi yang saling bertentangan dalam komunitas ilmiah. Namun, pada tahun 1990, Proyek Genom Manusia (PGH) secara resmi dimulai di Amerika Serikat di bawah arahan Institut Kesehatan Nasional dan Departemen Energi AS. Pada tahun 1998, niat diumumkan untuk membangun cara untuk menentukan urutan genom manusia selama 3 tahun.

Sedikit sejarah

Sejarah modern urutan DNA dimulai pada tahun 1977, ketika Sanger meluncurkan metodenya untuk menentukan urutan nukleotida DNA menggunakan analog terminasi nukleotida rantai. Pada tahun yang sama, gen manusia pertama diisolasi dan diurutkan.

Pada tahun 1986, Hood dan rekannya menggambarkan peningkatan dalam metode sekuensing Sanger, yang mencakup fiksasi pewarna fluoresen ke nukleotida, yang memungkinkan mereka untuk dibaca secara berurutan oleh komputer.