Apa itu Senyawa Nitrogen Lainnya (Asam Nukleat dan Enzim)? Penasaran ingin mengetahuinya? Simak penjelasan lengkapnya di sini! Kami juga telah menyediakan soal atau kuis dengan tingkat kesulitan yang berbeda sebagai latihan.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Senyawa Nitrogen Lainnya (Asam Nukleat dan Enzim). Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & contoh soal serta kumpulan latihan soal Senyawa Nitrogen Lainnya dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Molekul biologik mengandung basa nitrogen dan heterosiklik. Dalam reksi biologis terdapat sebuah enzim yang berperan mempercepat reaksi yang ada.
Asam Nukleat
Istilah asam nukleat pertama kali oleh Friedrick Miescher seorang pemuda kebangsaan Swiss yang berhasil mengisolasi inti dari sel darah putih dan menemukan bahwa dalam inti mengandung suatu zat yang kaya fosfat yang berbeda satu sama lain.
Nukleat sendiri diambil dari kata nucleus yang berarti inti karena zat ini ditemukan dalam inti sel. Setelah beberapa penelitian, ditetapkanlah zar ini bersifat asam sehingga zat ini disebut sebagai asam nukleat.
Asam nukleat merupakan suatu polimer yang tersusun dari monomer-monomer. Unit monomer dari suatu asam nukleat adalah nukleotida, sehingga asam nukleat juga disebut polinukleotida. Dalam setiap unit nukleotida terdiri dari gula lima karbon, basa nitrogen dan fosfat.
Terdapat dua jenis asam nukleat yaitu asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA). Jika dilihat dari strukturnya RNA dan DNA dibedakan dengan hilangnya atom oksigen pada karbon nomor 2 pada gula pentosanya.
Basa nitrogen pada asam nukleat dibedakan atas 2 jenis, yaitu basa purin dan pirimidin. Senyawa yang tergolong purin adalah adenin dan guanin sedangkan yang tergolong kedalam pirimidin adalah sitosin, urasil dan timin. Pada DNA dan RNA pasti mengandung adenin dan guanin, sementara urasil terdapat pada RNA sedangkan pada DNA urasil digantikan oleh timin.
1. Nukleosida dan Nukleotida
Nukleosida adalah gula lima karbon yang berikatan dengan suatu basa purin atau pirimidin. Basa ini terikat terikat pada atom karbon nomor 1 (\mbox{C}_{1}) dari gula.
Pada basa purin sisi yang terikat dengan gula adalah nitrogen nomor 9 (\mbox{N}_{9}\mbox{)}, sedangkan basa pirimidin adalah atom nitrogen nomor 1 \mbox{(N}_{1}\mbox{)}.
Nukleosida purin diberi nama dengan akhiran -osin, sedangkan nukleosida pirimidin berakhiran -idin.
2. Tabel Nama Senyawa Nukleosida
Nukleotida merupakan ester fosfat dari nukleosida. Terdapat dua jenis ester nukleosida : (1) ester fosfat yang terikat pada karbon 2′, 3′, atau 5′ pada ribonukleat dan (2) ester fosfat yang terikat pada atom karbon 3′, atau 5′ pada deoksiribonukleat. Namun pada umumnya, secara alami fosfat pada suatu nukleotida terikat pada atom karbon nomor 5′.
3. Struktur asam nukleat
Struktur asam nukleat merupakan bentuk polimer dari nukleotida dimana setiap nukleotida saling berhubungan melalui ikatan fosfodiester yang melibatkan atom karbon nomor 3′ dan 5′ atau bisa disebut ikatan 3′-5′-fosfodiester.
Sama halnya dengan protein, banyak asam nukleat merupakan polimer linear yang memiliki dua ujung atau dua terminal yaitu terminal-5′ dan terminal-3′. Pada terminal-5′ dapat berupa gugus hidroksil bebas dan tak jarang juga mengandung monofosfat.
Strukrtur asam nukleat dapat disingkat sepertinya diagram dibawah ini
4. DNA
DNA merupakan asam nukleat penting dalam organisme. Pengetahuan mengenai struktur DNA ini dimulai dari Murice Wilkins (peraih nobel tahun 1962) dan Rosalind Franklin yang mengindentifikasi DNA dari berbagai sumber.
Hasil penelitian terhadap pola difraksi x-ray dari DNA yang diuji memiliki kemiripan dimana DNA memiliki struktur heliks yang memiliki dua atau lebih polideoksi ribonukleotida.
Kemudian Erwin Chargaff, menemukan bahwa DNA mengandung rasio yang spesifik pada adenin terhadap timin dan guanin terhadap sitosin yang kemudian diketahui merupakan komplen satu sama lain.
Adenin dan timin saling berinterkasi melalui dua ikatan hidrogen, sedangkan guanin dan sitosin saling berinteraksi melalui tiga ikatan hidrogen. Dengan data yang telah ada ini, Watson dan Crick mengajukan model struktur DNA yang telah dikenal sampai sekarang.
5. RNA
Secara strukturnya RNA memiliki struktur yang mirip dengan yaitu heliks namun RNA hanya merupakan struktur tunggal. Tidak seperti DNA, RNA memiliki beberapa molekuler yang memiliki perbedaan yang khas.
Terdapat tiga jenis RNA, yaitu (1) RNA messenger (mRNA) (2) RNA ribosomal (rRNA) ; dan (3) RNA transfer (tRNA). Ketiga jenis RNA ini memiliki fungsi yang berbeda-beda. mRNA berfungsi untuk membawa informasi genetik untuk sintesis polipeptida. rRNA berfungsi dalam sintesis polipeptida.
tRNA berfungsi untuk mengankut asam amino ke ribosom untuk selanjutnya dimasukan ke dalam struktur polipeptida.
Tabel Perbedaan DNA dan RNA
Enzim
Penamaan “enzim” diusulkan oleh ilmuan yang bernama Kuhne. Enzim merupakan protein yang berfungsi sebagai biokatalisator di dalam sel (ada yang berbentuk RNA), reaksi kimia di dalam sel dikatalisis oleh enzim-enzim spesifik.
1. Ciri khas reaksi enzimatik
Ciri khas reaksi enzimatik, yaitu:
- tidak terdapat hasil samping (side product)
- sangat spesifik\
- mempunyai kecepatan katalitik yang sangat tinggi
- dapat diregulasi
2. Sifat-sifat lain enzim
Sifat-sifat lain enzim :
- biokatalisator. pada akhir reaksi, enzimnya tetap utuh bila keadaannya ideal
- termolabil, mudah rusak/denaturasi pada suhu lebih besar dari 50 ºC
- dibutuhkan dalam jumlah sedikit, karena sebagai biokatalisator reaksinya cepat dan dapat digunakan berulang-ulang
- umumnya bereaksi satu arah, namun ada juga yang bereaksi 2 arah. Contohnya: lemak $\frac{lipase}{\rightleftharpoons}$ asam lemak + gliserol
Beberapa jenis enzim juga memerlukan molekul non-protein untuk aktivitasnya yang disebut kofaktor (ion anorganik) seperti $Mg^{2+},Fe^{2+}\mbox{ atau }Zn^{2+}$
Kofaktor adalah suatu molekul non-protein tambahan yang dibutuhkan enzim untuk membantu reaksi, kofaktor yang berikatan kuat disebut grup protestik sedangkan kofaktor yang berikatan tapi mudah lepas disebut koenzim. Sebagian besar vitamin adalah koenzim.
Enzim nitrogenase dengan kofaktor Fe, Mo, dan ADP
3. Klasifikasi enzim
Contoh: kelas oksidoreduktase
Substrat suatu enzim adalah reaktan yang dapat diaktivasi oleh enzim, pada contoh diatas etanol merupakan sebuah substrat. Enzim adalah spesifik untuk substratnya.
4. Mekanisme katalitik/cara kerja enzim
- aktivitas katalitik enzim ditentukan oleh konformasi enzim. molekul enzim berukuran lebih besar dari pada substratnya.
- substrat bergabung dengan enzim pada tempat yang spesifik, yaitu bagian active site/ binding site
- setelah menempati binding site, enzim dan substrat dapat berinteraksi secara spesifik melalui ikatan non kovalen (ikatan hidrogen, ikatan ionik, dan ikatan Van der Walls) spesifitas enzim substrat digambarkan dalam bentuk
- lock and key model (Emil Fische 1890) enzim terikat pada satu jenis substart spesifik. active site bersifat kaku dan hanya substrat dengan struktur yang cocok akan bereaksi
- induced-fit model (Daniel Koshland 1963) mempunyai spesifitas yang lebigh luas dimana terjadi penyesuaian bentuk geometri antara aactive site enzim dengan substrat
5. Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim
Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim:
- Enzim sangat sensitif terhadap suhu, biasanya enzi, mempunyai suhu optimum pada 37 ºC. Pada suhu yang rendah aktivitas katalitiknya menurun, sedangkan pada suhu tinggi (diatas 50 ºC) bisa menyebabkan denaturasi sehingga enzim inaktif.
- Enzim akan mempunyai aktivitas maksimum pada pH optimum. Pada kondisi pH yang lebih tinggi atau lebih rendah dari pH optimum akan menyebabkan denaturasi enzim sehingga kehilangan aktivitasnya. Dalam tubuh pH optimum umumnya 7.4, tetapi ada juga yang berbeda tergantung tempat, misalnya pepsin dalam lambung pH = 2, urease dalam hati pH = 5, arginase dalah hati pH = 9.7
- Konsentrasi enzim dan substrat kecepatan reaksi akan meningkat ketika konsentrasi enzim meningkat dan konsentrasi substrat konstan(a), meningkatnya kecepatan reaksi sampai semua enzim yang tersedia terjenuhkan (b)
Contoh Soal Senyawa Nitrogen Lainnya (Asam Nukleat dan Enzim) Beserta Pembahasannya
1. Ikatan tulang punggung yang menghubungkan antarnukleotida pada asam nukleat adalah….
(a) Ikatan peptida
(b) Ikatan hidrogen
(c) Ikatan fosfodiseter
(d) Ikatan glikosida
(e) Ikatan ionik
Jawab: C
Struktur asam nukleat merupakan bentuk polimer dari nukleotida dimana setiap nukleotida saling berhubungan melalui ikatan fosfodiester yang melibatkan atom karbon nomor 3′ dan 5′ atau bisa disebut ikatan 3′-5′-fosfodiester.