Guanin (G) adalah salah satu dari empat basa kimia dalam DNA, dengan tiga lainnya adalah adenin (A), sitosin (C), dan timin (T). Dalam molekul DNA, basa guanin yang terletak pada satu untai membentuk ikatan kimia dengan basa sitosin pada untai yang berlawanan. Urutan empat basa DNA mengkodekan instruksi genetik sel.
Guanina merupakan satu dari dua basa N purina yang menyusun DNA dan RNA. Dalam DNA pilin ganda, guanina berikatan dengan sitosina melalui tiga ikatan hidrogen. Guanina membentuk nukleosida bersama dengan gula ribosa yang dinamakan guanosina. Bentuk deoksiguanosina yang berikatan dengan tiga gugus fosfat anorganik (dGTP) merupakan salah satu bahan baku dalam teknik PCR.
Secara kimiawi, guanina dapat berada pada dua bentuk tautomer yang dinamakan tautomerisme keto-enol.
Nama guanina diambil dari Guano karena pertama kali diisolasi dari Guano (pupuk kotoran burung).
Apa itu
Guanin adalah salah satu blok pembangun DNA. Ini adalah G dalam A, C, G, atau T. Guanin dalam pasangan heliks ganda dengan sitosin, sehingga Anda akan melihat pasangan CG; satu di satu untai dan satu di yang lain. Dan pasangan CG kebetulan mengikat lebih erat daripada pasangan AT, sehingga rentang panjang CG membuat heliks yang lebih kuat daripada bentangan AT.
Sederhananya, guanin adalah salah satu dari empat basa yang mengandung nitrogen yang ditemukan dalam DNA. Anda mungkin pernah melihat serangkaian huruf yang mewakili struktur DNA yang terlihat seperti ini: ATGGATGTCGACGGT dan sebagainya. Keempat huruf mewakili empat basa: adenin, sitosin, guanin, dan timin.
Bagian terbaik tentang guanin adalah namanya. Guanin pertama kali ditemukan di kotoran kelelawar dan burung, zat yang dikenal sebagai guano. Pada tahun 1850, ketika para ilmuwan dapat mengisolasi bahan kimia putih ini dari sisa bahan di kotoran, mereka menamakannya guanin. Betapa mungilnya.
Beruntung bagi peternak lebah, kutu, kelelawar, dan burung memiliki kesamaan — banyak guanin di kotoran mereka, sebuah fakta yang membuat kita tahu siapa yang telah berkeliaran di mana dan di mana.
Komponen apa yang membentuk DNA?
Pada tingkat paling dasar, semua DNA terdiri dari serangkaian molekul yang lebih kecil yang disebut nukleotida. Pada gilirannya, masing-masing nukleotida itu sendiri terdiri dari tiga komponen utama: daerah yang mengandung nitrogen yang dikenal sebagai basa nitrogen, molekul gula berbasis karbon yang disebut deoksiribosa, dan daerah yang mengandung fosfor yang dikenal sebagai gugus fosfat yang melekat pada molekul gula (Gambar 1).
Ada empat nukleotida DNA yang berbeda, masing-masing didefinisikan oleh basa nitrogen spesifik: adenin (sering disingkat “A” dalam penulisan ilmiah), timin (disingkat “T”), guanin (disingkat “G”), dan sitosin (disingkat “C” ) (Gambar 2).
Meskipun nukleotida mendapatkan nama mereka dari basa nitrogen yang dikandungnya, mereka berutang banyak pada struktur dan kemampuan ikatannya dengan molekul deoksiribosa. Bagian tengah dari molekul ini mengandung lima atom karbon yang tersusun dalam bentuk cincin, dan setiap karbon dalam cincin tersebut disebut dengan angka yang diikuti oleh simbol utama (‘).
Dari karbon-karbon ini, atom karbon 5 ‘sangat terkenal, karena merupakan tempat di mana gugus fosfat melekat pada nukleotida. Secara tepat, area di sekitar atom karbon ini dikenal sebagai ujung 5 ‘nukleotida. Di seberang karbon 5 ‘, di sisi lain cincin deoksiribosa, adalah karbon 3’, yang tidak terikat pada gugus fosfat.
Bagian nukleotida ini biasanya disebut sebagai ujung 3 ‘(Gambar 1). Ketika nukleotida bergabung bersama dalam suatu seri, mereka membentuk struktur yang dikenal sebagai polinukleotida.
Pada setiap titik persimpangan dalam polinukleotida, ujung 5 ‘dari satu nukleotida menempel pada ujung 3’ dari nukleotida yang berdekatan melalui koneksi yang disebut ikatan fosfodiester (Gambar 3). Susunan gula-fosfat bolak-balik inilah yang membentuk “tulang punggung” molekul DNA.
Sifat Guanin
Guanin, bersama dengan adenin dan sitosin, hadir dalam DNA dan RNA, sedangkan timin biasanya hanya terlihat dalam DNA, dan urasil hanya dalam RNA. Guanin memiliki dua bentuk tautomerik, bentuk keto utama (lihat gambar) dan bentuk enol langka.
Guanin mengikat sitosin melalui tiga ikatan hidrogen. Dalam sitosin, gugus amino bertindak sebagai donor ikatan hidrogen dan karbonil C-2 dan amina N-3 sebagai akseptor ikatan hidrogen. Guanin memiliki gugus karbonil C-6 yang bertindak sebagai akseptor ikatan hidrogen, sedangkan gugus di N-1 dan gugus amino di C-2 bertindak sebagai donor ikatan hidrogen.
Guanin dapat dihidrolisis dengan asam kuat menjadi glisin, amonia, karbon dioksida, dan karbon monoksida. Pertama, guanin dideaminasi menjadi xanthine. Guanin mengoksidasi lebih mudah daripada adenin, basa turunan purin lainnya dalam DNA.
Titik leleh guanin yang tinggi yaitu 350 ° C mencerminkan ikatan hidrogen antar molekul antara gugus okso dan amino dalam molekul dalam kristal. Karena ikatan antarmolekul ini, guanin relatif tidak larut dalam air, tetapi larut dalam asam dan basa encer.
Sejarah Guanin
Isolasi guanin pertama kali dilaporkan pada tahun 1844 oleh ahli kimia Jerman Julius Bodo Unger [de] (1819–1885), yang memperolehnya sebagai mineral yang terbentuk dari kotoran burung laut, yang dikenal sebagai guano dan yang digunakan sebagai sumber pupuk; guanine dinamai pada tahun 1846. Antara tahun 1882 dan 1906, Fischer menentukan strukturnya dan juga menunjukkan bahwa asam urat dapat dikonversi menjadi guanin.
Sintesis Guanin
Sintesis Fischer-Tropsch juga dapat digunakan untuk membentuk guanin, bersama dengan adenin, urasil, dan timin. Pemanasan campuran gas equimolar CO, H2, dan NH3 hingga 700 ° C selama 15 hingga 24 menit, diikuti dengan pendinginan cepat dan dilanjutkan pemanasan ulang hingga 100 hingga 200 ° C selama 16 hingga 44 jam dengan katalis alumina, menghasilkan guanin dan urasil :
10CO + H2 + 10NH3 → 2C5H8N5O (guanin) + 8H2O
Kemungkinan rute abiotik lainnya dieksplorasi dengan memadamkan campuran gas suhu tinggi 90% N2-10% CO-H2O.
Sintesis Traube melibatkan pemanasan 2,4,5-triamino-1,6-dihydro-6-oxypyrimidine (sebagai sulfat) dengan asam format selama beberapa jam.
Fungsi
Guanin memiliki berbagai macam kegunaan biologis yang mencakup berbagai fungsi mulai dari kompleksitas dan fleksibilitas. Ini termasuk kamuflase, tampilan, dan penglihatan di antara tujuan-tujuan lain.
Laba-laba, kalajengking, dan beberapa amfibi mengubah amonia, sebagai produk metabolisme protein dalam sel, menjadi guanin, karena dapat diekskresikan dengan kehilangan air minimal.
Guanin juga ditemukan dalam sel-sel kulit khusus ikan yang disebut iridocytes (misalnya, sturgeon), serta hadir dalam endapan reflektif mata ikan laut dalam dan beberapa reptil, seperti buaya.
Pada 8 Agustus 2011, sebuah laporan, berdasarkan studi NASA dengan meteorit yang ditemukan di Bumi, diterbitkan yang menunjukkan blok bangunan DNA dan RNA (guanin, adenin, dan molekul organik terkait) mungkin telah terbentuk secara ekstra-terestrial di luar angkasa.