Bahan Pembentuk Sel /Molekul Kehidupan

Molekul-molekul yang menyusun kehidupan disebut molekul biologi, yaitu molekul yang dapat dijumpai dalam suatu sel.

Molekul-molekul tersebut adalah karbohidrat, protein, lemak, dan asam nukleat.

Sel dapat membuat molekul-molekul. Hampir semua molekul yang dibuat sel (komponen dasar molekul biologi) terdiri atas sejumlah atom carbon yang saling berikatan dan berikatan dengan atom lain.

Oleh karena itu, komponen yang mengandung atom carbon diketahui sebagai komponen organik. Jumlah atom carbon dalam suatu molekul biologi digunakan dasar pengelompokan molekul.

Dengan kata lain keragaman molekul kehidupan didasarkan pada kendungan atom carbon yang dimilikinya. Komponen organik memiliki kerangka atom karbon dan terikat pada kerangka tersebut adalah atom-atom yang membentuk suatu gugus fungsional, misalnya gugus alkohol, gugus amino, gugus aldehid, gugus keton, dll.

Sel membuat molekul besar (makro molekul) dari molekul-molekul kecil dengan reaksi kimia.Molekul besar selain dibangun dengan reaksi kimia juga dihancurkan atau dipecah dengan reaksi kimia.

Ada reaksi yang disebut sintesa dehidrasi yaitu sintesa molekul dengan cara menghilangkan molekul airnnya. Ada reaksi yang disebut hidrolisis, yaitu proses pemecahan molekul dengan air.

Reaksi kimia terjadi pada sistem dalam organisme, baik intraseluler (dalam sel) atau ekstraseluler (di luar sel).

1. Karbohidrat

Karbohidrat adalah glukosa, galaktosa, dan fruktosa yang tergolong pada karbohidrat sederhana karena terdiri atas monosakarida.

Molekul karbohidrat terbuat dari atom carbon dan air (CH2O). Ada yang disebut disakarida yaitu yang terdiri atas dua molekul monosakarida yang dibuat dalam tubuh, contohnya maltosa (terdiri atas glukosa dan glukosa), sukrosa yang terdiri atas glukosa dan fruktosa, dan laktosa

Karbohidrat yang terdiri atas lebih dari dua monosakarida disebut polisakarida, yaitu rantai panjang gula contohnya adalah tepung, glikogen, selulosa dll. Hewan dapat menghidrolisa pati (tepung) menjadi glukosa dengan enzim, tetapi hewan tidak dapat mencernakan (menghidrolisa) selulosa.

Ada 2 macam pati : amilosa dan amilopektin. Pati tidak dapat larut dlm air

Pati terdapat pada kentang, padi, jagung, dan gandum. Selulosa mrpkn penyusun dinding sel.

2. Lipid

Umumnya lemak berupa molekul penyimpan energi. Lemak dibuat dari atom carbon dan hidrogen dengan sedikit oksigen.

Lemak bersifat hidrofobik, yaitu tidak dapat bercampur dengan ari. Lemak tersusun atas polimer dari asam lemak dan gliserol/trigliserida. Ada lemak yang tidak jenuh yaitu asam lemak dan lemak yang memiliki ikatan rangkap.

Lemah jenuh adalah lemak dengan jumlah hidrogen maksimum yang berperanan pada penyakit kardiovasculer dengan menyebabkan athreosclerosis atau plaque tertimbun pada permukaan dalam pembuluh darah.

Ada lemak lain yang disebut fosfolipid (lipid dengan atom fosfat), malam, steroid (a.l kolesterol), anabolik steroid, dll.

* Mrpkn sumber cadangan energi bagi organisme hidup

3. Protein

Protein adalah molekul yang amat esensial untuk struktur dan aktivitas kehidupan (rambut, otot, antibodi, hormon, enzim). Protein tersusun atas 20 asam amino. Tersusun dari C, H, O, N, S, P.

Asam amino terikat satu sama lain dengan ikatan peptida. Ikatan peptida dapat dipecah dengan hidrolisis.

Struktur protein ada empat level yaitu struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener.

Menempati sktr 50% bobot kering organisme Berperan : sbg enzim, sumber energi, alat transportasi, alat

perlindungan, pembangun tubuh

4. Asam Nukleat

Asam nukleat terdiri atas polimer nukleotida. Nukleotida adalah molekul yang terdiri atas gugus fosfat, gula beratom carbon (C) lima, dan basa nitrogen.

Ada dua tipe asam nukleat yaitu deoxyribonucleic acid (DNA) atau asam deoksiribonukleat (ADN) dan ribonucleic acid (RNA) atau asam ribonukleat (ARN). Material genetik yang diturunkan organisme dari orang tuanya terdiri atas DNA.

Dalam DNA terdapat gen, yaitu suatu rangkaian khusus molekul DNA yang memprogram urutan asam amino tertentu penyusun struktur primer protein.

Dalam menentukan struktur primer protein, gen menentukan struktur tiga dimensinya, dan oleh karena itu menentukan fungsi protein.

Jadi melalui aksi protein yang dihasilkan, DNA mengatur kehidupan sel dan organisme.

Dalam melaksanakan fungsinya, DNA tidak bekerja secara langsung. Kerjanya melalui atau diperantarai oleh RNA. Informasi dalam DNA dipindahkan ke RNA (transkripsi) yang kemudian diterjemahkannya menjadi protein (translasi

5. ENZIMEnzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur enzim terdiri dari:

• Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akanrusak bila suhu terlampau panas(termolabil).

• Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusundari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik

yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.

Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.

Sifat-sifat enzimEnzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.

2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karenaenzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.

3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekatpada enzim.

4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinyasangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.

5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel(ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.

6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, meng-katalisis pembentukan dan penguraian lemak.

lipaseLemak + H2O ———————————> Asam lemak + Gliserol

7. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif(permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup denganpermukaan substrat tertentu.

8. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat nonprotein tambahan yang disebut kofaktor.

Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengarahi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi,contoh aktivator enzim: ion Mg2+, Ca2+, zat organik seperti koenzim-A.

Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.

6. ATP (Adenosin Tri Phosphat) Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.

Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik.