Selasa, 30 Juli 2013

Komponen Kimia Sel, di dalam Biologi/ Chemical components of cells, in the Biology

Komponen Kimia Sel, di dalam Biologi

(Sumber: Pratiwi, D. A.2007. Biologi Kelas IX. Jakarta: PenerbitErlangga.)

Bakteri antraks merupakan contoh makhluk hidup yang hanya terdiri dari satu sel. Seperti sel tumbuhan dan sel hewan, seluruh bagian sel merupakan senyawa kimia. Seluruh kegiatan kehidupan sel merupakan akibat dari reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Senyawa kimia penyusun sel disebut protoplasma, yang merupakan substansi yang kompleks. Protoplasma terdiri dari unsure kimia. Meskipun sebagian besar protoplasma terdiri dari air, tetapi bahan yang memberi ciri pada strukturnya adalah protein. Unsure kimia penyusun protoplasma terdapat dalam bentuk senyawa kimia, baik senyawa organic maupun senyawa anorganik. Senyawa organic dalam protoplasma berupa karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat

Tabel: Kandungan relative unsure kimia yang terdapat di dalam tubuh Manusia

Unsur
Simbol
% Berat
Oksigen
O
±65,0
Karbon
C
±18,5
Hydrogen
H
±9,5
Nitrogen
N
±3,3
Kalsium
Ca
±1,5
Fosfor
P
±1,0
Klor
Cl
±0,4
Sulfur
S
±0,3
Kalium
K
±0,2
Natrium
Na
±0,2
Magnesium
Mg
±0,1
Iodium
I
<0,01
Besi
Fe
<0,01
Fluor
F
<0,01
Mangan
Mn
<0,01
Unsure lain

<0,01

1) Karbohidrat

Karbohidrat sangat vital untuk proses fisiologi di dalam sel makhluk hidup. Berdasarkan fungsinya, karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi:

Ø  Karbohidrat sederhana sebagai sumber energy di dalam sel
Ø  Karbohidrat rantai pannjang sebagai cadangan energy
Ø  Karbohidrat rantai panjang sebagai komponen structural organel dan bagian sel lainnya

Karbohidrat terdiri dari uunsur karbon (C), Oksigen (O), hydrogen (H). Rumus molekul karbohidrat adalah Cn (H20)n. pada tumbuhan, karbohidrat dibentuk oleh sel berhijau daun (klorpolas yang mengandung klorofil) melalui proses fotosintensis. Karbohidrat digolongkan menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida

a) Monosakarida

 monosakarida adalah karbohidrat sederhana yang namanya ditentukan oleh jumlah Atom C dan molekulnya. Contoh monoksakarida adalah triosa, pentose dan heksoa

i) Triosa, memiliki 3 atom C, terdapat pad sel sebagai hasil atau metabolit pada oksidasi heksosa dan pentose. Contoh adalah glisraldehid dan dihidroksi aseton.

ii) Pentosa, memiliki lima atom C, terdpaat pada asam nukleat (DNA dan RNA) dan beberapa koenzim. Contohnya adalah ribose, deoksiribosa, dan ribulosa.

iii) Heksosa, memiliki enam atom C, contohnya adalah glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

b) Disakarida (Cn(H2O)n-1)

disakarida adalah karbohidrat yang jika dihidrolisis akan menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda. Contohnya adalah sukrosa (gula tebu) yang terdapat pada sel batang tebu dan laktosa (gula susus) yang terdapat pada kelenjar susu (keleenjar mamae).

c) Polisakarida

polisakarida memiliki rumus molekul (C6H10O5)n. ada dua macam polisakarida, yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida. Homopolisakarida dibentuk oleh monosakarida yang sama, sedangkan heteropolisakarida dibangun oleh bermacam monosakarida, nitrogen amino dan sulfur.
Contoh homopolisakarida:
Ø  Amilum (zat pati) merupakan hasil fotosintesis
Ø  Glikogen, terdapat di dalam sel hati dan sel otot
Ø  Inulin, terdapat pada sel akar tumbuhan tertentu sebagai cadangan makanan
Ø  Lignin, terdapat pada sel xylem
Ø  Selulosa, terdapat pada dinding sel tumbuhan tingkat tinggi dan ebrfungsi sebagai pelindung sel.

Contoh heteropolisakarida:
Ø  Kitin, terdapat pada kulit Arthropoda (misal jangkrik, kumbang dan belalang)
Ø  Heparin, terdapat di dalam sel hati, sel paru-paru, dan sel dinding arteri sebagai zat antikoagulasi

2) Lemak (Lipid)

Lemak dibangun oleh glisrol dan asam lemak. Lemak mempunyai sifat tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut organic, seperti eter, kloroform dan alcohol. Pada sel makhluk hidup, lemak berfungsi antara lain sebagai komponen membrane plasma, hormone dan vitamin. Pada sel makhluk hidup, lemak terdapat dalam bentuk lemak sederhana, lemak gabungan atau turunan lemak.

a) Lemak sederhana

lemak sederhana dibangun oleh satu gliserol dan tiga asam lemak (trigliserida). Asam lemak penyusun lemak dapat berupa asam lemak jenuh atau asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh rantai hidro karbonnya mempunyai atom H maksimal. Contoh asam stearat dan asam palmitat. Pada asam lemak tak jenuh, jumlah atom pada rantai hidrokarbon belum maksimal, contoh asam oleat dan linoeat. Asam stearat mempunyai 16 gugus CH2, jadi formulanya CH3(CH2)16COOH. Dilihat dari rumusnya, asam lemak mempunyai gugusan metil, rantai hidrokarbon, dan gugusan karbosil.

b) Lemak Gabungan

lemak gabungan merupaka ester asam lemak yang jika dihidrolis menghasilkan asam lemak, alcohol dan zat lain. lemak gabungan merupakan komponen structural yang terpenting pada membrane sel. Contoh lemak gabungan adalah sebagai berikut.

Ø  Fosfolipid, yaitu lipid yang mengandung gugus ester fosfat. Sfingolipid merupakan contoh fosfolipid yang mengandung amino, alcohol dan ester fosfat. Sfingolipid terdapat pada selubung myelin sel saraf.

Ø  Glikolipid, mengandung molekul karbohidrat dan lipid. Protoplasma sel hewan mengadung dua macam glikolipid, yaitu serebrosida dan gangliosida. Serebrosida mengandung molekul sfingosin, asam lemak, dan glukosa. Serebrosida merupakan komponen lemak pada sel otak dan selubung myelin. Gangliosida mengandung sfingosin, asam lemak dan satu atau lebih glukosa, latosa, galaktosamin, dan asam neurominik. Gangliosida terdapat pada bagian otak yagn kelabu dan membrane eritosit.

Ø  Lipoprotein, merupakan lipid yang mengandung protein, misalnya kolesterol dengan alfa dan beta globulin

Ø  Karetenoid, merupakan lipid gabungan berpigmen yang terdapat pada sel tumbuhan dan sel hewan. Contohnya hemoglobin (Hb) dan klorofil.

c) Turunan Lemak

steroid merupakan senyawa turunan lemak degnan rantai hidrokarbon berbentuk cincin (siklik). Steroid terdapat pada protoplasa sel hewan, yaitu hormone kelamin (rpogesteron, testoteron), vitamin D, kolesterol, dan estradiol.

3) Protein

Protein merupakan senyawa kimia yang sangat kompleks. Padas el hidup, protein mempunyai dua peran utama, yaitu peran kalatik dan mekanik. Peran kalatik ditunjukkan oleh enzim, sedangakn peran mekanik ditunjukkan oleh protein otot. Protein merupakan polimer dari asam amino. Gugusan amino menyebabkan asam amino bersifat basa, sedangakan gugus karboksil menyebabkan asam amino bersifat asam. Jadi, asam amino bersifat amfoter. Berdasarkan komposisi kimia, protein digolongkan menjadi dua, yaitu protein sederhana dan protein gabungan.

a) Protein sederhana

jika protein sederhada dihidrolisis, hanya akan menghasilkan asam amino. Contoh adalah protein albumin dan globulin.

b) Protein gabungan

jika protein gabungan dihidrolisis, akan menghasilkan asam amino dan senyawa lain. contoh sebagai berikut:
Ø  Glikoprotein, mengandung protein dan karbohidrat
Ø  Nucleoprotein, mengandung protein dan asam nukleat
Ø  Lipoprotein, mengandung protein dan lipid
Ø  Kromoprotein, mengandung protein dan bahan zat warna (hemoglobin dan hemosianin)

4) Asam Nukleat

Asam nukleat merupakan materi inti sel. Ada dua macam asam nukleat, yaitu asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA). Fungsi asam nukleat adalah untuk mengontrol aktivitas sel dan membawa informasi genetic. Asam nukleat merupakan polimer nukleotida. Hidrolisis nukleotida akan menghasilkan: fosfat; gula pentose yaitu ribose atau deoksiribosa; basa nitrogen (basa organic). Basa nitrogen terdiri dari golongan purin dan golongan pirimidin. Basa purin terdiri dari adenine (A), dan guanine (G), sedangakn basa primidin terdiri dari timin (T), sitosin (C), dan urasil (U).
Pada protoplasma, selain terdapat DNA dan RNA, juga terdapat nukleotida lain yang bereprang pada proses bioligis seperti:
Ø  Adenosine monofosfat (AMP)
Ø  Adenosin disfosfat (ADP)
Ø  Adenosine trifosfat (ATP)
Ø  Guanosin trifosfat (GTP)
Ø  Timidin trifosfat (TTP)
Ø  Uridin trifosfat (UTP)
Ø  Sitidin trifosfat (STP)

Pada sel makhluk hidup juga terdapat turunan nukleotida yang berfungsi sebagai koenzim, yaitu sebagai berikut:

Ø  Nikotinamid adenine dinukleotida (NAD+)
Ø  Nikotinamid adenine dinukleotida fosfat (NADP+)
Ø  Favin mono nukleotida (FMN)
Ø  Flavin adenine dinukleotida (FAD)
Ø  Koenzim A
Pada protoplasma, selain terdapat karbohidrat, lemak, protein dan asam lemak, juga terdapat enzim (protein katalik), vitamin dan hormone.

Poin kunci: senyawa organic penyusun sel terdiri dari karbohidrat, protein dan lemak.

Tabel 2: Perbandingan molekul DNA dan RNA

nO
DNA
RNA
1
Terdiri dari dua rantai nukleotida (dobble helix) panjang
Terdiri dari satu rantai (single strain) nukleotid pendek
2
Mengandung asam fosfat yang menghubungkan gula yang satu dengna gula yang lainnya
Mengandung asam fosfat yang menghubungkan gula yang satu dengna gula yang lainnya
3
Mengadung gula deoksiribosa
Mengandung gula ribose
4
Basa nitrogen:
Purin: adenine (A) dan guanine (G)
Pirimidin: timin (T) dan sitosin (C)
Basa nitrogen:
Purin: adenine (A) dan guanine (G)
Pirimidin: urasil (U) dan sitosin (C)
5
Merupakan materi genetic, membawa informasi genetik
Berperan dalam sintesis protein
6
Terdapat pada kromoson, nukleoplasma, mitokondria dan kloroplas
Terdapat pada nucleolus, nukleoplasma, dan sitoplasma