Sabtu, 27 Maret 2010
BAB I
PENDAHULUAN
Sel terdiri
oleh banyak makromolekul yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda-beda.
Makromolekul besar dalam sel dibentuk sebagai susunan berulang dari
satuan-satuan struktutr dasar yang dinamakan monomer, antara monomer satu
dengan yang lainnya dihubungkan oleh ikatan kovalen. Monomer tersebut
dihubungkan dengan suatu reaksi kimia dimana dua molekul saling berikatan
secara kovalen antara satu molekul dengan molekul yang lain dengan melepas satu
molekul air (merupakan reaksi kondensasi atau karena molekul yang hilang adalah
air, maka reaksi tersebut bisa disebut reaksi dehidrasi). Monomer dirangkai
bersama untuk kemudian membentuk suatu polimer melalui proses yang dikenal
sebagai sintesis kondensasi. Sedangkan makromolekul yang dibentuk disebut dengan
polimer.
Saat dua monomer bergabung maka akan
membebaskan molekul air (seperti yang telah digambarkan sebelumnya). Monomer
yang satu kehilangan gugus hidroksi (OH) dan yang monomer yang lain akan
kehilangan suatu gugus hidrogen (H).
Berikut
merupakan beberapa contoh makromolekul yang penting dalam makhluk hidup.
1.
Polisakarida
Merupakan produk polimerisasi monosakarida, membentuk amilum, selulose,
glikogen, atau polisakarida kompleks
2.
Protein dan
Polipeptida
Merupakan susunan 20 macam asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida
3.
Asam Nukleat
Merupakan rantai empat macam nukleotid. Di dalam molekul DNA asam nukleat ini
merupakan sumber primer informasi genetik
Makromolekul
tersebut merupakan makromolekul yang paling banyak dan kompleks aktivitasnya.
Berikut akan dijelaskan lebih lanjut mengenai struktur dan fungsi masing-masing
makromolekul tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Protein
Protein merupakan merupakan susunan
20 macam asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptide. Berdasarkan susunan
molekulnya, protein dikelompokkan menjadi:
1.
Protein
Struktural berperan sebagai penyokong dan penunjang
a.
Struktural
intrasel ð berada di dalam sel berperan dalam pembentukan
sitoskelet
Contoh: tubulin, aktin dan myosin.
b.
Struktural
ekstrasel ð terdapat pada organisme multisel
Contoh: kolagen dan keratin
2.
Protein
Dinamis yaitu protein yang terlibat langsung dalam metabolisme sel, mudah
terurai dan terakit kembali. Contoh: enzim, hormone dan pigmen.
Protein adalah komponen protoplasma
yang sangat penting disamping air. Peran protein dalam sel antara lain:
1.
Sebagai
katalisator berbagai reaksi kimia yang terdapat pada sel, yaitu sebagai bagian
penyusun enzim.
2.
Memberi
kekuatan structural sel, yaitu tubulin, aktin dan myosin yang berperan dalam
pembentukan sitoskelet.
3.
Memantau
permeabilitas selaput, yaitu protein yang menyusun membrane sel
4.
Menyebabkan
gerakan yang terjadi dalam sel
5.
Memantau
kegiatan sel
6.
Mengatur kadar
metabolit yang diperlukan
Protein yang terdapat dalam membran
dan sitoplasma (organel) sel:
1. Membran
plasma
Protein yang terdapat pada selaput plasma sebesar 60 % dari seluruh berat
selaput plasma. Protein yang terdapat dalam membrane terutama berbentuk
stromatin, yaitu jenis protein yang tidak larut dalam air. Karena membran
sel bersifat semipermable maka membutuhkan cara untuk berkomunikasi dengan sel
lain dan pertukaran nutrisi dengan ruang ekstraselular. Peran-peran ini
terutama diisi oleh protein. Protein adalah molekul kelas terpisah yang tidak
terkait dengan lipid dan terdiri dari asam amino. Protein adalah jauh lebih
besar daripada lipid dan bergerak lebih lambat, tetapi ada beberapa yang
bergerak dalam kelihatannya terarah sementara yang lain melayang. Jumlah dan
tipe protein yang ada pada membran sangat bervariasi pada setiap membran dari
sel tergantung pada fungsi spesifik yang diembannya. Secara umum protein
membran digolongkan menjadi dua, yaitu protein integral dan protein perifer.
a.
Protein
Integral
Protein
membran terpadu (integral membrane proteins) adalah protein yang
menembus membran pada kedua permukaannya atau membentang diantara kedua
permukaan membran. Protein integral transmembran protein, dengan daerah
hidrofobik yang sepenuhnya span interior yang hidrofobik membran. Bagian
protein terkena interior dan eksterior dari sel hydrophillic. Protein Integral
dapat berfungsi sebagai pori-pori yang memungkinkan ion selektif atau nutrisi ke
dalam sel. Mereka juga mengirimkan sinyal ke dalam dan keluar dari sel. Protein
ini meliputi beberapa jenis, yaitu :
1)
Protein
Transmembran
Merupakan
protein yang menembus membran pada kedua sisi, baik yang satu kali menembus
membran (singlepass protein) ataupun yang beberapa kali menembus membran
(multipass protein). Setiap tembusan membran merupakan struktur α-heliks
dengan bagian yang tertanam dalam lipid bilayer, sehingga masuk akal bila
bagian struktur primer protein yang menembus membran tersusun oleh jenis asam
amino yang hidrofobik. Bagian hidrofobik dari protein tersebut berinteraksi
dengan bagian ekor dari fosfolipid, sementara bagian hidrofiliknya muncul pada
kedua permukaan membran (sisi luar dan sisi dalam sitoplasmik). Bagian protein
yang menyembul pada kedua sisi permukaan tentulah bersifat hidrofilik, sehingga
mampu berinteraksi dengan lingkungan air.
2)
Protein
Integral yang Bagian Utamanya Terletak di Permukaan Membran Sisi Interior Sel
Protein ini
berasosiasi dengan membran bilayer melalui perantaraan ikatan kovalen dengan
rantai asam lemak atau rantai lipid khusus seperti gugus prenyl. Protein ini
disintesis sebagai protein terlarut pada sitosol dan mengalami modifikasi
berikatan dengan gugus lipid secara kovalen pasca translasi, yaitu di dalam
retikulum endoplasma dan badan golgi.
3)
Protein
Integral yang Bagian Utamanya Terletak di Permukaan Membran Sisi Luar Sel
Protein ini
berikatan dengan fosfatidil kolin inositol dengan perantaraan oligosakarida
yang berikatan secara kovalen.
b.
Protein
Perifer
Protein ini
merupakan protein yang terletak di daerah perifer dari kedua sisi membran (sisi
sitoplasmik dan sisi luar) dan berinteraksi dengan protein membran lain secara
non kovalen, tidak berinteraksi dengan fosfolipid lapis ganda. Tidak seperti
protein yang intergral span membran, protein perifer berada pada satu sisi
membran dan sering melekat pada protein perifer proteins. Protein integral
berfungsi sebagai titik anchor untuk Sitoskeleton atau ekstraselular serat.
Fungsi dari
protein integral dan perifer dalam membran plasma sangat bervariasi,
diantaranya :
a) Sebagai
enzim yang melekat membran
Contoh enzim
beta glukosidase untuk membebaskan auksin pada sel-sel saat perkecambahan dan
protein integral pada membran mitokondria atau kloroplas yang berfungsi untuk
enzim-enzim transpor elektron (peristiwa oksidasi dan reduksi molekul pembawa
protin dan elektron sambil membentuk ATP secara bersamaan).
b)
Sebagai
mediator transpor aktif
Contoh pada
sel dinding usus halus pada saat menyerap sari makanan ke dalam pembuluh darah.
c)
Sebagai
elemen struktural membran plasma
d)
Sebagai
pompa proton pada membran dalam mitokondria
e)
Sebagai
reseptor (penerima) hormon dan faktor pertumbuhan sel
Contoh
hormon estrogen menempel ke reseptor estrogen dan memberi pesan perintah sel
tersebut untuk melaksanakan sintesis protein sesuai yang dikehendaki (misal sel
penanda pertumbuhan sekunder hewan) untuk kedewasaan seksual.
f)
Sebagai
identitas sel
Identitas
ini biasa dikenali karena protein yang menghadap keluar sel mengandung
oligosakarida. Protein tersebut dinamakan glikoprotein.
g)
Sebagai cara
membedakan antara sel diri (self) dan sel asing (non self)
Contoh pada
reaksi pencangkokan sel asing, sel diri mengenali sel asing karena adanya
perbedaan glikoprotein.
2. Sitoplasma
Sitosol
merupakan bagian dari sitoplasma yang berupa cairan di sela-sela organel
berselaput. Sitosol merupakan penyusun sel yang paling dominan yaitu sebanyak
50%. Dalam sitosol terlarut banyak enzim yang terlibat dalam proses metabolism
intermediet. Sebagian besar enzim yang terdapat dalam sitosol ini disintesis
oleh ribosom. Sebagian protein sitosol berbentuk benang-benang halus yang
disebut filament. Filament ini teranyam membentuk kerangka yang disebut
sitoskelet. Sitoskelet ini berfungsi member bentuk pada sel, mengatur dan
menimbulkan gerakan sitioplasma yang beruntun dan berkaitan serta membentuk
jaring-jaring kerja yang mengatur reaksi-reaksi enzimatik.
Pada inti
sel, protein terdapat pada DNA yang merupakan senyawa utama yang membentuk
protein. Protein yang disintesis pada ribosom melalui proses replikasi dan
translasi. Ribosom yang terdapat pada RE mempunyai susunan 50 % protein. Pada
kompleks golgi berlangsung proses pembentukan glikoprotein yang merupakan
gabungan glukosa dan protein. Protein yang terbentuk dari asam-asam amino dalam
ribosom dibawa ke RE, kemudian diteruskan ke dalam kompleks golgi yang
merupakan tempat terbentuknya glikoprotein.
B.
Lipid
Lipid adalah
senyawa organik berminyak atau berlemak yang tidak larut di dalam air, yang
dapat diekstrak dari sel dan jaringan oleh pelarut non-polar, seperti kloroform
atau ester. Lipida polar adalah komponen utama membran sel, yaitu “tempat”
terjadinya reaksi-reaksi metabolik. Banyak dari sifat membran sel yang
merupakan pencerminan kandungan lipida polarnya. Membran sel berfungsi untuk
melindungi sel dari lingkungan dan juga memungkinkan adanya kompartment-
kompartment di dalam sel untuk aktivitas metabolik, serta terdapat sisi
pengenalan atau reseptor yang berbeda-beda yang dapat mengenali sel lain,
mengikat hormon tetentu, dan merasakan berbagai isyarat lain dari lingkungan
luar. (Lehninger, 1982)
Lipida
membran yang paling banyak yaitu fosfolipida. Fosfolipida berfungsi terutama
sebagai unsur struktural membran dan tidak pernah disimpan dalam jumlah banyak.
Lipida ini mengandung fosfor dalam bentuk gugus asam fosfat. Fosfolipida utama
yang ditemukan pada membran adalah fosfogliserida, yang mengandung 2 molekul
asam lemak yang berikatan ester dengan gugus hidroksil pertama dan kedua pada
gliserol.
Spingolipid
juga merupakan komponen membran yang mempunyai kepala bersifat polar dan 2 ekor
non polar, tetapi senyawa ini tidak mengandung gliserol. Spingolipid tersusun atas
satu molekul alkohol amino berantai panjang spingosin, atau satu di antara
senyawa turunannya, dan satu alkohol polar pada bagian kepala. Ada 3 subkelas
spingolipid :
1.
Spingomielin
Senyawa ini
mengandung fosfokolin atau fosfoetanolamin sebagai golongan polar pada bagian
kepalanya. Spingolipid terdapat di hampir semua membran sel-sel hewan, selubung
myelin yang mengelilingi sel-sel syaraf tertentu.
2.
Serebrosida
Serebrosida
tidak mengandung fosfat dan tidak memiliki muatan listrik karena gugus polar
kepalanya bersifat netral. Serebrosida seringkali disebut glikospingolipid
karena gugus pada bagian kepala molekul ini secara khas terdiri dari satu atau
lebih unit gula. Golongan ini adalah glikolipida, suatu nama umum bagi lipida
yang mempunyai gugus gula. Beberapa nama spesifiknya yaitu galaktoserebrosida
yang secara khas ditemukan pada membran sel otak dan glukoserebrosida yang
mengandung D-glukosa terdapat di dalam membran sel jaringan bukan syaraf.
C.
Karbohidrat
Karbohidrat merupakan salah satu senyawa yang terdiri atas karbon,
hidrogen, dan oksigen. Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi pada hewan
dan tumbuhan. Pada kebanyakan tumbuhan, karbohidrat juga sebagai penyusun
penting dinding sel yang berperan sebagai elemen penyokong. Jaringan hewan
memiliki karbohidrat yang lebih sedikit. Karbohidrat yang penting diantaranya
adalah glukosa, galaktosa, glikogen, gula amino dan polimernya.
Karbohidrat terbagi atas beberapa golongan diantaranya :
1. Monosakarida.
Ini merupakan gula
paling sederhana dengan formula empirik Cn(H2O)n. Klasifikasi
monosakarida berdasarkan jumlah atom karbon misalnya triose, heksose. Pentose,
ribose, dan deoksiribose ditemukan dalam molekul asam nukleat. Pentose dan
ribulose sangat penting dalam fotosintesis. Sedang glikose dan heksose adalah
sumber utama energi pada sel. Heksose yang penting lainnya adalah galaktose,
terdapat pada laktose disakarida, dan fruktose (levulose) pembentuk bagian dari
sukrose.
2. Disakarida.
Disakarida merupakan
gula yang dibentuk oleh kondensasi dua monomer monosakarida yang kehilangan
satu molekul air. Formula empiriknya C12H22O11.
Golongan ini yang paling penting adalah sukrose dan maltose pada tumbuhan dan
laktose pada hewan.
3. Polisakarida.
Polisakarida merupakan
hasil kondensasi antara banyak molekul monosakarida dengan kehilangan molekul
air. Formula empiriknya (C6H10O5)n. Bila
dihidrolisis menghasilkan molekul gula sederhana. polisakarida yang paling
penting pada organisme hidup adalah amilum dan glikogen, subtansi cadangan
makanan dalam sel tumbuhan dan hewan serta selulosa yang merupakan elemen
struktural penting pada sel tumbuhan. Amilum merupakan kombinasi dua molekul
monosakarida yang panjang dimana tersusun atas amilosa yang tak bercabang dan
amilopektin yang memiliki cabang. Sedangkan glikogen tersusun atas banyak
molekul glukosa. Ini terdapat pada banyak jaringan dan organ, yang terbesar
terdapat di sel hati dan serabut otot.
4. Polisakarida kompleks dan glikoprotein.
Disamping polisakarida
yang tersusun oleh monomer heksosa, juga terdapat molekul yang lebih panjang
dan kompleks yang mengandung nitrogen amino yang dapat mengalami asetilasi atau
subtitusi dengan asam sulfat atau asam fosfat. Semua polimer ini sangat penting
dalam organisme molekuler terutama sebagai subtansi interseluler. Polisakarida
ini bersifat bebas atau terikat dengan protein sebagai contoh :
a. Polisakarida netral.
Hanya mengandung
asetilglikosamin contohnya khitin yakni subtansi penyokong pada insekta dan
crustaceae.
b. Mukopolisakarida asidik.
Mengandung asam sulfat
atau lainnya dalam molekul itu. Molkekul ini sangat bersifat basofilik. Yang
termasuk adalam golongan ini yaitu heparin, kondriotin sulfat, umbilical cord,
asam hialuronat.
c. Glikoprotein.
Suatu komplek yang
tersusun dari protein dan gugus prostetik karbohidrat. Beberapa monosakarida
seperti galaktosa, manosa, juga N-asetil-D-glukosamin dan asam sialat dapat
ditemukan dalam molekul ini. Glikoprotein dapat dibedakan menjadi dua macam
yakni glikoprotein intraseluler dan glikoprotein sekretorik.
Karbohidrat pada membran plasma terikat pada protein atau lipida dalam
bentuk glikolipida dan glikoprotein. Glikolipida merupakan kumpulan berbagai
jenis unit-unit monosakarida yang berbeda seperti gula-gula sederhana
D-glukosa, D-galaktosa, D-manosa, L-fruktosa, L-arabinosa, D-xylosa, dan
sebagainya. Karbohidrat ini memegang peranan penting dalam berbagai aktivitas
sel, antara lain dalam sistim kekebalan. Karbohidrat pada membran plasma
merupakan hasil sekresi sel dan tetap berasosiasi dengan membran membentuk
glikokaliks. Biasanya para dokter dapat mengetahui setiap sel normal atau
abnormal melalui glikolipid dan glikoproteinnya.
Molekul glikoforin membran
Untuk
membran plasma pada eukariot memiliki karbohidrat yang terikat secara kovalen
dengan protein dan lemak. Komponen karbohidrat dari memran plasma
berjumlah sekitar 2 – 10% dari total berat membran plasma, bergantung kepada
spesies dan tipe sel. Sebagai contoh membran
plasma sel darah merah memiliki 52% protein, 40% lemak dan 8 %
karbohidrat. Dari 8% tersebut, 7 % berikatan dengan lemak membentuk
glikolipid dan 93% berikatan dengan protein membentuk glikoprotein.
Komponen
penyusun membran sel
Selaput
plasma merupakan selaput yang asimetris, molekul-molekul lipida pada bagian
luar selaput berbeda dengan lipida pada selaput bagian dalam. Demikian pula
polipeptida yang tersebut pada kedua lembaran lipid bilayer juga berbeda.
Penyabaran karbohidrat juga asimetris. Rantai-rantai molekul dari sebagian
besar glikolipid, glikoprotein dan dan proteo glikan pada selaput plasma tidak
pernah berada pada permukaan sitosolik.
D.
Asam Nukleat
Friedrich
Miescher (1844-1895) adalah orang yang mengawali pengetahuan mengenai kimia dan
inti sel. Pada tahun 1868, dilaboratorium Hoppe-Syler di Tubingen, beliau
memilih sel yang terdapat pada nanah bekas pembalut luka, kemudian sel-sel
tersebut dilarutkan dalam asam encer dan dengan cara ini diperolehinti sel yang
masih terikat pada sejumlah protein. Dengan menambahkan enzim pemecah protein
ia dapat memperoleh inti sel saja dan dengan cara ekstraksi terhadap inti sel
diperoleh suatu zat yang larut dalam basa tetapi tidak larut dalam asam.
kemudian zat ini dinamakan “nuclein” sekarang dikenal dengan nama nucleoprotein.
Selanjutnya dibuktikan bahwa asam nukleat merupakan salah satu senyawa
pembentuk sel dan jaringan normal.
Beberapa
fungsi penting asam nukleat adalah menyimpan, menstransmisi, dan mentranslasi
informasi genetik; metabolisme antara (intermediary metabolism) dan
reaksi-reaksi informasi energi; koenzim pembawa energi; koenzim pemindah asam
asetat, zat gula, senyawa amino dan biomolekul lainnya; koenzim reaksi oksidasi
reduksi.
Asam nukleat
adalah salah satu makromolekul penting pada makhluk hidup. Terdapat dua macam
asam nukleat pada makhluk hidup, yaitu dalam bentuk DNA (Deoxyribonucleic Acid)
atau RNA (Ribonucleic Acid). Keduanya merupakan molekul pembawa informasi
genetik. Tipe polimer dari molekul DNA dan RNA mempunyai struktur yang panjang
dari ikatan monomer nukleotida yang berulang. Urutan nukleotida dalam asam
nukleat membentuk sebuah kode yang menyimpan dan meneruskan informasi sel yang
dibutuhkan dalam pertumbuhan sel dan reproduksi. Satu nukleotida juga melakukan
pemindahan energi atau komponen reaktan dari satu sistem ke sistem lain di
dalam sel.
Masing-masing
nukleotida terdiri atas basa nitrogen, gula berkarbon lima, satu atau lebih
phosphat, semua komponen tersebut dihubungkan oleh ikatan kovalen. Berikut akan
dibahas masing-masing penyusun nukleotida.
1.
Basa
Nitrogen
terdiri atas dua jenis, yaitu basa
nitrogen purin dan pirimidin yang berbentuk cincin nitrogen dan karbon.
a.
Basa
Nitrogen Pirimidin
Terdiri atas satu cincin karbon dan
nitrogen. Terdiri atas uracil (U), thymine (T), dan cytosine (C)
b.
Basa
Nitrogen Purin
Terdiri atas dua cincin karbon dan
nitrogen. Terdiri atas adenine (A) dan Guanine (G).
Semua informasi genetic makhluk
hidup terletak pada susunan liniar empat base tersebut. Oleh karena itu keempat
base tersebut mengkode struktur primer semua macam protein (yang terdiri dari
20 asam amino).
2.
Gula
Pentosa
Yaitu gula yang terdiri dari lima atom karbon. Pentose yang menyusun asam
nuklrotida adalah ribose dan deoksiribosa. Deoksiribosa adalah pentose yang
menyusun DNA, sedangkan ribose adalah pentose yang menyusun RNA. Perbedaan
antara keduanya adalah pada oksigen pada carbon nomor 2’ tidak ada pada
deoksiribose.
3.
Phospat
Gugusan pospat yang mengikat molekul
basa nitrogen dengan gula pentosa dengan ikatan ester.
Nukleotida
merupakan nukleosida yang gugus gula pada posisi 5’-nya mengikat asam fosfat
(gugus fosfat) dengan ikatan ester. Nukleosida terdiri atas pentosa (
deoksiribosa atau ribosa) yang mengikat suatu basa (derivat purin atau
pirimidin) melalui ikatan glikosida. Berikut merupakan perbandingan
purin dan pirimidin pada nukleotida dan nukleosida :
|
Basa
|
Nukleosid
|
Nukleotid
|
|
1. Purin
|
|
Adenin
|
Adenosin
|
Adenosin monoposfat (AMP) = asam
adonilat
|
|
Guanin
|
Guanosin
|
Guanosin monoposfat (GMP) = asam
guanilat
|
|
Hipoksantin
|
Inosin
|
Inosin monoposfat (IMP) = asam
inosinat
|
|
2. Pirimidin
|
|
Urasil
|
Uridin
|
Uridin monoposfat (UMP) = asam
uridilat
|
|
Cytosine
|
Cytidine
|
Cytidine monoposfat (CMP) = asam sitidilat
|
|
Timin
|
Timidin
|
Timidin monoposfat (TMP) = asam
timidilat
|
|
|
|
|
Nukleosida
dalam bentuk bebas ada memiliki fungsi penting bagi kesehatan contohnya,
puromisin yang berfungsi sebagai antibiotik yang menghambat sintesis protein (
dihasilkan oleh streptomyces). Arabinosil sitosin dan arabinosil adenin
sebagai anti virus dan anti jamur. Nukleotida terdapat sebagai molekul bebas
atau berikatan dengan dengan sesama nukleotida membentuk asam nukleat.
Contohnya dapat dilihat dalam tabel berikut:
|
Basa Nitrogen
|
RNA
|
DNA
|
|
Adenin (A)
Guanin (G)
Timin (T)
Sitosin (C)
Urasil (U)
|
Adenosin 5’-monofosfat (AMP)
Guanosin 5’-monofosfat (GMP)
-------------------
Sitidin 5’-monofosfat (CMP)
Uridin 5’-monofosfat (UMP)
|
Deoksi Adenosin 5’-monofosfat
(dAMP)
Deoksi Guanosin 5’-monofosfat
(dGMP)
Deoksi Timidin 5’-monofosfat
(dTMP)
Deoksi Sitidin 5’-monofosfat
(dCMP)
------------------
|
Beberapa
nukleotida yang mempunyai fungsi penting dalam sel misalnya Adenosin 5’
monofosfat (AMP), Adenosin 5’ –difosfat (ADP) dan Adenosin 5’-trifosfat (ATP)
yang berperan penting dalam transfer gugus fosfat untuk menerima dan mengantar
energi.
Nukleotida lain yang berbentuk
siklik seperti Adenosin 3’-5’- siklik monofosfat ( AMP-siklik atau cAMP)
berperan sebagai kurir sekunder dalm mengendalikan metabolisme hormon
adrenalin. Nukleotida bebas lain adalah guanosin siklik monofosfat ( GMP siklik
= cGMP ) yang diduga berfungsi sebagai penghambat enzim yang dirangsang oleh
cAMP. Selain itu diketahui beberapa trifosfonukleotida selain ATP yang berperan
dalam berbagai reaksi
dalam sel. Misalnya CTP (Sitidin 5’-
trifosfat) terlibat dalam biosintesis fosfolipid, UTP berperan dalam
biosintesis berbagai senyawa karbohidrat. CTP dan UTP juga digunakan dalam
biosintesis RNA dan DNA
1) Struktur Asam Deoksiribonukleat
(DNA)
Asam ini adalah polimer yang terdiri
atas molekul-molekul deoksiribonukleotida yang terikat satu sama lain sehingga
membentuk rantai polinukleotida yang panjang. Molekul DNA yang panjang ini
terbentuk oleh ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C nomor 5 pada molekul
deoksiribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Secara kimia DNA mengandung
karakteri/sifat sebagai berikut:
a.
Memiliki
gugus gula deoksiribosa.
b.
Basa
nitrogennya guanin (G), sitosin (C), timin (T) dan adenin (A).
c.
Memiliki
rantai heliks ganda anti paralel
d.
Kandungan
basa nitrogen antara kedua rantai sama banyak dan berpasangan spesifik satu
dengan lain. Guanin selalu berpasangan dengan sitosin ( G –C), dan adenin
berpasangan dengan timin (A - T), sehingga jumlah guanin selalu sama dengan
jumlah sitosin. Demikian pula adenin dan timin.
Berikut merupakan gambar struktur
dari DNA :
2) Struktur Asam Ribonukleat (RNA)
Asam ribonukleat adalah suatu
polimer yang terdiri atas molekul-molekul ribonukleotida. Seperti DNA asam
ribonukleat terbentuk oleh adanya ikatan antara atom C nomor 3 dengan atom C
nomor 5 pada molekul ribosa dengan perantaraan gugus fosfat. Rumus strukturnya
sama dengan gambar 10.2 tetapi gulanya adalah ribosa ( atom C nomor 2 mengikat
gugus OH) RNA memiliki sifat spesifik yang berbeda dengan sifat kimia DNA,
yakni dalam hal:
a.
Gula
pentosanya adalah ribosa
b.
RNA memiliki
ribonukleotida guanin(G), sitosin (C), adenin (A) dan Urasil (U) pengganti
Timin pada DNA.
c.
Untai
fosfodiesternya adalah untai tunggal yang bisa melipat membentuk jepit rambut seperti
untai ganda.Beda dengan DNA bentuk molekulnya heliks ganda.
d.
Prosentasi
kandungan bas tidak harus sama, pasangan adenin tidak harus sama dengan urasil,
dan sitosin tidak harus sama dengan guanin.
Ada tiga jenis RNA yaitu tRNA
(transfer RNA), mRNA (messenger RNA) dan rRNA (ribosomal RNA). Ketiga macam RNA
ini mempunyai fungsi yang berbeda-beda, tetapi ketiganya secara bersama-sama
mempunyai peranan penting dalam sintesis protein. Berikut merupakn perbandingan
struktur DNA dengan RNA :
Di dalam sel, asam nukleat ada pada
tiga organel, yaitu pada mitokondria, kloroplas, dan inti sel. Berikut
penjelasannya :
1.
Inti sel
(nucleus)
Inti sel ini
mempunyai 3 komponen yaitu nukleoplasma, kromosom, dan nucleolus. Dalam nucleus,
DNA berada dalam kromosom. Di dalam kromosom terdapat benang-benang DNA yang
berperan dalam sintesis protein dan factor hereditas. Selain DNA di dalam
nucleus juga terdapat RNA.
2.
Mitokondria
Asam nukleat
yang terdapat dalam mitokondria adalah deoksiribinukleat (DNA). DNA mitokondria
yang terdapat dalam matriks organel dinyatakan sebagai genom mitokondria. DNA
mitokondria berperan sebagai penanda molekul untuk studi genetika populasi,
penelusuran asal usul dan pelacakan beberapa penyakit degenerate, penuaan, dan
kanker.
3.
Kloroplas
Menurut De
Roberties,dkk (1975:240) bahwa antara 3-5% berat kering kloroplas adalah RNA.
DNA dalam kloroplas dikenal sebagai system genetic non kromosal atau hereditas
sitoplasmik. Selain itu kloroplas memiliki DNA dan RNA yang spesifik yang
mempunyai kapasitas dalam sintesis protein dan proses pembelahan.
BAB III
KESIMPULAN
Ada beberapa
makromolekul yang mempunyai peranan penting dalam aktivitas sel, diantaranya
adalah :
1.Makromolekul
Protein
Protein merupakan makromolekul
yang tersususn dari macam – macam asam amino. Asam- asam amino ini dapt
bergabung karena ada ikatan peptide.
2.Makromolekul
Lipid
Lipid memiliki ciri tidak larut dalam air, larut dalam
pelarut organik seperti benzen, aseton, kloroform, dan karbotetraklorida, mengandung
unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen, kadang-kadang juga mengandung
nitrogen fosfor. Fungsi lipid secara umum sebagai penyimpan energi, sebagai
komponen struktur membran, sebagai lapisan pelindung, sebagai vitamin dan
hormon.
3.Makromolekul
Karbohidrat
Karbohidrat adalah polihidroksi
aldehid atau keton atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila
dihidrolisa. Adapun klasifikasi karbohidrat yang
terdapat pada sel adalah :
a.
Monosakarida
b.
Disakarida
c.
Polisakarida
d.
Polisakarida
Kompleks dan Glikoprotein
4.Makromolekul
Asam Nukleat
Asam nukleat merupakan polimer dari
monomer –monomer yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida terdiar dari tiga
bagian yaitu: gula berkarbon lima (pentose), bas anitrogen dan gugus fosfat.
Fungsi dari asam nukleat adalah sebagai agen genetik dan menyimpan energi
biologi dalam membantu proses reaksi–reaksi dalam tubuh.
DAFTAR
PUSTAKA
Campbell.
1996. BIOLOGI jilid 1. Jakarta: Erlangga
Cooper ,G.M.
dan R.E. Hausmann. 2004. The Cell A Molecular Approach, Third Edition. Washington:
ASM Press. Sinawer Associates ,Inc.Washington ,DC. Sunderland, Massachusetts.
Djohar.
1985. Bioligi sel 1 Diktat kuliah FPMIPA IKIP Yogyakarta.
Yogyakarta: FPMIPA IKIP Yogyakarta
Page, David.
1997. Prinsip-Prinsip Biokimia edisi kedua. Jakarta: Erlangga.
Strayer, L.
2000. BIOKIMIA VOL 2 EDISI 4. Jakarta: Buku kedokteran EGC.
Suryani, Yoni. 2004. Biologi Sel dan
Molekuler. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Wolfe, SL.
1993. Molecular and Cellular Biology. California: Wadsworth Publishing
Company Melmont
