Minggu, 09 Oktober 2016

KOMPONEN KIMIAWI SEL

Mia 15.08.00

Assalammualaikum wr.wb

Yo....Pada kesempatan kali ini admin berbagi ilmu lagi yakni tentang bio lagi...Yang judulnya "KOMPONEN KIMIAWI SEL" Ok....Lansung saja semoga dapat membantu....

KOMPONEN KIMIAWI SEL

Seluruh bagian sel merupakan senyawa kimia. Seluruh kegiatan kehidupan sel merupakan akibat dari reaksi-reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Senyawa kimia penyusun sel disebut protoplasma, yang merupakan subtansi yang kompleks. Protoplasma terdiri dari unsur-unsur kimia.

Meskipun sebagian besar protoplasma terdiri dari air, tetapi bahan yang memberi ciri pada strukturnya ialah protein. Unsur kimia penyusun protoplasma terdapat dalam bentuk senyawa kimia, baik senyawa organik maupun senyawa anorganik. Senyawa-senyawa penyusun protoplasma:

1. Senyawa Kimia Organik Sel

2. Senyawa Kimia Anorganik Sel

Senyawa Kimia Organik Sel

1. Karbohidrat (Sakarida)

Struktur karbohidrat terdiri dari unsur karbon (C), oksigen (O), dan hidrogen (H). Karbohidrat dihasilkan melalui sintesis tumbuhan dari karbon dioksida (CO₂) yang berasal dari oksigen dan air dengan bantuan sinar matahari. Produk yang dihasilkan dalam proses ini berbentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air serta mudah diangkut ke seluruh sel untuk penyediaan energi. Berdasarkan fungsinya, karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi:

Ø Karbohidrat sederhana sebagai sumber energi di dalam sel.

Ø Karbohidrat rantai panjang sebagai cadangan energi.

Ø Karbohidrat rantai panjang sebagai komponen struktural organel dan bagian sel lainnya.

Karbohidrat dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu monosakarida, diskarida, dan polisakarida.

a. Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat sederhana yang namanya ditentukan oleh jumlah atom C pada molekulnya. Contoh monosakarida adalah triosa, pentosa, dan heksosa.

1) Triosa, memiliki tiga atom C, terdapat di dalam sel sebagai hasil atau metabolit pada oksidasi heksosa dan pentosa. Contohnya adalah gliseraldehid dan dihidroksiaseton

2) Pentosa, memiliki lima atom C, terdapat pada asam nukleat (DNA dan RNA) dan beberapa koenzim. Contohnya adalah ribosa, deoksiribosa, dan ribulosa.

3) Heksosa, memiliki enam atom C. Contohnya adalah glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

b. Disakarida (C_n(H₂O)_n-1)

Disakarida adalah karbohidrat yang dihidrolisis akan menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda. Contohnya sukrosa (gula tebu) yang terdapat pada makanan dan dapat kita temukan pada gula, laktosa (gula susu) dapat kita temukan hanya pada susu hewan menyusui dan Air Susu Ibu (ASI), dan Maltosa dihasilkan dari hasil pemecahan zat tepung.

c. Polisakarida (C₆H₁₀O₅)n

Ada dua polisakarida, yaitu homopolisakarida dibentuk oleh monosakarida yang sama, sedangkan heteropolisakarida dibangun oleh bermacam-macam monosakarida, nitrogen amino, dan sulfur.

Contoh hompolisakarida:

1) Amilum (zat pati), merupakan hasil fotosintesis

2) Glikogen, terdapat di dalam sel-sel hati dan sel-sel otot

3) Inulin, terdapat pada sel akar tumbuhan tertentu sebagai cadangan makanan

4) Lignin, terdapar pada sel xylem

5) Selulosa, terdapat pada dinding sel tumbuhan tingkat tinggi dan berfungsi sebagai pelindung sel.

Contoh heteropolisakarida:

1) Kitin, terdapat pada kulit Arthropoda, misalnya jangkrik, kumban, dan belalang

2) Heparin, terdapat di dalam sel hati, sel paru-paru, dan sel dinding arteri sebagai zat antiloagulasi

2. Protein

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa selain polisakarida, lipid dan polinukleotida yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Molekul protein berukuran lebih besar dibandingkan dengan karbohidrat dan lipida. Satuan penyusun protein adalah asam amino.Senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Protein terdiri dari unsur-unsur C, H, O, dan N.

Peran protein:

Ø Sebagai katalisator berbagai reaksi kimia,

Ø Memberi kekakuan struktural

Ø Memantau permeabilitas selaput sel

Ø Mengatur kadar metabolit yang diperlukan

Ø Menyebabkan gerakan

Ø Memantau kegiatan gen

Struktur protein ada 4 tingkatan yaitu :

1. Struktur primer menunjukkan jumlah, jenis dan urutan asam amino dalam molekul protein (rentetan asam amino dalam suatu molekul protein)

2. Struktur sekunder menunjukkan banyak sifat suatu protein, ditentukan oleh orientasi molekul sebagai suatu keseluruhan, bentuk suatu molekul protein (misalnya spiral) dan penataan ruang kerangkanya (ikatan hidrogen antara gugus N-H, salah satu residu asam amino dengan gugus karbonil C=O residu asam yang lain)

3. Struktur tersier menunjukkan keadaan kecenderungan polipeptida membentuk lipatan tali gabungan (interaksi lebih lanjut seperti terlipatnya kerangka untuk membentuk suatu bulatan)

4. Struktur kuartener menunjukkan derajat persekutuan unit-unit protein.

Ditinjau dari strukturnya, protein dapat dibagi dalam 2 golongan yaitu:

1. Protein sederhana

Jika protein sderhana dihidrolisi, hanya akan menghasilkan asam amino. Misalnya protein Albumin dan Globulin.

2. Protein gabungan

Jika protein gabungan dihidrolisis, akan menghasilkan asam amino dan senyawa lain. Misalnya :

a) Glikoprotein, mengandung protein dan karbohidrat

b) Nukleoprotein, mengandung protein dan asam nukleat

c) Lipoprotein, mengandung protein dan lemak

d) Kromoprotein, mengandung protein dan bahan zat warna (hemoglobin dan hemosianin).

Protein sederhana dan gabungan dapat digolongkan sebagai berikut :

v Protein primer, struktur molekulnya terdiri atas asam amino yang tersusun secara linier dengan katan peptide

v Protein sekunder, struktur molekulnya terdiri dari ratusan asam amino yang tersebar secara spiral

v Protein tertier, struktur molekulnya terdiri dari beberapa rantai polipeptida yang dihubungkan dengan katan sulfur misalnya globulin

v Protein quarter, struktur molekulnya mengandung dua ikatan atau lebih peptide yang berkatan dengan katan kovalen yang lemah. Misalnya hemoglobin

Protein sangat penting artinya bagi mahkluk hidup, karena semua enzim yang terlibat dalam reaksi-reaksi metabolisme adalah protein, tetapi tidak semua protein adalah enzim.

3. Lemak (lipid)

Lemak dibangun oleh gliserol dan asam lemak. Pada sel makhluk hidup, lemak berfungsi sebagai komponen membran plasma, hormon, 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 hidrokarbonnya mempunyai H maksimal. Contohnya asam strearat dan asam palmitat. Asam lemak tak jenuh, jumah atom H pada rantai hidrokarbon belum maksimal. Contohnya asam oleat dan linoleat.

b. Lemak Gabungan

Lemak gabungan merupakan ester asam lemak jika dihidrolisis menghasilkan asam lemak, alkohol, dan zat-zat lain. Lemak gabungan merupakan komponen struktural yang terpenting pada membran sel. Contoh lemak gabungan:

a) Fosfolipid, yaitu lipid yang mengandung gugus ester fosfat. Contohnya sfingopilid yang merupakan fosfolipid yang mengandung amino, alkohol, dan ester fosfat. Sfingopilid terdapat pada selubung mielin sel saraf.

b) Glikolipid, mengandung molekul karbohidrat dan lipid. Protoplasma sel hewan mengandung dua macam glikolipid, yaitu serebrosida dan gangliosida. Serebrosida mengandung molekul sfingosin, asam lemak, dan glukosa. Serebrosida merupakan komponen lemak pada sel otak dan selubung mielin. Gangliosida mengandung sfingosin, asam lemak dan glukosa, laktosa, galaktosamin, dan asam neurominik. Gangliosida terdapat pada bagian otak yang kelabu dan membran erotrosit.

c) Lipoprotein, mengandung lipid yang mengandung protein, misalnya kolesterol dengan alfa dan beta globulin.

d) Karotenoid, merupakan lipid gabungan berpigmen yang terdapat pada sel tumbuhan dan sel hewan. Contohnya hemoglobin dan klorofil.

c. Turunan Lemak

Streoid merupakan senyawa turunan lemak dengan rantai hidrokarbon berbentuk cincin (siklik). Streoid terdapat pada protoplasma sel hewan, yaitu hormon kelamin, vitamin D, kolesterol, dan estradiol.

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 genetik.

Asam nukleat merupakan polimer nukleotida. Hidrolisis nukleotida akan menghasilkan fosfat, gula pentosa, basa nitrogen (basa organik). Basa nitrogen terdiri dari golongan purin dan golongan pirimidin. Basa purin terdiri dari adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidin terdiri dari timin (T), sitosin (C), dan uranil (U).

Pada protoplasma, selain terdapat DNA dan RNA, juga terdapat nukleotida lain yang berperan pada proses biologis seperti:

ü adenosin monofosfat (AMP)

ü adenosin difosfat (ADP)

ü adenosin trifosfat (ATP)

ü guanosin trifosfat (GTP)

ü timidin trifosfat (TTP)

ü uridin trifosfat (UTP)

ü sitidin trifosfat (STP)

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

› nikotinamid adenin dinukleotida (NAD⁺)

› nikotinamid adenin dinukleotida fosfat (NADP⁺)

› flavin mono nukleotida (FMN)

› flavin adenin dinukleotida (FAD)

› koenzim A

Ø Senyawa Kimia Anorganik Sel

Ø Air

Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk, yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat. Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di dalam sel. Kandungan air pada berbagai jenis sel bervariasi di antara tipe sel yang berbeda. Di dalam sel hidup, kebanyakan senyawa biokimia dan sebagian besar dari reaksi-reaksinya berlangsung dalam lingkungan cair. Air berperan aktif dalam banyak reaksi biokimia dan merupakan penentu penting dari sifat-sifat makromolekul seperti protein.

Karena struktur air mempunyai produk ionisasinya seperti ion O⁺ dan H maka sangat mempengaruhi berbagai sifat komponen penting sel seperti enzim, protein, asam nukleat, dan lipida.

Hal yang sering muncul sebagai contoh adalah aktivitas katalitik enzim sangat tergantung pada konsentrasi ion H⁺ dan OH^-. Karena itulah, semua aspek dari struktur dan fungsi sel harus beradaptasi dengan sifat-sifat fisik dan kimia air. Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa air merupakan komponen sel yang dominan dan berfungsi untuk: pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin.

· Bahan pengsuspensi zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.

· Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.

· Air merupakan media berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.

· Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis atau mendadak di dalam sel.

· Air sebagai bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat, misalnya dalam fotosintesis.

Ø Garam - Garam Mineral

Kandungan garam-garam mineral pada berbagai tipe sel sangat bervariasi. Di dalam sel, garam-garam mineral dapat mengalami disosiasi menjadi anion dan kation. Bentuk-bentuk anion dan kation tersebut dinamakan ion. Ion-ion dapat terlarut di dalam cairan sel atau terikat secara khusus pada molekul-molekul lain seperti protein dan lipida. Secara umum, garam-garam mineral memiliki dua fungsi yaitu :

ü Fungsi osmosis, dalam arti bahwa konsentrasi total garam-garam terlarut berpengaruh terhadap pelaluan air melintasi membran sel

ü Fungsi yang lebih spesifik, yaitu peran seluler setiap ion terhadap struktur dan fungsi dari partikel-partikel seluler dan makromolekul.

Berbagai jenis garam-garam mineral sangat penting untuk kelangsungan aktivitas metabolisme sel, misalnya ion Na⁺ dan K⁺, ion Na⁺ dan K⁺, berperan dalam memelihara tekanan osmosis dan keseimbangan asam basa cairan sel. Retensi ion-ion menghasilkan peningkatan tekanan osmosis sebagai akibat masuknya air ke dalam sel.

Di dalam sel juga terkandung berbagai jenis gas yang berasal dari lingkungan atau dihasilkan oleh metabolisme sel. Beberapa gas yang terdapat di atmosfer dapat masuk ke dalam sel misalnya gas oksigen (O₂), karbon dioksida (CO₂), dan gas nitrogen (N₂). Di dalam sel, oksigen berperan untuk mengoksidasi bahan-bahan makanan. Karbon dioksida selain berasal dari lingkungan luar, juga dihasilkan dalam oksidasi bahan makanan sebagai hasil sampingan. CO₂ dapat bereaksi dengan air membentuk asam karbonat yang selanjutnya mengalami disosiasi membentuk ion hidrogen dan bikarbonat dengan reaksi sebagai berikut :

Ø C⁶H¹²O⁶ + 6 CO₂ --------> 6 H₂O + 6 CO₂ + Energi

Ø CO₂ + H₂O -------> H₂CO₃

Ø H₂CO₃ ---------> H⁺ + HCO₃^-

Ø Vitamin

Komponen kimiawi selanjutnya adalah vitamin. Vitamin memang dibutuhkan dalam jumlah kecil, akan tetapi ia harus ada untuk menunjang berbagai fungsi sel dalam proses metabolismenya. Peran vitamin adalah mempertahankan fungsi metabolism, pertumbuhan, dan sebagai penghancur radikal bebas. Beberapa contoh vitamin yang saat ini telah ditemukan diantaranya antara lain A, B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, D, E, K dan H.

Sekian postingan kali ini....semoga bermanfaat ....
Kalau bisa tinggalkan komentar dan share biar admin makin semangat hhhh...sankyu

Biologi