Upload
nur-hidayat
View
723
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
defenisi asam nukleat
Citation preview
Pengertian dan definisi Asam Nukleat.
Asam nukleat adalah senyawa kimia yang terdapat di dalam inti sel (Nukleus). Asam nukleat
merupakan suatu polimer nukleotida yg berperanan dlm penyimpanan serta pemindahan
informasi genetik yang berhubungan dengan pewarisan sifat turunan. Fungsi asam nukleat
adalah sebagai pembawa informasi genetik yang mengatur pemunculan sifat suatu makhluk
hidup. Asam nukleat ditemukan di segala jenis sel makhluk hidup. Disamping sebagai
penyimpan informasi genetik, asam nukleat juga berperan dalam peyampai pesan kedua, serta
pembentuk molekul dasar dalam pembentukan adenosin trifosfat.
Di alam, asam nukleat di temukan dalam 2 bentuk, yaitu:
Asam deoksiribosa nukleat (DNA)
Asam ribosa nukleat (RNA)
Kedua jenis asam nukleat di atas merupakan polimer linier, tidak bercabang dan tersusun dari
unit- unit struktural yang disebut nukleotida. Karena itu asam nukleat di sebut juga sebagai
polimer nukleotida (Polinukleotida). Nukleutida adalah molekul yang tersusun dari gugus
basa herosiklik, gula pentosa dan gugus fosfat. Asam Nukleat terdapat dalam semua sel dan
mempunyai peranan yang sangat penting dalam biosintesis protein. Senyawa gabungan antara
asam nukleat dengan protein ini disebut nukleoprotein. Molekul asam nukleat merupakan
suatu polimer seperti protein, tetapi yang menjadi monomer bukan asam amino, melainkan
nukleotida.
Setiap nukleotida yang menjadi penyusun asam nukleat terdiri dari tiga komponen, yaitu
sebuah basa nitrogen heterosiklik yang berupa purin dan pirimidin, sebuah gula pentosa, dan
sebuah gugus fosfat. Kedua jenis asam nukleat yang tersebut diatas, yaitu DNA dan RNA
dibedakan oleh jenis gula, jenis basa nitrogen dan bentuk molekulnya. Pada DNA, gula
pentosa yang menjadi penyusunnya adalah deoksiribosa yaitu gula ribosa yang kehilangan
atom oksigen pada atom C nomor 2. Sedangkan pada RNA, gula pentosa yang menjadi
penyusunnya adalah gula Ribosa. Selain itu, basa nitrogen yang menjadi penyusun kedua
jenis asam nukleat tersebut juga berbeda. Pada DNA, basa nitrogen penyusunnya terdiri dari
adenin, sitosin, guanin dan timin. Sementara pada RNA, basa nitrogen timin di gantikan
oleh urasil sehingga menjadi adenin, sitosin, guanin dan urasil. Perbedaan DNA dan RNA
juga ada pada bentuk milekulnya. DNA merupakan molekul double helix (untai ganda)
sendangkan RNA merupakan untai tunggal (single stranded).
Asam nukleat merupakan makromolekul yang tersusun dari polimer nukleotida. Asam
nukleat memiliki fungsi utama dalam tubuh yaitu antara lain sebagai materi genetik dan juga
koenzim.
Asam nukleat yang berperan sebagai materi genetik adalah DNA dan RNA. Sedangkan yang
berperan sebagai koenzim antara lain adalah adalah ATP atau Adenosine Triphospate, NAD
atau Nicotinamide-adenine Dinucleotide, dan lain-lain. Nukleotida sebagai monomer dari
asam nukleat tersusun dari basa nitrogen, sebuah gula pentosa, dan gugus fosfat.
DNA atau Deoxyribonucleic Acid adalah asam nukleat yang berperan sebagi materi genetik
dalam tubuh organisme. DNA berbentuk rantai ganda heliks dan tersusun dari satu gula
deoksiribosa, satu gugus fosfat dan basa nitrogen Adenin, Guanin, Timin, dan Sitosin.
RNA atau Ribonucleic Acid adalah asam nukleat yang juga berperan sebagai materi genetik
yang ditranskirpsikan dari DNA. RNA berbentuk rantai tunggal dan tersusun dari satu gula
ribosa, satu gugus fosfat dan basa nitrogen Adenin, Guanin, Urasil dan Sitosin.
ATP atau Adenosin Triphospate adalah asam nukleat yang berperan sebagai koenzim.
Koenzim akan bekerjasama dengan enzim untuk melakukan sebuah fungsi. ATP tersusun dari
tiga gugus fosfat, satu gula pentosa, dan satu basa nitrogen adenin. ATP dapat terhidrolisis
menjadi ADP atau Adenosin Diphospate melalui hidrolisis.
Sedangkan koenzim lainnya adalah NAD atau disebut Nicotinamide-adenine Dinucleotide
yang terdiri dari dua nukleotida yang dihubungkan dengan dua gugus fosfat dan mengandung
basa nitrogen adenin dan yang lain adalah nikotinamida. NAD dapat berubah menjadi
NADH. Jika NAD berfungsi sebagai oksidator, maka NADH berfungsi sebagai reduktor
Fungsi Asam Nukleat
Asam Nukleat
Asam nukleat adalah senyawa-senyawa polimer yang menyimpan semua informasi genetika,
yaitu seperangkat “ cetak biru “ tentang karakteristik actual dan potensial yang diterima oleh
suatu organisme dari generasi sebelumnya, untuk kemudian diwariskan ke generasi
berikutnya.
Asam nukleat ada dua macam :
Asam Deoksiribonukleat (DNA)
Asam Ribonukleat (RNA)
DNA merupakan molekul raksasa yang tardapat didalam nukleus ( inti sel ), dengan massa
molekul relatif (Mr) berkisar dari 6 juta sampai 16 juta. Setiap bagian fungsional DNA
dikenal sebagai gen. Ribuan gen dari suatu organisme mengandung sandi genetic untuk
urutan protein. Artinya, ia mengandung suatu informasi untuk sederetan rantai asam amino
protein. Setiap asam amino dituliskan didalam urutan DNA yang sesuai dengan bantuan
kodon yang terdiri atas tiga pasangan basa yang berurutan. Sebagai contoh adalah kodon
untuk asam amino Fenilalanin (Phe) yaitu TTC. Molekul DNA terdiri dari dua rantai polimer
yang melengkung heliks ganda. Heliks ganda tersebut dikukuhkan oleh ikatan hydrogen
antara lain timin dari rantai yang satu dengan adenine dari rantai yang lain. Dan antara sitosin
dari rantai yang satu dengan guanin dari rantai lainnya.
Untuk ekspresi suatu gen, artinya sintasis dari protein-protein yang sesuai, informasi urutan
DNA perlu diubah menjadi suatu urutan protein. Karena DNA sendiri tadak ikut ambil begian
pada sintesis protein. Maka informasi perlu dipindahkan dari inti sel sempai ketempat dimana
protein disintesis yaitu di ribosom. Untuk itu pertama melalui proses penyalinan
( transkripsi ).
RNA merupakan polimer yang mempunyai massa molekul lebih kecil yaitu dari 20 ribu
sampai 40 ribu. Bagian yang relevandari gen, disalin menjadi suatu RNA caraka (messenger
RNA, mRNA). Urutan mRNA yang berbentuk sejodoh dengan rantai DNA yang
mengandung sandi gen yang sesuai. Karena RNA mengandung urasil sebagai pengganti ti-
min, maka dari triplet DNA AAG misalnya akan terbentuk kodon mRNA UUC.
Baik DNA maupun RNA merupakan polimer atas unit-unit nukleotida. Suatu unit nukleutida
terdiri atas tiga bagian: gula pentosa, basa organic ( senyawa heterosiklik yang mengandung
nitrogen ), dan asam fosfat. Pentosa yang dikandung RNA adalah ribosa, sedangkan pentosa
pada DNA adalah deoksiribosa, yang kekurangan suatu satu atim oksigen dari ribose. DNA
dan RNA dapat dibedakan dari jenis gulanya.
A. BASA.
Basa asam nukleat adalah suatu heterosiklik aromatik yang berasal dari pirimidin atau purin.
Lima dari basa-basa ini bersama-sama merupakan komponen utama dari asam nekleat dari
selarah jaringan hidup. Basa purin adenine ( Ade ) dan guanin (Gua) seperti juga basa
pirimidin sitosin (Cyt) di jumpai dalam RNA dan DNA. Sebaliknya urasil (Ura) hanya
terdapat dalam RNA. Dalam DNA, urasil digantikan oleh timin (Thy), yaitu derivate 5-metil
dari urasil. Sejumlah besar dari basa-basa lainnya yang dimodifikasi dijumpai pada tRNA dan
pada jenis RNA lainnya.
B. NUKLEOSIDA, NUKLEOTIDA.
Monomer asam nukleat disebut nukleotida. Bila suatu basa dari asam nukleat dihubungkan
dengan ribosa atau 2-deoksiribosa maka akan diperoleh suatu nukleosida. Nukleosida adalah
nukeotida tampa gugus fosfat.
Adapun basa organic yang terdapat pada RNA ada empat macam yaitu:
Adenin (6-Aminopurin) atau A,
Guanin (6-oksi-2-aminopurin) atau G
Sitosin (2-oksi-6-aminopurin) atau C
Urasil (2,6-dioksipirimidin) atau U
Pada DNA tidak mengandung urasil, melainkan digantikan dengan timin (2,6-duoksi-5-
metilpirimidin). Didalam sel, gugus 5’-OH dari komponen gula pada nukleosida pada
umumnya teresterisasi dengan asam fosfat. Dari adenosin akan terbentuk adenosain 5’-OH
monofosfat (AMP) dan dari dA yang sesuai dengannya dalam dAMP
Kalau rantai 5’-fosfat dihubungkan dengan rantai fosfat lainnya melalui ikatan asam
anhidrida, maka diperoleh nukleosida difosfat dan trifosfat, misalnya ADP dan ATP. Kedua
nuklesida ini merupakan koenzim penting pada metabolisme energi.
C. Oligonukleotida, Polinukleotida.
Rantai fosfat satu dengan yang lainnya dapat membentuk anhidrida asam. Hal ini
memungkinkan adanya hubungan antara nukleotida satu dengan yang lainnya melalui rantai
fosfat. Bila antai fosfat dari suatu nukleotida bereaksi dengan gugus 3’-OH dari nukleotida
lainnya, maka terbentuk suatu dinukleotida dengan struktur asamfosfat dister. Selanjutnya
melalui hubungan dengan ikatan asam fosfat diester lainnya, dinukleotida ini dapat
diperpanjang dengan satu tambahan mononukleotida. Dengan cara ini terbentuk
oligonukleotida dan akhirnya polinukleotida.
Polinukleotida dengan komponen ribonukleotida disebut asam ribonukleat (RNA), dan yang
terbentuk dari monomer deoksiribonukleat disebut asam deoksiribonukleat (DNA). Untuk
menggambarkan struktur dari oligonukleat dan polinukleat digunakan singkatan-singkatan
dari komponen nukleosida yang dituliskan dari kiri ke kanan dengan arah 5’- 3’. Kadang-
kadang posisi rantai fosfat ditunjukan dengan “p”. dengan demikin struktur dari RNA.
Pada nukleosida dan nukleotida, rantai pentosa terdapat dalam bentuk furanosa. Gula dan
basa dihubungkan melalui suatu ikatan N-glikosidik antara C-1 gula dan N-9 cincin purin
atau N-1 pirimidin. Ikatan ini selalu mempunyai konfigurasi. Jika basa organik berkaitan
dengan pentosa, terbentuklah suatu nukleosida, dan jika nukleosida berkaitan dengan dengan
asam fosfat, terbentuklah suatu nukleotida.
Nukleosida pada RNA
Adenin + Ribosa = Adenosin
Guanin + Ribosa = Guanosin
Sitosin + Ribosa = Sitodin
Urasil + Ribosa = Uridin
Nukleosida pada DNA
Adenin + Deoksiribosa = Deoksiadenosin
Guanin + Deoksiribosa = Deoksiguanosin
Sitosin + Deoksiribosa = Deoksisitidin
Timin + Deoksiribosa = Deoksitirimidin
Persis seperti asam-asam amino yang berkondensasi untuk membentuk polimer protein maka
nukleotida-nukleotida juga berkondensasi untuk membentuk polimer asam nukleat (DNA dan
RNA). Gugus fosfat dari suatu nukleotida berkaitan dangan bagian pentosa dari nukleotida
tetangganya sehingga terbentuklah rantai asam nukleat yang sangat panjang.
Meskipun basa organik pada DNA dan RNA cuma empat macam, jumlah dan urutan basa-
basa itu sangat bervariasi sehingga banyaknya! Bayangkan, untuk suatu rantai yang tersusun
dari nukleotida, secara teoritis dapat terjadi 4x10E 87 jenis asam nukleat (DNA dan RNA)
yang berbeda.
Fungsi asam nukleat.
DNA menyimpan informasi (kode) tentang jenis protein yang harus dibentukoleh suatu sel.
Informasi genetic adalah relasi antara urut-urutan basa nitrogen dalam DNA menentukan
urut-urutan asam amino dalam protein.struktur kode genetic itu disebut kodon. Kodon adalah
rangkaian tiga nukleotida dalam urutan yang khas. Setiap kodon menentukan satu asam
amino yang akan digunakan untuk sintesis protein.sel yang baru mempunyaiinformasi genetic
yang identik dengan sel asal. Kadang suatu kekeliruan terjadi pada pembentukan kromosom
baru.yang mengakibatkan perubahan sifat genetic. Hal seperti ini sering disebut mutasi.
tian sel, jaringan, organ, sistem organ, dan organisme
Sel adalah satuan terkecil yang menyusun tubuh makhluk hidup. Sel pertama kali ditemukan oleh Robert Hooke pada tahun 1665. ukuran sel sangat kecil sehingga untuk melihatnya harus digunakan mikroskop. Sel penyusun makhluk hidup dibedakan menjadi sel uniseluler dan sel multiseluler. Sel mempunyai tiga bagian utama, yaitu selaput plasma, sitoplasma, dan nukleus.
Perbedaan antara sel hewan dan sel tumbuhanSel hewan- tidak mempunyai dinding sel tetapi hanya memiliki membran sel- tidak berplastida- vakuola kecil atau tidak bervakuola- memiliki sentrosom.
Sel tumbuhan- selain memiliki membran sel, juga memiliki dinding sel- mempunyai plastida- vakuola besar- tidak memiliki sentrosom.
Sekelompok sel yang bersatu serta mempunyai bentuk dan fungsi yang sama disebut jaringan. Jaringan dipelajari secara mendalam dalam cabang biologi yang disebut histologi.
Kumpulan beberapa jaringan yang bekerja sama untuk melakukan tugas tertentu disebut organ atau alat tubuh. Beberapa organ penting pada hewan dan manusia adalah:- jantung- lambung- paru-paru- ginjal- hati- mata- hidung- telinga.
Organ-organ penting pada tumbuhan adalah:- daun- batang- akar- bunga.
Beberapa organ yang bekerja sama dalam melakukan fungsi tertentu pada tubuh makhluk hidup disebut sistem organ.
Beberapa sistem organ pada hewan dan manusia:1. kulit2. rangka3. otot4. pencernaan5. transportasi
6. respirasi7. ekskresi8. saraf9. hormon.
Organisme adalah kumpulan beberapa sistem organ yang saling berhubungan dan bekerja sama dan akan membentuk suatu organisme atau makhluk hidup yaitu hewan (manusia) dan tumbuhan.
Teori tentang Sel
Sebagian ilmuwan pada abad ke-18 serta awal abad ke-19 sudah berspekulasi atau mengamati
bahwa tumbuhan serta hewan tersusun atas sel, tetapi hal tersebut tetap diperdebatkan pada
waktu itu. Pada th. 1838, pakar botani jerman matthias jakob schleiden menyebutkan bahwa
seluruh tumbuhan terdiri atas sel serta bahwa seluruh segi manfaat tubuh tumbuhan pada
prinsipnya adalah manifestasi kegiatan sel. Ia juga menyebutkan pentingnya nukleus ( yg
ditemukan robert brown pada th. 1831 ) didalam manfaat serta pembentukan sel, tetapi ia
salah mengira bahwa sel terbentuk dari nukleus. Pada th. 1839, theodor schwann, yg sesudah
berdiskusi dng schleiden mengerti bahwa ia dulu mengamati nukleus sel hewan sebagaimana
schleiden mengamatinya pada tumbuhan, menyebutkan bahwa seluruh sisi tubuh hewan juga
tersusun atas sel. Menurut dia, prinsip universal pembentukan beragam sisi tubuh seluruh
organisme yaitu pembentukan sel.
Yang lantas memerinci teori sel sebagaimana yg dikenal didalam wujud moderen adalah
rudolf virchow, seorang ilmuwan jerman yang lain. Pada awalnya ia sama pendapat dng
schleiden tentang pembentukan sel. Tetapi, pengamatan mikroskopis atas beragam sistem
patologis membuatnya menyimpulkan hal yg sama juga dengan yg sudah diartikan oleh
robert remak dari pengamatannya pada sel darah merah serta embrio, yakni bahwa sel datang
dari sel lain melewati pemisahan sel. Pada th. 1855, virchow menerbitkan makalahnya yg
berisi motonya yg populer, omnis cellula e cellula ( seluruh sel datang dari sel ).
Perkembangan BIologi Sel
Pada th. 1875 serta 1895, berlangsung beragam penemuan tentang fenomena seluler basic,
layaknya mitosis, meiosis, serta fertilisasi, dan beragam organel mutlak, layaknya
mitokondria, kloroplas, serta badan golgi. Lahirlah bidang yg pelajari sel, yg waktu itu
dimaksud sitologi.
Perubahan tehnik baru, terlebih fraksinasi sel serta mikroskopi elektron, sangat mungkin
sitologi serta biokimia melahirkan bidang baru yg dimaksud biologi sel. Pada th. 1960,
perhimpunan ilmiah american society for cell biology didirikan di new york, amerika serikat,
serta tak lama setelahnya, jurnal ilmiah yang bernama Journal Of Biochemical and
Biophysical Cytology bertukar nama jadi Journal Of Cell Biology. Pada akhir dekade 1960-
an, biologi sel sudah jadi satu disiplin pengetahuan yg mapan, dng perhimpunan serta
publikasi ilmiahnya sendiri dan mempunyai misi mengungkap mekanisme manfaat organel
sel.
Struktur Sel
Seluruh sel dibatasi oleh satu membran yg dimaksud membran plasma, sesaat tempat didalam
sel dimaksud sitoplasma. Tiap-tiap sel, pada step spesifik didalam hidupnya, memiliki
kandungan dna sebagai materi yang bisa diwariskan serta mengarahkan kegiatan sel tersebut.
Disamping itu, seluruh sel mempunyai susunan yg dimaksud ribosom yg berperan didalam
pembuatan protein yg dapat dipakai sebagai katalis pada beragam reaksi kimia didalam sel
tersebut.
Tiap-tiap organisme tersusun atas di antara dari dua type sel yg dengan cara susunan tidak
sama : sel prokariotik atau sel eukariotik. Ke-2 type sel ini dibedakan menurut posisi dna
didalam sel ; beberapa besar dna pada eukariota terselubung membran organel yg dimaksud
nukleus atau inti sel, namun prokariota tak mempunyai nukleus. Cuma bakteri serta arkea yg
mempunyai sel prokariotik, sesaat protista, tumbuhan, jamur, serta hewan mempunyai sel
eukariotik.
Fungsi sel
Sebagai unsur terpenting yang ada di dalam tubuh, Sel memiliki fungsi yang sangat penting
dalam kelangsungan hidup bagi makhluk hidup. Dan disini kita akan membahas Fungsi sel,
antara lain sebagai berikut :
Metabolisme
Total reaksi kimia yg bikin makhluk hidup dapat beraktivitasnya dimaksud metabolisme,
serta beberapa besar reaksi kimia tersebut berlangsung didalam sel. Metabolisme yg
berlangsung didalam sel bisa berbentuk reaksi katabolik, yakni perombakan senyawa kimia
utk membuahkan daya ataupun utk jadikan bahan pembentukan senyawa lain, serta reaksi
anabolik, yakni reaksi penyusunan komponen sel. Di antara sistem katabolik yg merombak
molekul makanan utk membuahkan daya didalam sel adalah respirasi seluler, yg beberapa
besar berjalan didalam mitokondria eukariota atau sitosol prokariota serta membuahkan atp.
Sesaat itu, perumpamaan sistem anabolik adalah sintesis protein yg berjalan pada ribosom
serta memerlukan atp.
Komunikasi Sel
Kekuatan sel utk berkomunikasi, yakni terima serta kirim tanda dari serta pada sel lain,
memastikan hubungan antarorganisme uniseluler dan mengatur manfaat serta perubahan
tubuh organisme multiseluler. Contohnya, bakteri berkomunikasi satu sama lain didalam
sistem quorum sensing ( pengindraan kuorum ) utk memastikan apakah jumlah mereka telah
cukup sebelum saat membentuk biofilm, sesaat beberapa sel didalam embrio hewan
berkomunikasi utk koordinasi sistem diferensiasi jadi beragam type sel.
Komunikasi sel terdiri dari sistem transfer tanda antarsel didalam wujud molekul ( contohnya
hormon ) atau kegiatan listrik, serta transduksi tanda didalam sel tujuan ke molekul yg
membuahkan respons sel. Mekanisme transfer tanda bisa berlangsung dng kontak antarsel
( contohnya melewati sambungan pengomunikasi ), penyebaran molekul tanda ke sel yg
berdekatan, penyebaran molekul tanda ke sel yg jauh melewati saluran ( contohnya pembuluh
darah ), atau perambatan tanda listrik ke sel yg jauh ( contohnya pada jaringan otot polos ).
Setelah itu, molekul tanda menembus membran dengan cara segera, melalui melewati kanal
protein, atau menempel pada reseptor berbentuk protein transmembran pada permukaan sel
tujuan serta menyebabkan transduksi tanda didalam sel. Transduksi tanda ini bisa melibatkan
sebanyak zat yg dimaksud pembawa pesan ke-2 ( second messenger ) yg konsentrasinya
meningkat sesudah pelekatan molekul tanda pada reseptor serta yg kedepannya meregulasi
kegiatan protein lain didalam sel. Disamping itu, transduksi tanda juga bisa dikerjakan oleh
sebanyak type protein yg selanjutnya bisa merubah metabolisme, manfaat, atau perubahan sel
Siklus Sel
Tiap-tiap sel datang dari pemisahan sel pada mulanya, serta tahap-tahap kehidupan sel pada
pemisahan sel ke pemisahan sel selanjutnya dikatakan sebagai siklus sel. 65 pada umumnya
sel, siklus ini terdiri dari empat sistem terkoordinasi, yakni perkembangan sel, replikasi dna,
pembelahan dna yg telah digandakan ke dua calon sel anakan, dan pemisahan sel. 66 pada
bakteri, sistem pembelahan dna ke calon sel anakan bisa berlangsung berbarengan dng
replikasi dna, serta siklus sel yg berurutan bisa bertumpang tindih. Hal ini tak berlangsung
pada eukariota yg siklus selnya berlangsung didalam empat fase terpisah hingga laju
pemisahan sel bakteri bisa lebih cepat dari pada laju pemisahan sel eukariota. 67 pada
eukariota, step perkembangan sel biasanya berlangsung 2 x, yakni sebelum saat replikasi dna
( dimaksud fase g1, gap 1 ) serta sebelum saat pemisahan sel ( fase g2 ). Siklus sel bakteri tak
harus mempunyai fase g1, tetapi mempunyai fase g2 yg dimaksud periode d. Step replikasi
dna pada eukariota dimaksud fase s ( sintesis ), atau pada bakteri ekuivalen dng periode c.
Setelah itu, eukariota mempunyai step pemisahan nukleus yg dimaksud fase m ( mitosis ).
Peralihan antartahap siklus sel dikendalikan oleh satu perlengkapan pengaturan yg bukan
sekedar mengoordinasi beragam perihal didalam siklus sel, namun juga menghubungkan
siklus sel dng tanda ekstrasel yg mengendalikan perbanyakan sel. Contohnya, sel hewan pada
fase g1 bisa berhenti serta tak berpindah ke fase s apabila tak ada factor perkembangan
spesifik, tetapi memasuki situasi yg dimaksud fase g0 serta tak alami perkembangan ataupun
perbanyakan. Perumpamaannya yaitu sel fibroblas yg cuma membelah diri utk melakukan
perbaikan rusaknya tubuh disebabkan luka. Bila pengaturan siklus sel terganggu, contohnya
dikarenakan mutasi, risiko pembentukan tumor—yaitu perbanyakan sel yg tak normal—
meningkat serta bisa punya pengaruh pada pembentukan kanker.
Diferensiasi Sel
Diferensiasi sel menciptakan keberagaman type sel yg nampak sepanjang perubahan satu
organisme multiseluler dari sesuatu sel telur yg telah dibuahi. Contohnya, mamalia yg datang
dari sesuatu sel berkembang jadi satu organisme dng beberapa ratus type sel tidak sama
layaknya otot, saraf, serta kulit. 69 beberapa sel didalam embrio yg tengah berkembang
lakukan pensinyalan sel yg merubah ekspresi gen sel serta mengakibatkan diferensiasi
tersebut.
Kematian Sel Terprogram
Sel didalam organisme multiseluler bisa alami satu kematian terprogram yg bermanfaat utk
pengendalian populasi sel dng langkah mengimbangi perbanyakan sel, contohnya utk
menghindar timbulnya tumor. Kematian sel juga bermanfaat utk menyingkirkan sisi tubuh yg
tak dibutuhkan. Perumpamaannya, pada waktu pembentukan embrio, jari-jari pada tangan
atau kaki manusia pada awalnya saling menyatu, tetapi lantas terbentuk berkat kematian
beberapa sel antarjari. Karena, saat serta area berlangsungnya kematian sel, sama layaknya
perkembangan serta pemisahan sel, adalah sistem yg amat teratasi. Kematian sel sejenis itu
berlangsung didalam sistem yg dimaksud apoptosis yg diawali saat satu factor mutlak hilang
dari lingkungan sel atau saat satu tanda internal diaktifkan. Tanda-tanda awal apoptosis
adalah pemadatan nukleus serta fragmentasi dna yg diikuti oleh penyusutan sel.
MAKROMOLEKUL
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
NitrogenRNA DNA
Adenin (A)
Guanin (G)
Timin (T)
Adenosin 5’-monofosfat
(AMP)
Guanosin 5’-monofosfat
(GMP)
-------------------
Sitidin 5’-monofosfat
(CMP)
Deoksi Adenosin 5’-monofosfat
(dAMP)
Deoksi Guanosin 5’-monofosfat
(dGMP)
Deoksi Timidin 5’-monofosfat
(dTMP)
Deoksi Sitidin 5’-monofosfat
Sitosin (C)
Urasil (U)
Uridin 5’-monofosfat
(UMP)
(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