Bahan Kimia Sel

Dalam sel terdapat protoplasma, dgn organel-organel sel di dalamnya.

Protoplasma ataupun organel sel tersebut tersusun dari senyawa-senyawa baik organic maupun anorganik

Senyawa penyusun protoplasma dalam sel memiliki komposisi ;

	Protoplas sel binatang (%)	Protoplas sel tumbuhan (%)
Air	60.0	75.0
Senyawa organic - Protein - Lipid - Sakarida	37.5 17.8 11.7 6.2	22.5 4.0 0.5 18
Senyawa anorganik	4.3	2.5

AIR

Dalam sel air terdapat dalam bentuk

1. Air Intramolekuler, air yg merupakan bab dari molekul2 protein
2. Air terikat, air yg terikat pd protoplasma, perlu energi tinggi utk membebaskannya
3. Air bebas, air yg terdapat pada vakuola

Air lebih banyak terdapat pd sel muda daripada sel tua, juga air lebih banyak terdapat pada hewan/tumbuhan air daripada darat

Air berperan penting sebagai :

1. Pelarut
2. Media dispersi system koloid pada protoplasma
3. Stabilitas suhu
4. Media transfer materi masakan dari dan keluar sel
5. Agensia reaksi enzimatis

Air bersifat polar, krn tersusun atas matom2 dn elektronegatifitas angat berbeda (H dan O), shg merupakan pelarut yg sangat baik

GARAM MINERAL

• Keberadaannya dalam sel dalam bentuk ion bebas atau terikat pada molekul lain, contohnya protein
• Dibedakan atas unsure makro (C, H, O, N, S, P, K, Ca) dan unsure mikro (Fe, Mo, Zn, Cu dan Co)
• Berperan penting dalam mengatur tekanan osmosis sel
• Dibedakan atas organisme autotrof (mengabsorbsi garam mineral secara eksklusif dari lingkungan) dan organisme heterotrof (mengabsorbsi garam mineral secara tidak eksklusif dalam bentuk persenyawaan organic

• Peranan aneka macam mineral :

-      Ca : koagulasi darah, kofaktor enzim

-      Mg : penyusun protein, kation seluler, kofaktor enzim

-      Na : penyusun cairan sel, pengatur tekanan osmosis sel

-      P : transfer energi (senyawa fosfat berenergi tinggi, ATP)

-      S : penyusun protein

-      Fe : penyusun haemoglobin, sitokrom

GAS

• Keberadaannya dalam plasma terdapat dalam bentuk larutan

Terdapat 4 macam gas dalam sel :

1. Oksigen, berperan dalam oksidasi masakan menghasilkan energi, produk sisa dari sintesis karbohidrat
2. karbondioksida, materi sintesis karbohidrat, produk sisa dari respirasi, sanggup berupa HCO₃
3. Nitrogen, penyusun asam amino/protein
4. Amonia, sisa metabolisme potein, merupakan racun & dikeluarkan sel (ureum, asam urat)

KARBOHIDRAT

• Mengandung C, H dan O dgn rasio 1C:2H:1O dan rumus molekulnya Cn(H₂O)n
• Karbo : karbon (C), hidrat : air, hidrat dari karbon dengan mengacu pd perbandingan 2H : 1O (air)
• Penting dalam proses fisiologis sel

Berdasarkan fungsinya :

1. Karbohidrat sederhana : sbg sumber energi
2. Karbohidrat rantai panjang : sebagai cadangan masakan (penyimpan materi bakar penghasil energi, simpanan energi)
3. Karbohidrat rantai panjang : sebagai komponen structural organel sel

Berdasarkan komposisinya, karbohidrat dibedakan :

1. Monosakarida

Sering dijumpai dalam proses metabolisme sel

Gugus hidroksil berikatan ke tiap atom C kecuali yg berikatan rangkap dgn O membentuk karbonil, shg bersifat polar.

Jk karbonil di ujung (aldehid), jk di daerah lain (keton)

Berdasarkan jumlah karbonnya dibedakan :

a.    Triosa (3 atom C), senyawa intermediet metabolisme (gliseraldehid dan dihidroksi aseton) gula paling sederhana,

b.    Tetrosa (4 atom C), metabolit pada oksidasi heksosa atau pentosa (ribose, deoksiribosa, komponen RNA dan DNA)

c.    Pentosa (5 atom C), senyawa penting pada sintesis DNA/RNA

d.    Heksosa (6 atom C0, senyawa hasil asimilasi. Glukosa berlimpah, diproduksi selama fotosintesis, ketika respirasi sel, dikonversi menghasilkan energi

2. Disakarida (bila dihidrolisis menghasilkan 2 monosakarida)

Mengandung 2 monosakarida dgn ikatan glikosidik (oksigen di tengah, berikatan dgn 2C, umumnya antara C1 dan C4)

·         Maltosa : glukosa + glukosa

·         Laktosa : glukosa + galaktosa

3. Oligosakarida (bila dihidrolisis menghasilkan 3 hingga 6 monosakarida)

·         karbohidrat rantai pendek

4. Polisakarida (bila dihidrolisis akan menghasilkan lebih dari 6 monosakarida)

Karbohidrat dgn keberadaan berlimpah di alam

Makromolekul yg merupakan pengulangan gula sederhana

·         Amilum : cadangan masakan pada sel tumbuhan, hidrolisis mjd glukosa

      Polimer  α-glukosa yg berikatan  α 1-4

      Terdapat btk amilosa (tdk bercabang) & amilopektin (cabang pd C1- C6)

·         Glikogen : cadangan masakan pada sel hewan

      Bercabang, lbh gampang larut daripada amilum pd tumbuhan

·         Selulosa : pelindung dinding sel tumbuhan, karbohidrat struktural

      Berlimpah di alam, tdk larut, polimer glukosa dgn ikatan β1,4 glikosidik

      Enzim hidrolisisnya beda, hanya mikrob (jg ada dalam alat pencernaan sapi & kambing) yg punya selulase shg dpt manfaatkan sbg sumber nutrisi

PROTEIN (C, H, O, N, biasanya S)

• Merupakan polimer dari asam amino yg punya gugus amino (-NH2) dan gugus karboksil (-COOH)
• Asam amino berikatan antara 1 dgn lainnya melalui ikatan karbon karboksil satu molekul ke nitrogen molekul lain dlm ikatan peptide
• Rantai polipeptida : gugus amino bebas di satu ujung dan karboksi bebas di ujung yang lain
• Asam amino dibedakan atas asam amino esensial (asam amino yg diharapkan badan tetapi tdk sanggup disintesis sendiri, disuplai dari makanan) dan asam amino non esensial (asam amino yg diharapkan badan & dpt disintesis sendiri)

Peranan protein di dalam sel ialah sebagai berikut :

1. Sebagai katalisator (enzim)
2. Memberi kekakuan structural
3. Permeabilitas membrane (protein transport)
4. Sumber nutrient dan penyimpan
5. Protein kontraktil atau motil (alat gerak)
6. Pertahanan sel (antibody)
7. Protein pengatur (hormone)

Berdasarkan komposisinya, protein dibedakan :

1.     Protein sederhana, bila dihidrolisis akan menghasilkan asam amino saja (globulin)

2.     Protein gabungan, bila dihidrolisis akan menghasilkan asam amino dan senyawa lain

Glikoprotein : protein + karbohidrat

Lipoprotein : protein + lipid

Nukleoprotein : protein + asam nukleat

Berdasarkan fungsinya, protein dibedakan :

1. Protein structural : berperan sebagai penunjang atau penyokong

(kolagen pd kulit, tulang rawan, keratin pd kuku, rambut dll)

2. Protein dinamis : terlibat eksklusif dalam metabolisme sel (enzim, hormone, pigmen darah)

LIPID (C, H, O)

• Senyawa heterogen yang disintesis dari gliserol yg berikatan dgn 1 hingga 3 asam lemak
• Gliserol : alcohol dgn 3 karbon yg mengandung 3 gugus hidroksi (OH)
• Asam lemak : hidrokarbon rantai panjang, tdk bercabang dgn gugus karboksil (- COOH) pd satu ujungnya.
• Tdk larut dalam air, krn mengandung C & H dg sedikit gugus fungsional yang mengandung oksigen (hidrofilik) shg lipid hidrofobik
• Asam lemak jenuh, mengandung H lbh banyak, berbentuk padat pd suhu kamar (lemak hewan)
• Asam lemak tak jenuh, punya 1/lbh ikatan C rangkap (tdk jenuh H), monounsaturated – polyunsaturated, berbentuk cair pd suhu kamar
• Monogliserid (gliserol berikatan dgn 1 asam Lemak), digliserid (gliserol berikatan dgn 2 asam lemak) dan trigliserid

Lipid memiliki 2 peranan utama :

1. Sebagai komponen structural utama pada membrane
2. Sebagai penyimpan materi bakar kaya energi

Lipid tolong-menolong protein (lipoprotein) merupakan unsure penting membrane sel

Lipid tidak larut dalam air tetapi larut pada pelarut non polar (eter, kloroform)

Lipid diklasifikasikan atas :

1. Lipid sederhana, persenyawaan asam lemak & gliserol dlm ikatan ester
2. Lipid alam, lipid yang terdapat pada sel hewan/tumbuhan (sbg cadangan masakan (sbg cadangan makanan)
3. Lipid campuran, ester asam lemak yang mengandung gugus perhiasan selain asam lemak dan gliserol)

Fosfolipid (asam lemak, alcohol, fosfat)

Glikolipid (karbohidrat + lipid)

Lipid adonan lain (lipoprotein dll)

H2C – OH                                                                              H2C – O – C – C₁₇H₃₅

 

 HC  - OH    + 3H – C- O – C – C₁₇H₃₅                        HC – O - C – C₁₇H₃₅

H2C – OH                                                                              H2C – O - C – C₁₇H₃₅

Gliserol                      Asam stearat                                     Tristearin

Fosfolipid (komponen membrane sel)

• Kelompok amfipatik lipid (satu ujung hidrofilik, ujung lain hidrofobik)
• terdiri dari gliserol yg berikatan dgn 2 asam lemak (hidrofobik) dan 1 fosfat (senyawa cholin, yg biasanya mengandung oksigen – hidrofilik)
• bentuk amfipatik --- konfigurasi lipid bilayer, bab kepala (hirofilik) berhadapan dgn air, dan ekor (hidrofobik) berada di tengah

NUKLEOTIDA DAN ASAM NUKLEAT (C, H, O, N, P)

Berperan sebagai :

1. Sebagai pembawa energi
2. Materi genetic, pembawa sifat

Terdiri atas DNA dan RNA

Asam nukleat merupakan polimer nukleotida (ikatan fosfodiester) yg terdiri dari :

1. Gula pentosa (ribose atau deoksiribosa)
2. Gugus fosfat (shg bersifat asam)
3. Basa nitrogen (purin & pirimidin)

Beberapa nukleotida penting dlm transfer energi dan fungsi seluler :

• ATP (adenosine, ribose, 3 fosfat) sbg sumber energi utama sel
• ATP dpt mentransfer gugus fosfat ke molekul lain, shg molekul tsb tdk stabil & lebih reaktif

Tingkatan Struktural Organisasi Molekuler Penyusun Sel

Sel

 

Organel

 

Susunan Supramolekuler

 

Makromolekul

 

Unit Pembangun

 

Atom