Fungsi dan Ciri Protein, karbohidrat, asam nukleat, dan lipid sebagai Biomolekul
Sintesis Makromolekul Biologis
Protein, karbohidrat, asam nukleat, dan lipid adalah empat kelas utama makromolekul biologis atau molekul besar yang diperlukan untuk kehidupan yang dibangun dari molekul organik yang lebih kecil.
1. Karbohidrat
Karbohidrat adalah sekelompok makromolekul yang merupakan sumber energi vital bagi sel dan memberikan dukungan struktural untuk menanam sel, jamur, dan semua artropoda yang mencakup lobster, kepiting, udang, serangga, dan laba-laba. Karbohidrat diklasifikasikan sebagai monosakarida, disakarida, dan polisakarida tergantung pada jumlah monomer dalam molekul. Monosakarida dihubungkan oleh ikatan glikosidik yang terbentuk sebagai hasil dari reaksi dehidrasi, membentuk disakarida dan polisakarida dengan menghilangkan molekul air untuk setiap ikatan yang terbentuk. Glukosa, galaktosa, dan fruktosa adalah monosakarida yang umum, sedangkan disakarida yang umum termasuk laktosa, maltosa, dan sukrosa. Pati dan glikogen, contoh polisakarida, masing-masing adalah bentuk penyimpanan glukosa pada tumbuhan dan hewan. Rantai polisakarida yang panjang dapat bercabang atau tidak bercabang. Selulosa adalah contoh dari polisakarida yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin, suatu konstituen pati, adalah molekul yang sangat bercabang. Penyimpanan glukosa, dalam bentuk polimer seperti pati glikogen, membuatnya sedikit kurang dapat diakses untuk metabolisme; Namun, ini mencegahnya bocor keluar dari sel atau menciptakan tekanan osmotik tinggi yang dapat menyebabkan pengambilan air yang berlebihan oleh sel.
2. Lipid
Lipid adalah kelas makromolekul yang bersifat nonpolar dan hidrofobik. Jenis utama termasuk lemak dan minyak, lilin, fosfolipid, dan steroid. Lemak adalah bentuk energi yang disimpan dan juga dikenal sebagai triasilgliserol atau trigliserida. Lemak terdiri dari asam lemak dan gliserol atau sphingosine. Asam lemak mungkin tidak jenuh atau jenuh, tergantung pada ada atau tidaknya ikatan rangkap dalam rantai hidrokarbon. Jika hanya ada ikatan tunggal, mereka dikenal sebagai asam lemak jenuh. Asam lemak tak jenuh mungkin memiliki satu atau lebih ikatan rangkap dalam rantai hidrokarbon. Fosfolipid membentuk matriks membran. Mereka memiliki gliserol atau tulang punggung sphingosine yang melekat dua rantai asam lemak dan kelompok yang mengandung fosfat. Steroid adalah kelas lain dari lipid. Struktur dasar mereka memiliki empat cincin karbon menyatu. Kolesterol adalah jenis steroid dan merupakan unsur penting dari membran plasma, di mana ia membantu menjaga sifat cairan membran. Ini juga merupakan prekursor hormon steroid seperti testosteron.
3. Protein
Protein adalah kelas makromolekul yang melakukan beragam fungsi untuk sel. Mereka membantu dalam metabolisme dengan memberikan dukungan struktural dan dengan bertindak sebagai enzim, pembawa, atau hormon. Blok pembangun protein (monomer) adalah asam amino. Setiap asam amino memiliki karbon sentral yang terhubung ke suatu gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan gugus R atau rantai samping. Ada 20 asam amino yang terjadi secara umum, masing-masing berbeda dalam kelompok R. Setiap asam amino dihubungkan dengan tetangganya oleh ikatan peptida. Rantai panjang asam amino dikenal sebagai polipeptida. Protein diatur pada empat tingkatan: primer, sekunder, tersier, dan (opsional) kuartener. Struktur utama adalah urutan unik asam amino. Lipatan polipeptida lokal untuk membentuk struktur seperti heliks α dan lembaran berlipat β merupakan struktur sekunder.Struktur tiga dimensi secara keseluruhan adalah struktur tersier. Ketika dua atau lebih polipeptida bergabung membentuk struktur protein lengkap, konfigurasi ini dikenal sebagai struktur kuaterner dari suatu protein. Bentuk dan fungsi protein saling terkait; setiap perubahan bentuk yang disebabkan oleh perubahan suhu atau pH dapat menyebabkan denaturasi protein dan hilangnya fungsi.
4. Asam Nukleat
Asam nukleat adalah molekul yang terbuat dari nukleotida yang mengarahkan aktivitas seluler seperti pembelahan sel dan sintesis protein. Setiap nukleotida terdiri dari gula pentosa, basa nitrogen, dan gugus fosfat. Ada dua jenis asam nukleat: DNA dan RNA. DNA membawa cetak biru genetik sel dan diteruskan dari orang tua ke anak (dalam bentuk kromosom). Ini memiliki struktur heliks ganda dengan dua untai yang berjalan di arah yang berlawanan, dihubungkan oleh ikatan hidrogen, dan saling melengkapi. RNA adalah untai tunggal dan terbuat dari gula pentosa (ribosa), basa nitrogen, dan gugus fosfat. RNA terlibat dalam sintesis protein dan pengaturannya. Messenger RNA (mRNA) disalin dari DNA, diekspor dari inti ke sitoplasma, dan berisi informasi untuk pembangunan protein. Ribosomal RNA (rRNA) adalah bagian dari ribosom di tempat sintesis protein, sedangkan transfer RNA (tRNA) membawa asam amino ke tempat sintesis protein. microRNA mengatur penggunaan mRNA untuk sintesis protein.
Protein, karbohidrat, asam nukleat, dan lipid adalah empat kelas utama makromolekul biologis atau molekul besar yang diperlukan untuk kehidupan yang dibangun dari molekul organik yang lebih kecil.
1. Karbohidrat
Karbohidrat adalah sekelompok makromolekul yang merupakan sumber energi vital bagi sel dan memberikan dukungan struktural untuk menanam sel, jamur, dan semua artropoda yang mencakup lobster, kepiting, udang, serangga, dan laba-laba. Karbohidrat diklasifikasikan sebagai monosakarida, disakarida, dan polisakarida tergantung pada jumlah monomer dalam molekul. Monosakarida dihubungkan oleh ikatan glikosidik yang terbentuk sebagai hasil dari reaksi dehidrasi, membentuk disakarida dan polisakarida dengan menghilangkan molekul air untuk setiap ikatan yang terbentuk. Glukosa, galaktosa, dan fruktosa adalah monosakarida yang umum, sedangkan disakarida yang umum termasuk laktosa, maltosa, dan sukrosa. Pati dan glikogen, contoh polisakarida, masing-masing adalah bentuk penyimpanan glukosa pada tumbuhan dan hewan. Rantai polisakarida yang panjang dapat bercabang atau tidak bercabang. Selulosa adalah contoh dari polisakarida yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin, suatu konstituen pati, adalah molekul yang sangat bercabang. Penyimpanan glukosa, dalam bentuk polimer seperti pati glikogen, membuatnya sedikit kurang dapat diakses untuk metabolisme; Namun, ini mencegahnya bocor keluar dari sel atau menciptakan tekanan osmotik tinggi yang dapat menyebabkan pengambilan air yang berlebihan oleh sel.
2. Lipid
Lipid adalah kelas makromolekul yang bersifat nonpolar dan hidrofobik. Jenis utama termasuk lemak dan minyak, lilin, fosfolipid, dan steroid. Lemak adalah bentuk energi yang disimpan dan juga dikenal sebagai triasilgliserol atau trigliserida. Lemak terdiri dari asam lemak dan gliserol atau sphingosine. Asam lemak mungkin tidak jenuh atau jenuh, tergantung pada ada atau tidaknya ikatan rangkap dalam rantai hidrokarbon. Jika hanya ada ikatan tunggal, mereka dikenal sebagai asam lemak jenuh. Asam lemak tak jenuh mungkin memiliki satu atau lebih ikatan rangkap dalam rantai hidrokarbon. Fosfolipid membentuk matriks membran. Mereka memiliki gliserol atau tulang punggung sphingosine yang melekat dua rantai asam lemak dan kelompok yang mengandung fosfat. Steroid adalah kelas lain dari lipid. Struktur dasar mereka memiliki empat cincin karbon menyatu. Kolesterol adalah jenis steroid dan merupakan unsur penting dari membran plasma, di mana ia membantu menjaga sifat cairan membran. Ini juga merupakan prekursor hormon steroid seperti testosteron.
3. Protein
Protein adalah kelas makromolekul yang melakukan beragam fungsi untuk sel. Mereka membantu dalam metabolisme dengan memberikan dukungan struktural dan dengan bertindak sebagai enzim, pembawa, atau hormon. Blok pembangun protein (monomer) adalah asam amino. Setiap asam amino memiliki karbon sentral yang terhubung ke suatu gugus amino, gugus karboksil, atom hidrogen, dan gugus R atau rantai samping. Ada 20 asam amino yang terjadi secara umum, masing-masing berbeda dalam kelompok R. Setiap asam amino dihubungkan dengan tetangganya oleh ikatan peptida. Rantai panjang asam amino dikenal sebagai polipeptida. Protein diatur pada empat tingkatan: primer, sekunder, tersier, dan (opsional) kuartener. Struktur utama adalah urutan unik asam amino. Lipatan polipeptida lokal untuk membentuk struktur seperti heliks α dan lembaran berlipat β merupakan struktur sekunder.Struktur tiga dimensi secara keseluruhan adalah struktur tersier. Ketika dua atau lebih polipeptida bergabung membentuk struktur protein lengkap, konfigurasi ini dikenal sebagai struktur kuaterner dari suatu protein. Bentuk dan fungsi protein saling terkait; setiap perubahan bentuk yang disebabkan oleh perubahan suhu atau pH dapat menyebabkan denaturasi protein dan hilangnya fungsi.
4. Asam Nukleat
Asam nukleat adalah molekul yang terbuat dari nukleotida yang mengarahkan aktivitas seluler seperti pembelahan sel dan sintesis protein. Setiap nukleotida terdiri dari gula pentosa, basa nitrogen, dan gugus fosfat. Ada dua jenis asam nukleat: DNA dan RNA. DNA membawa cetak biru genetik sel dan diteruskan dari orang tua ke anak (dalam bentuk kromosom). Ini memiliki struktur heliks ganda dengan dua untai yang berjalan di arah yang berlawanan, dihubungkan oleh ikatan hidrogen, dan saling melengkapi. RNA adalah untai tunggal dan terbuat dari gula pentosa (ribosa), basa nitrogen, dan gugus fosfat. RNA terlibat dalam sintesis protein dan pengaturannya. Messenger RNA (mRNA) disalin dari DNA, diekspor dari inti ke sitoplasma, dan berisi informasi untuk pembangunan protein. Ribosomal RNA (rRNA) adalah bagian dari ribosom di tempat sintesis protein, sedangkan transfer RNA (tRNA) membawa asam amino ke tempat sintesis protein. microRNA mengatur penggunaan mRNA untuk sintesis protein.
