KOMPONEN PENYUSUN MEMBRAN SEL
Membran sel meupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.
Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponenkomponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen komponen penyusun membran sel antara lain adalah fosfolipid, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol. Komponen muchus membran sel membran semipermanen di lapisan membrane.
FOSFOLIPID Fosfolipid merupakan golongan senyawa lipid dan merupakan bagian dari membran sel makhluk , bersama dengan protein, glikolipid, dan kolesterol. Kolesterol Fosfolipid terdiri atas empat koponen :
Asam lemak Gugus fosfat Alkohol yang mengandung nitrogen Suatu kerangka
Fosfolipid memiliki kerangka gliserol dan 2 gugus asil. Pada posisi ketiga dari kerangka gliserol di tempati oleh oleh gugus fosfat yang yang terikat pada amino alkohol.
Molekul foslolipid dapat dipandang terdiri dari dua bagian, yaitu kepala dan ekor. Bagian kepala memiliki muatan positif dan negative serta bagian ekor bersifat tanpa muatan. Bagian kepala karena bermuatan hidrofilik atau larut dalam air. Sedangkan bagian ekor bersifat hidrofobik atau tidak larut dalam air. Fosfolipid digolongkan sebagai lipid amfipatik.
Kelompok molekul polar, di perlihatkan dengan warna merah. U dindikasi mengandung bagian molekul hidrofobik, di perlihatkan dengan warna biru.
Fungsi dari fosfolipid antara lain sebagai bahan penyusun membran sel. Beberapa fungsi biologik lainnya antara lain adalah sebagai surfaktan paru-paru yang mencegah perlekatan dinding alveoli paru-paru sewaktu ekspirasi.
Plasmalogen adalah suatu lipid yang mirip dengan fosfolipid banyak didapati sebagai komponen penyusun membran sel saraf dan otot. Gugus asil pertama plasmalogen terikat pada kerangka gliserolnya oleh ikatan eter, bukan ikatan ester seperti fosfolipid.
PROTEIN Protein (akar kata protos dari bahasa yunani yang berarti “yang paling utama” adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomermonomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanisme, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jons Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi transiasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih “mentah”, hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.
Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan peptida (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari berbagai ramgkain asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut :
Alpha helix ( α-helix, “puntiran-alfa”), berupa pilihan rantai asam-asam amino berbentuk seperti spiral Beta-sheet (β-sheet, “lempeng-beta”), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H) Beta-tum, (β-tum, “lekukan-beta” Gamma-tum, (γ-tum, “lekukan-gamma”)
Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. Contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.
Struktur primer protein bisa ditetunkan dengan beberapa metode, (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCI) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan
instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.
Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan speltroskopi cicular dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bias dikalkulasi dari spectrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spectrum infra merah. Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain dengan struktur kuertener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.
Struktur tersier protein. Protein ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-hollx yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data Protein (nomor 1EDH)
Keuntungan Protein Sumber energy Pembentukan dan perbaikan sel dan jaringan Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
OLIGOSAKARIDA : Oligosakarida adalah karbohidrat berbobot molekul rendah, terdiri dari tiga sampai 10 gugus gula seerhana (monosakarida). Awalnya senyawa ini digolongkan sebagai antinutrisi karena dapat menyebabkan timbulnya gas dalam perut (flatulensi). Contohnya adalah rafinosa, stakhiosa, dan verbaskosa yang terdapat dalam bahan pangan nabati seperti kacang-kacangan (misalnya kedelai) dan beberapa jenis umbi-umbian (misalnya ubi jalar). Itu sebabnya mengapa pengolahan bahan-bahan pangan tersebut selalu mengupaayakan penurunan kadar oligosakarida atau dihilangkan sama sekali.
Akan tetapi penelitian muthakir menunjukan oligosakarida berguna karena dapat mencegah tumbuhnya bakteri yang merugikan dalam usus. Karena itu mungkin pandangan terdahulu terhadap senyawa tersebut harus di ubah, dan dalam pengolahan perlu diupayakan agar oligosakarida dapat dipertahankan. Di luar negari bahkan ada industry yang sengaja memproduksi oligosakarida untuk dijual sebagai bahan pangan fungsional (fungtional food).
Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berikatan satu dengan yang lain membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang lain adalah trisakarida yaitu yang terdiri dari atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Olisakarida yang paling banyak terdapat dalam alam ialah disakarida.
Sukrosa ialah gula yang kits kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun dari bit.selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada tumbuhan lain, misalnya buah nanas dan wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa dan fruktosa.
Oligosakarida yang terdapat dalam makanan mempunyai fungsi untuk mengatur kinerja usus yaitu menjadi substrat bagi pertumbuhan bifidobakteri di dalam usus. Pertumbuhan bifidobakteria yang baik didalam usus dapat mencegah pertumbuhan bakteri pathogen seperti Salmonella atau E. coli patogenik. Beberapa contoh oligosakarida yang dapat berfungsi demikian antara lain adalah frukto-oligosakarida, galakto-oligosakarida, isomalto-oligosakarida dan oligosakarida dari kedelai.
GLIKOLIPID Glikolipid termasuk ke dalam sfingolipid dan merupakan turunan lemak sfigosin. Sfingolipid ini mencakup serebrosida dan gangliosida. Sfingolipid di bentuk dalam kompleks golgi. Komponen lemaknya menjadi bagian membrane vesikel sekretorik yang menonjol dari permukaan trans komplek golgi. Setelah membrane vesikel berfusi dengan membran sel, komponen lemak pada glikolipid tetap berada tetap di membran sel lapisan luar dan komponen karbohidrat menonjol ke ruang sel. Bagian protein pada glikoprotein di sintesis di retikulum endoplasma.
Glikolipid menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi imunologis. Peran dan fungsi glikolipid antara lain sebagai sumber energi cadangan, sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membrane sel, melindungi isi sel, mengatur keluar masuk molekul dan sebagai reseptor.
KOLESTEROL Kolesterol ialah molekul yang ditemukan dalam sel, merupakan sejenis lipid yang merupakan molekul lemak atau yang menyerupainya. Kolesterol ialah jenis khusus lipid yang disebut steroid. Stereoid ialah lipid yang memiliki struktur kimia khusus.
Steroid lain termasuk steroid hormon seperti kortisol, estrogen dan testosterone. Nyatanya, semua hormon steroid terbuat dar perubahan struktur dasar kimia kolesterol. Saat tentang membuat sebuah molekul dari pengubahn molekul yang lebih mudah, para ilmuwan menyebutnya sintesis.
Hiperkolesterolemia berarti bahwa kadar kolesterol terlalu tinggi dalam darah. Kolesterol dapat dibuat secara sintetik. Kolesterol sintetik saat ini mulai diterapkan dalam teknologi layar lebar.
