Biomolekul organik adalah senyawa kimia yang terdapat dalam makhluk hidup dan menjalankan fungsi-fungsi esensial untuk mempertahankan kehidupan. Senyawa-senyawa ini terutama terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen, serta dapat mengandung fosfor, sulfur, dan unsur-unsur lainnya. Molekul-molekul ini terbagi dalam empat kategori utama: karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Masing-masing memiliki karakteristik spesifik dan menjalankan fungsi vital bagi kehidupan organisme. Beberapa contoh biomolekul organik antara lain glukosa, asam lemak, enzim, dan DNA. Dengan memahami struktur dan fungsi molekul-molekul ini, kita dapat lebih memahami proses-proses biologis yang terjadi pada makhluk hidup.
Karakteristik utama biomolekul: mempelajari sifat dasar senyawa ini yang penting bagi kehidupan.
Biomolekul adalah senyawa organik yang esensial bagi kehidupan, dan terdapat dalam semua makhluk hidup. Biomolekul menjalankan beberapa fungsi vital, termasuk fungsi struktural, energetik, dan katalitik, di antara fungsi lainnya. Memahami karakteristik utama molekul-molekul ini sangat penting untuk memahami kompleksitas proses biologis.
Salah satu karakteristik utama biomolekul adalah kompleksitas strukturalnya. Biomolekul tersusun atas atom-atom karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan, dalam beberapa kasus, fosfor dan sulfur. Unsur-unsur ini tersusun dengan cara yang spesifik, membentuk molekul dengan bentuk dan fungsi yang berbeda-beda.
Lebih lanjut, biomolekul memiliki tingkat organisasi yang berbeda-beda. Mereka dapat diklasifikasikan menjadi empat kelompok utama: karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Setiap kelompok menjalankan fungsi spesifik dalam organisme dan penting untuk mempertahankan kehidupan.
Karakteristik penting lainnya dari biomolekul adalah kemampuannya untuk berinteraksi. Mereka dapat berikatan satu sama lain dan membentuk struktur yang lebih kompleks, seperti membran sel, organel, dan jaringan. Interaksi ini penting bagi berfungsinya organisme dengan baik.
Terakhir, biomolekul sangat reaktif dan berperan dalam berbagai reaksi kimia dalam tubuh. Biomolekul dapat dipecah dan disintesis untuk menyediakan energi, membangun struktur seluler, dan menjalankan berbagai fungsi vital lainnya.
Singkatnya, biomolekul adalah senyawa organik yang esensial bagi kehidupan, yang memiliki kompleksitas struktural, tingkat organisasi yang bervariasi, kapasitas interaksi, dan reaktivitas yang tinggi. Memahami karakteristik ini sangat penting untuk memahami pentingnya senyawa-senyawa ini dalam menopang kehidupan.
Pentingnya biomolekul: pelajari fungsi pentingnya bagi tubuh manusia.
Biomolekul adalah molekul organik yang terdapat dalam makhluk hidup dan menjalankan fungsi-fungsi esensial bagi tubuh manusia. Biomolekul sangat penting bagi kelangsungan hidup, karena terlibat dalam berbagai proses metabolisme dan struktural yang memastikan berfungsinya tubuh dengan baik.
Biomolekul organik utama yang terdapat dalam tubuh kita meliputi karbohidrat, protein, lipid, dan asam nukleat. Masing-masing memiliki fungsi spesifik yang penting bagi kelangsungan hidup kita.
Os karbohidrat, misalnya, merupakan sumber energi utama bagi sel dan juga memainkan peran struktural penting dalam beberapa struktur seluler. protein bertanggung jawab atas pembentukan jaringan, pengangkutan zat dan berfungsinya enzim. lemak berperan dalam cadangan energi, isolasi termal, dan pembentukan membran sel. Terakhir, asam nukleat penting untuk penyimpanan dan transmisi informasi genetik.
Selain biomolekul ini, terdapat pula zat organik lain seperti vitamin dan hormon, yang menjalankan fungsi pengaturan dalam tubuh. Semua molekul ini bekerja sama untuk memastikan keseimbangan dan kesehatan tubuh kita.
Oleh karena itu, memahami pentingnya biomolekul sangat penting untuk memahami bagaimana tubuh kita berfungsi dan bagaimana kita dapat menjaga kesehatan. Pola makan yang seimbang dan kaya nutrisi sangat penting untuk memastikan asupan zat-zat penting ini yang penting bagi kelangsungan hidup kita.
Pelajari tentang empat kelompok utama biomolekul yang ada pada makhluk hidup.
Biomolekul organik adalah molekul kompleks yang esensial bagi kehidupan makhluk hidup. Biomolekul organik menjalankan fungsi vital dalam organisme, seperti menyediakan energi, membentuk struktur seluler, dan mengatur proses metabolisme. Terdapat empat kelompok utama biomolekul yang terdapat dalam makhluk hidup: karbohidrat, protein, lemak e asam nukleat.
Os karbohidrat Mereka merupakan sumber energi utama bagi sel dan terdapat dalam makanan seperti roti, pasta, dan buah. Mereka terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen dan dapat diklasifikasikan sebagai monosakarida, disakarida, dan polisakarida.
As protein sangat penting untuk struktur dan fungsi sel. Protein ini terdiri dari asam amino dan menjalankan berbagai fungsi dalam tubuh, seperti mengangkut zat, pertahanan kekebalan tubuh, dan kontraksi otot.
Os lemak adalah molekul yang berperan penting dalam struktur membran sel dan penyimpanan energi. Molekul-molekul ini mencakup zat-zat seperti lemak, minyak, dan fosfolipid.
Os asam nukleat bertanggung jawab atas penyimpanan dan transmisi informasi genetik. Mereka terdiri dari nukleotida dan terdapat dalam DNA dan RNA, yang penting untuk sintesis protein dan replikasi sel.
Singkatnya, biomolekul organik sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup, memainkan peran vital dalam berbagai proses biologis. Menjaga pola makan seimbang sangatlah penting untuk memastikan asupan biomolekul ini tercukupi dan kesehatan tubuh tetap terjaga.
Relevansi biomolekul organik dalam menopang kehidupan manusia.
Biomolekul organik memainkan peran fundamental dalam menopang kehidupan manusia, dan sangat penting bagi berfungsinya organisme dengan baik. Molekul-molekul ini terdiri dari karbon dan unsur-unsur lain seperti hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, dan sulfur, dan terdapat dalam semua bentuk kehidupan yang diketahui.
Biomolekul organik utama adalah karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Masing-masing kelas senyawa ini memiliki fungsi spesifik di dalam tubuh, yang berkontribusi pada berbagai aktivitas vital.
Os karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi sel, menyediakan glukosa yang diperlukan untuk metabolisme sel. lemak memainkan peran penting dalam struktur membran sel, penyimpanan energi dan produksi hormon.
As protein, pada gilirannya, merupakan molekul penting untuk pembangunan dan pemeliharaan jaringan tubuh, bertindak sebagai enzim, pengangkut zat, dan komponen sistem kekebalan tubuh. Terakhir, asam nukleat, seperti DNA dan RNA, bertanggung jawab atas transmisi dan ekspresi gen, yang menjadi dasar bagi hereditas dan sintesis protein.
Dengan demikian, biomolekul organik menjalankan fungsi vital dalam tubuh manusia, memastikan kelangsungan hidup dan berfungsinya seluruh sistem tubuh dengan baik. Menjaga pola makan seimbang dan kaya nutrisi sangat penting untuk memastikan integritas dan berfungsinya biomolekul dengan baik, dan akibatnya, kesehatan dan kesejahteraan individu.
Biomolekul organik: karakteristik, fungsi dan contoh
As biomolekul organik Ditemukan pada semua makhluk hidup, molekul organik dicirikan oleh struktur berbasis karbon. Dibandingkan dengan molekul anorganik, molekul organik jauh lebih kompleks dalam hal struktur. Lebih lanjut, mereka jauh lebih beragam.
Mereka diklasifikasikan sebagai protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat. Fungsi mereka sangat beragam. Protein berperan sebagai elemen struktural, fungsional, dan katalitik. Karbohidrat juga memiliki fungsi struktural dan merupakan sumber energi utama bagi makhluk hidup.
Lipid merupakan komponen penting membran biologis dan zat-zat lain, seperti hormon. Lipid juga berfungsi sebagai elemen penyimpan energi. Selain itu, asam nukleat—DNA dan RNA—mengandung semua informasi yang diperlukan untuk perkembangan dan pemeliharaan makhluk hidup.
Fitur umum
Salah satu karakteristik terpenting biomolekul organik adalah fleksibilitasnya dalam membentuk struktur. Keragaman varian organik yang sangat besar ini disebabkan oleh posisi istimewa yang diberikan oleh atom karbon di pusat periode kedua.
Atom karbon memiliki empat elektron pada tingkat energi tertingginya. Berkat elektronegativitas rata-ratanya, atom karbon mampu membentuk ikatan dengan atom karbon lain, membentuk rantai dengan berbagai bentuk dan panjang, terbuka maupun tertutup, dengan ikatan tunggal, rangkap dua, atau rangkap tiga di dalamnya.
Demikian pula, elektronegativitas rata-rata atom karbon memungkinkannya membentuk ikatan dengan atom selain karbon, seperti elektropositif (hidrogen) atau elektronegatif (oksigen, nitrogen, sulfur, dan lain-lain).
Sifat ikatan ini memungkinkan atom karbon diklasifikasikan sebagai primer, sekunder, tersier, atau kuartener, tergantung pada jumlah karbon yang mengikatnya. Sistem klasifikasi ini tidak bergantung pada jumlah valensi yang terlibat dalam ikatan.
Klasifikasi dan fungsi
Molekul organik diklasifikasikan menjadi empat kelompok utama: protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat. Kami akan menjelaskannya secara rinci di bawah ini:
-Protein
Protein merupakan kelompok molekul organik yang paling tepat didefinisikan dan dikarakterisasi oleh para ahli biologi. Pengetahuan yang luas ini terutama disebabkan oleh kemudahan intrinsiknya dalam isolasi dan karakterisasi—dibandingkan dengan tiga molekul organik lainnya.
Protein memainkan beragam peran biologis. Protein dapat berfungsi sebagai molekul transpor, struktural, dan bahkan katalitik. Kelompok terakhir terdiri dari enzim.
Blok pembangun struktural: asam amino
Asam amino adalah penyusun protein. Di alam, terdapat 20 jenis asam amino, masing-masing dengan sifat fisikokimianya yang terdefinisi dengan baik.
Molekul-molekul ini diklasifikasikan sebagai asam amino alfa karena memiliki gugus amino primer dan gugus asam karboksilat sebagai substituen pada atom karbon yang sama. Satu-satunya pengecualian untuk aturan ini adalah asam amino prolin, yang diklasifikasikan sebagai asam amino alfa karena adanya gugus amino sekunder.
Untuk membentuk protein, "blok pembangun" ini harus berpolimerasi, dan hal ini dilakukan dengan membentuk ikatan peptida. Pembentukan rantai protein melibatkan eliminasi satu molekul air per ikatan peptida. Ikatan ini direpresentasikan sebagai CO-NH.
Selain menjadi bagian dari protein, beberapa asam amino dianggap sebagai metabolit energi dan banyak di antaranya merupakan elemen nutrisi penting.
Sifat-sifat asam amino
Setiap asam amino memiliki massa dan penampilan rata-ratanya sendiri dalam protein. Lebih lanjut, masing-masing memiliki nilai pKa untuk asam alfa-karboksilat, gugus alfa-amino, dan gugus samping.
Nilai pKa gugus asam karboksilat sekitar 2,2; sedangkan gugus alfa-amino memiliki nilai pKa mendekati 9,4. Karakteristik ini menghasilkan ciri khas struktur asam amino: pada pH fisiologis, kedua gugus berada dalam bentuk ion.
Ketika suatu molekul membawa gugus bermuatan berlawanan, gugus tersebut disebut ion dipol atau zwitterion. Oleh karena itu, asam amino dapat bertindak sebagai asam atau basa.
Sebagian besar asam amino alfa memiliki titik leleh sekitar 300°C. Asam amino ini lebih mudah larut dalam lingkungan polar daripada dalam pelarut nonpolar. Sebagian besar cukup larut dalam air.
Struktur protein
Untuk menentukan fungsi suatu protein tertentu, perlu ditentukan strukturnya—yaitu, hubungan tiga dimensi antara atom-atom penyusun protein tersebut. Empat tingkat organisasi struktural telah ditentukan untuk protein:
Struktur primer : mengacu pada urutan asam amino yang membentuk protein, tidak termasuk konformasi apa pun yang mungkin didukung oleh rantai sampingnya.
Struktur sekunder : dibentuk oleh susunan spasial lokal atom-atom tulang punggung. Sekali lagi, konformasi rantai samping tidak diperhitungkan.
Struktur tersier : mengacu pada struktur tiga dimensi keseluruhan protein. Meskipun sulit untuk menetapkan pemisahan yang jelas antara struktur tersier dan sekunder, konformasi yang terdefinisi (seperti keberadaan heliks, bilah terlipat, dan belokan) digunakan untuk menandai struktur sekunder secara unik.
Struktur kuarterner : diterapkan pada protein yang terdiri dari beberapa subunit, yaitu dua atau lebih rantai polipeptida individual. Unit-unit ini dapat berinteraksi melalui gaya kovalen atau ikatan disulfida. Susunan spasial subunit menentukan struktur kuartener.
-Karbohidrat
Karbohidrat, karbohidrat atau sakarida (dari akar kata Yunani sakcharón, yang berarti gula) adalah kelas molekul organik yang paling melimpah di planet Bumi.
Strukturnya dapat disimpulkan dari nama “karbohidrat”, karena mereka adalah molekul dengan rumus (CH 2 O) n , Di mana n lebih besar dari 3.
Karbohidrat memiliki beragam fungsi. Salah satu fungsi utamanya adalah struktural, terutama pada tumbuhan. Dalam kerajaan tumbuhan, selulosa merupakan bahan struktural utama, yang mencakup 80% berat kering tubuh.
Fungsi penting lainnya adalah peran energinya. Polisakarida, seperti pati dan glikogen, merupakan sumber cadangan nutrisi yang penting.
Klasifikasi
Unit dasar karbohidrat adalah monosakarida, atau gula sederhana. Monosakarida berasal dari aldehida atau keton rantai lurus dan alkohol polihidrat.
Senyawa-senyawa ini diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia gugus karbonilnya menjadi aldosa dan ketosa. Senyawa-senyawa ini juga diklasifikasikan berdasarkan jumlah karbonnya.
Monosakarida berkelompok membentuk oligosakarida, yang sering ditemukan berasosiasi dengan jenis molekul organik lain, seperti protein dan lipid. Monosakarida ini diklasifikasikan sebagai homopolisakarida atau heteropolisakarida, tergantung pada apakah mereka tersusun dari monosakarida yang sama (yang pertama) atau berbeda.
Lebih lanjut, mereka juga diklasifikasikan berdasarkan sifat monosakarida penyusunnya. Glukan adalah polimer glukosa, polimer galaktosa adalah galaktan, dan seterusnya.
Polisakarida memiliki kekhasan dalam membentuk rantai linier dan bercabang, karena ikatan glikosidik dapat dibentuk dengan salah satu gugus hidroksil yang ditemukan dalam monosakarida.
Bila jumlah unit monosakarida yang lebih banyak berasosiasi, kita menyebutnya polisakarida.
-Lipid
Lipid (dari bahasa Yunani sedot lemak, Lemak (yang berarti lemak) adalah molekul organik yang tidak larut dalam air dan larut dalam pelarut anorganik, seperti kloroform. Molekul-molekul ini membentuk lemak, minyak, vitamin, hormon, dan membran biologis.
Klasifikasi
Asam lemak : adalah asam karboksilat dengan rantai hidrokarbon yang cukup panjang. Secara fisiologis, asam karboksilat jarang ditemukan dalam keadaan bebas, karena dalam kebanyakan kasus, asam karboksilat teresterifikasi.
Pada hewan dan tumbuhan, kita sering menemukannya dalam bentuk tak jenuh (membentuk ikatan rangkap antara karbon) dan tak jenuh ganda (dengan dua atau lebih ikatan rangkap).
Triasilgliserol : Disebut juga trigliserida atau lemak netral, lemak ini merupakan mayoritas lemak dan minyak yang ditemukan pada hewan dan tumbuhan. Fungsi utamanya adalah menyimpan energi pada hewan, yang memiliki sel-sel khusus untuk penyimpanannya.
Mereka diklasifikasikan berdasarkan identitas dan posisi residu asam lemak. Minyak nabati umumnya berbentuk cair pada suhu ruangan dan lebih kaya akan residu asam lemak dengan ikatan rangkap dua dan rangkap tiga di antara atom karbonnya.
Di sisi lain, lemak hewani berbentuk padat pada suhu ruangan dan jumlah karbon tak jenuhnya rendah.
Gliserofosfolipid :juga dikenal sebagai fosfogliserida, mereka adalah komponen utama membran lipid.
Gliserofosfolipid memiliki "ekor" nonpolar, atau hidrofobik, dan "kepala" polar, atau hidrofilik. Struktur-struktur ini dikelompokkan menjadi dua lapis, dengan ekor mengarah ke dalam, untuk membentuk membran. Di dalam membran ini, serangkaian protein tergabung.
Sphingolipid : adalah lipid yang ditemukan dalam jumlah sangat sedikit. Mereka juga merupakan bagian dari membran dan berasal dari sphingosine, dihydrosphingosine, dan turunannya.
Kolesterol Pada hewan, ia merupakan komponen utama membran, yang memodifikasi sifat-sifatnya, seperti fluiditas. Ia juga ditemukan dalam membran organel sel. Ia merupakan prekursor penting hormon steroid, yang berperan dalam perkembangan seksual.
-Asam nukleat
Asam nukleat adalah DNA dan berbagai jenis RNA yang ada. DNA bertanggung jawab untuk menyimpan semua informasi genetik, yang memungkinkan perkembangan, pertumbuhan, dan pemeliharaan organisme hidup.
Di sisi lain, RNA berperan dalam transfer informasi genetik yang dikodekan dalam DNA ke molekul protein. Secara klasik, terdapat tiga jenis RNA: pembawa pesan, transfer, dan ribosom. Namun, beberapa RNA kecil memiliki fungsi regulasi.
Blok pembangun struktural: nukleotida
Nukleotida merupakan penyusun asam nukleat, DNA dan RNA. Secara kimia, nukleotida merupakan ester pentosa fosfat, yang memiliki basa nitrogen yang terikat pada atom karbon pertama. Kita dapat membedakan antara ribonukleotida dan deoksiribonukleotida.
Molekul-molekul ini bersifat planar, aromatik, dan heterosiklik. Ketika gugus fosfat tidak ada, nukleotida tersebut berganti nama menjadi nukleosida.
Selain perannya sebagai monomer dalam asam nukleat, molekul-molekul ini ada di mana-mana secara biologis dan berpartisipasi dalam sejumlah besar proses.
Nukleosida trifosfat adalah produk kaya energi, seperti ATP, dan digunakan sebagai sumber energi untuk reaksi seluler. Nukleosida trifosfat merupakan komponen penting dari koenzim NAD. + , NADP + , FMN, FAD dan koenzim A. Terakhir, mereka adalah elemen pengatur berbagai jalur metabolisme.
Contohnya
Ada banyak sekali contoh molekul organik. Berikut ini adalah beberapa contoh yang paling menonjol dan dipelajari oleh para ahli biokimia:
Hemoglobin
Hemoglobin, pigmen merah dalam darah, adalah contoh klasik protein. Berkat distribusinya yang luas dan kemudahan isolasinya, hemoglobin telah dipelajari sejak zaman kuno.
Protein ini terdiri dari empat subunit dan, oleh karena itu, termasuk dalam klasifikasi tetramerik, dengan dua unit alfa dan dua unit beta. Subunit hemoglobin berkaitan dengan protein kecil yang bertanggung jawab atas penyerapan oksigen di otot: mioglobin.
Gugus heme adalah turunan porfirin. Gugus ini mencirikan hemoglobin dan merupakan gugus yang sama yang ditemukan dalam sitokrom. Gugus heme bertanggung jawab atas warna merah darah yang khas dan merupakan wilayah fisik tempat setiap monomer globin berikatan dengan oksigen.
Fungsi utama protein ini adalah mengangkut oksigen dari organ yang bertanggung jawab untuk pertukaran gas – disebut paru-paru, insang atau kulit – ke kapiler, untuk digunakan dalam respirasi.
Selulosa
Selulosa adalah polimer linier yang terdiri dari subunit D-glukosa yang dihubungkan oleh ikatan beta 1,4. Seperti kebanyakan polisakarida, selulosa tidak memiliki batas ukuran maksimum. Namun, rata-rata selulosa mengandung sekitar 15.000 residu glukosa.
Ini adalah komponen dinding sel tumbuhan. Berkat selulosa, dinding sel menjadi kaku dan memungkinkannya mengatasi tekanan osmotik. Demikian pula, pada tumbuhan yang lebih besar, seperti pohon, selulosa memberikan dukungan dan stabilitas.
Meskipun sebagian besar berkerabat dengan tumbuhan, beberapa hewan yang disebut tunikata memiliki selulosa dalam strukturnya.
Diperkirakan rata-rata 10 yang 15 kg selulosa disintesis – dan didegradasi – per tahun.
Membran biologis
Membran biologis terutama terdiri dari dua biomolekul: lipid dan protein. Konformasi spasial lipid berbentuk dwilapis, dengan ekor hidrofobik mengarah ke dalam dan kepala hidrofilik mengarah ke luar.
Membran adalah entitas dinamis dan komponen-komponennya mengalami pergerakan yang sering.
Referensi
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP dan Pérez, RS (2011). Dasar-dasar biokimia Universitas Valencia.
- Battaner Arias, E. (2014). Kompendium enzimologi Edisi Universitas Salamanca.
- Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokimia Saya membalikkan
- Devlin, T. M. (2004). Biokimia: buku panduan dengan aplikasi klinis Saya membalikkan
- Diaz, A.P., dan Pena, A. (1988). Biokimia . Editorial Limusa.
- Macarulla, JM dan Goñi, FM (1994). Biokimia manusia: kursus dasar Saya membalikkan
- Müller – Esterl, W. (2008). Dasar-Dasar Biokimia untuk Kedokteran dan Ilmu Hayati Saya membalikkan
- Teijón, JM (2006). Dasar-dasar biokimia struktural . Editorial Tébar.