Disusun oleh

Nama : Pricilia Angelin Helaha

Nim : NIII09505

Kelas : Biokimia B

MAKASSAR

2010

a. PROTEIN

Protein merupakan polipeptida alami yang memiliki berat molekul lebih dari 5000.

Makromolekul ini sangat berbeda-beda sifat fisiknya, mulai dari enzim yang larut

dalam air sampai keratin yang tak larut seperti rambut dan tanduk. Protein

memiliki berbagai fungsi biologis yang berbeda-beda pula, yakni :

Katalis enzim. Enzim merupakan protein katalis yang mampu

meningkatkan laju reaksi hingga sampai 1012 kali laju awalnya.

Transport dan penyimpanan. Banyak ion dan molekul kecil diangkut

dalam darah maupun dalam sel dengan cara berikatan dengan protein

pengangkut. Contohnya, hemoglobin merupakan protein pengangkut oksigen.

Zat besi disimpan dalam bebagai jaringan oleh protein ferritin.

Fungsi mekanik. Protein ini menjalankan peranan sebagainpembentuk

struktur. Misalnya, protein kolagen menguatkan gigi, kulit serta tulang. Membran

yang mengelilingi sel dan organel juga mengandung protein yang berfungsi

sebagai pembentuk struktur sekaligus menjalankan fungsi biokimia lainnya.

Pergerakan. Kontraksi otot terjadi karena adanya interaksi antara dua tipe

filamen yaitu aktin dan miosin. Miosin juga memiliki aktifitas ensim yang dapat

memudahkan perubahan energi kimia ATP menjadi energi mekanik.

Pelindung. Antibody merupakan protein yang terlibat perusakan sel asing.

Proses informasi. Rangsangan luar seperti sinyal hormon atau intensitas

cahaya dideteksi oleh protein tertentu yang meneruskan sinyal ke dalam sel.

Contoh protein seperti ini misalnya, rodopsin yang terdapat dalam membran sel

retina.

Fungsi-fungsi protein ini berkaitan dengan struktur protein yang masing-masing

dapat melakukan ikatan spesifik dengan molekul-molekul tertentu. Misalnya,

hemoglobin mengikat oksigen, antibody mengikatmolekul asing tertentu, ensim

mengikat molekul substrat tertentu.

Pemurnian dan karakteristik protein

Langkah pertama dalam pemurnian protein adalah memisahkan molekul protein

dari zat terlarut lain yang memiliki berat molekul rendah. Kemudian dilakukan

beberapa derajat pemisahan protein yang berbeda-beda, berdasarkan sifat fisik

protein seperti muatan listrik, ukuran molekul serta kelarutan dalam berbagai

macam pelarut. Akhirnya dilakukan kromatografi afinitas yang merupakan proses

pemurnian tingkat tinggi yang berdasarkan afinitas spesifik senyawa tertentu

yang berikatan dengan suatu padatan.

Molekul protein yang memiliki berat molekul lebih dari 5000 tidak akan dapat

melewati membran selofan. Permeabilitas selektif ini merupakan dasar dari

proses dialisis. Proses dialisis biasanya dilakukan dengan menaruh larutan

protein ke dalam kantung selofan lalu mencelupkan kantung tersebut dalam

larutan penyangga. Molekul-molekul kecil ini akan berdifusi melewati kantung

menuju larutan penyangga , sedangkan protein tetap dalam kantung.

Protein-protein tertentu dapat diendapkan dari campuran bermacan-macam

protein. Pengendapan dilakukan dengan menambahkan zat kimia tertentu, yakni

garam-garam netral seperti amonium sulfat ( salting out) ; pelarut organik seperti

etanol atau aseton ; atau zat pengendap seprti asam trikloroasetat. Protein paling

sedikit melarut dalam pelarut apapun bila nilai pH sama dengan titik

isoelektriknya. Pada titik isoelektrik ini protein tidak bermuatan sehingga tolakan

elektrostatik antara molekul protein menjadi minimal. Meskipun protein bisa saja

memiliki muatan negatif sekaligus muatan positif pada titik isoelektriknya, tetapi

muatan totalnya nol.

Elektroforesis berarti pergerakan molekul protein bermuatan listrik dalam suatu

medan listrik. Prinsip elektroforesis ini dipakai untuk memisahkan molekul-

molekul protein yang berbeda. Elektroforesis protein mengunakan kertas atau gel

poliakrilamida. Dalam elektroforesis sering digunakan istilah anoda dan katoda.

Perlu diingat kalau anion adalah ion bermuatan negatif. Dalam elektroforesis

anion bergerak menuju anoda.

Kromatografi penukar ion bergantung pada interaksi elektrostatik antara protein

bermuatan dengan partikel resin penukar ionyang muatannya berlawanan.

Kekuatan tarik-menarik antara protein dan pertikel resin tergantung pada

besarnya muatan protein (juga pH larutan) dan pada konstanta dielektrik

medium. Interaksi ini bisa dimodifikasi dengan mengatur pH larutan atau

mengatur konsentrasi garam.

Struktur dan sifat peptida maupun protein tergantung pada urutan asam amino

dalam rantai peptida. Insulin adalah protein yang pertama kali diurutkan susunan

asam aminonya secara lengkap (51 residu asam amino) oleh F.SANGER di

tahun 1953. Proses pengurutan protein kini dilakukan menggunakan mesin

pengurut protein otomatis (automated protein sequencers). Identifikasi asam

amino dilakukan secara step by step pada ujung N protein dengan menggunakan

proses kimia yang dikenal sebagai degradasi Edman.

Protein yang memiliki struktur kuartener disusun oleh beberapa rantai polipeptida

terpisah yang ditahan oleh interaksi non kovalen. Berat molekul komponen rantai

polipeptida dalam protein seperti ini dapat ditentukan dalam kondisi

disosiasi,yakni 8 M urea untuk melemahkan ikatan hidrogen dan interaksi

hidrofob, dan 1 mM merkaptoetanol untuk memutuskan ikatan disulfida. Dari

perbandingan ini dapat ditentukan jumlah rantai polipeptida yang terlibat dalam

struktur awalnya (struktur kuartener)

Protein globular dapat dikelompokan menurut penyusunan strukturnya.

Kelompok α/ memiliki motif β-α-β yang berulang contohnya antara lain semua

ensim glikolisis. Kelompok α+β memiliki β sheet dan α heliks yang tidak saling

berhubungn. Kelompok α dan kelompok β hampir seluruhnya terdiri atas α heliks

maupun β sheet. Sebagian besar protein toksin termasuk kedalam kelompok

protein jembatan S-S dengan pusat hidrofob yang kecil dijaga oleh sejumlah

besar ikatan disulfida. Contohnya, racun kalajengking dan serangga yang hanya

tersusun oleh 38-40 residu tetapi masing-masing memiliki tiga ikatan disulfida.

b. Asam nukleat

Pada tahun 1868, Fredrich Miescher mengisolasi suatu zat dari inti sel nanah.

Zat tersebut dianggap sebagia karakteristik inti ( nukleus) dan menyebutnya

nuklein. Tidak lama kemudian zat yang serupa diisolasi dari kepala sperma ikan

salmon. Belakangan nuklein ditemukan sebagai campuran suatu protein dasar

dan asam organik yang mengandung fosfor yang kini disebut sebagai asam

nukleat.

Asam nukleat utama dalam inti sel adalah asam deoksiribonukleat (DNA).

Molekul ini memiliki gula pentosa deoksiribosa sebagai sebagai satu konstituen

kiminya. Kini telah diketahui bahwa DNA adalah materiialgenetik. Tipe lain asam

nukleat adalah asam ribonukleat (RNA) yang memiliki ribosa menggantikan

deoksiribosa. RNA berperan utam dalam transmisi informasi genetika dari DNA

menjadi protein. Ukuran RNA masih bisa dibandingkan dengan ukuran protein.

Hidrolisis sempurna pada DNA oleh asam membelah molekul tersebut menjadi

campuran basa nitrogen, 2-deoksi-D-ribosa dan ortofosfat. Terdapat dua tipe

umum basa nitrogen dalam DNA maupun RNA yakni pirimidin dan purin.

Asam nukleat DNA maupun RNA merupakan polinukleotida yakni merupakan

polimer dari berbagai tipe nukleotida (sebagai submit yang berulang). Nukleotida-

nukleotida ini bergabung satu sama lain melalui ikatan fosfodiester antara C 3’

pada suatu nukleotida dengan C 5’ pada nukleotida sebelahnya. Ikatan ini terjadi

berulang-ulang untuk membangun struktur besar (rantai) yang mengandung

ratusan sampai jutaan nukleotida didalam suatu molekul tunggal raksasa.

DNA merupakan polideoksinukleotida yang termasuk makromolekul biologis

yang paking besar. Sebagian molekul DNA terdiri atas lebih dari 108 nukleotida.

DNA mengandung adenin, timin, guanin dan citosin sebagai basa. Informasi

genetik dikode di dalam urutan nukleotida DNA yang ditentukan dengan tepat

sepanjang molekul tersebut. Salah satu metode sederhana untuk menentukan

urutan nukleotida dari DNA adalah dengan menggunakan ensim DNA

polimeraseyang mengkatalisis sintesis DNA .

Molekul DNA berukuran sangat panjang. Misalnya DNA dalam sel bakteriyang

berupa satu molekul heliks ganda, bila dibentangkan akan berukuran sekitar

1000 kali lebih panjang dari diameter sel itu sendiri. Molekul ini membawa semua

informasi genetik dari sel yang menggambarkan genom (komplemen tunggal dari

material genetik).

Kromosom adalah unit fisik atau unit tersusun yang didalamnya terdapat

sebagian atau keseluruhan genom. Seluruh genom E.coli terdapat didalam satu

kromosom, yang berisikan suatu molekul DNA tunggal berukuran 2,5x109 Da

dan mengandung sekitar 4,6x106 pasangan basa. Ukuran molekul DNA lebih

sering dituliskan dalam pasangan kilobasa, yakni 1kb = 1000 pasangan basa.

Kromosom E.coli berukuran 4.639 kb. Ciri lain dari kromosom E.coli yakni

molekul tersebut berupa struktur tertutup (atau lingkar) yang tidak memiliki ujung

bebas.

RNA terdiri atas rabtai poliribonukleotida yang basa-basanya adalah adenin,

guanin, urasil, citosin. RNA ditemukan dalam nukleus maupun sitoplasma sel.

Variasi bentuk RNA lebih banyak dari DNA. RNA memiliki berat molekul antara

25.000 sampai beberapa juta. Kebanyakan RNA berisi rantai polinukleottida

tunggal tapi rantai ini bisa terlipat sedemikian rupa membentuk daerah heliks

ganda yang mengandung pasangan basa A : U dan G : C. Terdapat tiga tipe

utama RNA yakni RNAt (transfer), RNAr (ribosomal), RNAm (messenger).

Nuklease adalah ensim yang mendegradasi asam nukleat dengan memotong

ikatan fosfodiester. Ensim ini ada yang spesifik untuk DNA atau RNA dan ada

juga yang bisa memotong keduanya. Nuklease yang spesifik untuk DNA disebut

deoksiribonuklease (DNase) dan yang spesifik untuk RNA adalah ribonuklease

(RNase).

Endonuklease restriksi adalah bagian dari “sistim kekebalan DNA” dalam bakteri.

Ensim ini melindungi sel terhadap masuknya DNA asingdengan cara mengkatalis

pemotongan untai ganda, sehingga DNA sel itu sendiri terlindungi. Terdapat tiga

tipe endonuklease restriksi. Endonuklease restriksi tipe II sangat berguna dalam

analisis dan pembuatan molekul DNA. Ensim ini memotong DNA untai ganda

pada sisi spesifik yang terdiri atas urutan empat sampai delapan nukleotida.

Urutan ini bersifat simetri putar lipat dua (twofold rotational symetry). Sisi hasil

potongan oleh hampir 300 endonuklease restriksi tipe II kini telah ditentukan

urutannya, dan banyak potongan yang disusun overlap pada ujung 3’-hidroksil

atau 5’ fosfat.

c. Lipid

Lipid didefenisikan sebagai senyawa yang tak larut dalam air yang diekstrak dari

organisme hidup menggunakan pelarut yang kepolarannya lemah atau non polar.

Defenisi ini berdasarkan sifat fisik, berlawanan dengan defenisi protein maupun

asam nukleat berdasarkan atas sifat kimianya. Istilah lipid mencakup berbagai

macam kelompok senyawa yang berbeda strukturnya. Gliserolipid adalah lipid

yang mengandung glisrol dengan gugus hidroksil yang tersubtitusi. Gliserolipid

merupakan lipid yang paling melimpah di dalam tubuh hewan. Lipid yang

mengandung diol (misalnya etilen glikol / etana diol dan 1,2-propanadiol serta

1,3-propanadiol) memiliki struktur yang mirip dengan gliserolipid, tetapi hanya

tersedia i % dari jumlah gliserolipid.

Dari defenisinya diketahui bahwa lipid tidak larut dalam air. Namun kenyataannya

lipid terdapat dalam lingkungan air, sehingga sifatnya di dalam air sangat penting

dalam sistem biologis.banyak tipe lipid yang bersifat amfiifilik yang berarti terdiri

dari dua bagian yakni daerah hidrokarbon yang non polar dan daerah yang polar

atau ionik atau keduanya. Istilah amfifilik ini menggantikan ammfifatik yang

digunakan sebelumnya. Lipid-lipid seperti asam lemak, TAGs, dan kolesterol

bukanlah amfifilik karena kepolaran molekul-molekul ini sangat lemah.

Sedangkan lipid-lipid seperti ion asilat,fosfogliserida, fosfofingolipid dan

glikosfingolipid merupakan amfifilik karena senyawa-swnyawa ini memiliki

setidaknya satu muatan formal atau banyak gugus hidroksil di salah satu bagian

molekulnya.

Sitoplasma dalam sel dikelilingi oleh membran plasma. Struktur-struktur

subseluler seperti inti, lisosom, dan mitokondria juga dibatasi oleh

membran.membran pada retikulum endoplasma dalam eukariot memagari ruang

intrasel yang besar dalam sitoplasma. Sedangkan mitokondria memiliki membran

internal yang terlipat.membran-membran ini berfungsi untuk memisahkan sel dari

lingkungannya, serta memisahkan bagian berbedadalam sel sehingga aktifitas di

dalamnya dapat berlangsung secara independen. Dengan demikian suatu

membran merupakan pembatas fisik yang menjaga ruang yang dipagarinya agar

dapat mengambil atau mengeluarkan zat-zat yang berguna atau berbahay.

Membran juga menyediakan tempat berlangsungnya reaksi kimia yang

membutuhkan kondisi bebas air.

Membran terdiri atas lipid, protein, dan sedikit karbohidrat. Perbandingan massa

kandungan membran ini barvariasi menurut tipe membran. Karbohidrat dalam

membran terdapat sebagai glikogliserolipid, glikofingolipid, dan glikoprotein. Tipe

lipi yang paling banyak ditemukan dalam semua jenis membran yakni

fosfogliserida dan fosfofingolipid (sfingomyelin). Kolesterol ditemukan dalam

membran plasma hewan tetapijarang pada tanaman. Glikosfingolipid ditemukan

dalam membran saraf dan jaringan otot. Jenis dan jumlah kepala polar sangat

bervariasi, tetapi rantai hidrokarbon yang ditemukan dalam semua jenis

membran adalah serupa.

Membran plasma merupakan penghalang penting antara cairan intrasel dan

cairan ekstrasel. Mekanisme pensinyalan ttelah dikembangkan sedemikian rupa

sehingga sel bisa merespon pesan-pesan kimia yang bersala dari terminal saraf

(transmisi neurocrine), kelenjar endokrin(tranmisi endocrine), atau sel tetangga

(transmisi paracrine)