Pemicu 1: Informasi genetik dan ekspresinya

Pada bulan Desember pesawat Air Asia berangkat dari Surabaya menuju Singapura terjatuh di Selat Karimata. Pesawat tersebut membawa 8 awak dan 145 penumpang. Tim BASARNAS dikerahkan untuk evakuasi korban pesawat tersebut. 1 bulan setelah kejadian tersebut di wilayah laut Sulawesi ditemukan jenazah diduga korban pesawat Air Asia, namun kondisi jenazah saat itu sudah rusak dan tidak dapat dikenali. Tim Disaster Victum Investigation (DVI) dari laboratorium forensik kepolisian berusaha keras untuk melalukan identifikasi dengan pemeriksaan molekuler.

1. Bagaimana cara melakukan identifikasi jenazah?

Jawab:

Identifikasi adalah penentuan atau pemastian identitas orang yang hidup maupun mati, berdasarkan ciri khas yang terdapat pada orang tersebut.

Metode identifikasi:

1. Metode visual, dengan memperhatikan dengan cermat atas korban, terutama wajahnya oleh pihak keluarga atau rekan dekatnya, maka jati diri korban dapat diketahui. Walaupun metoda ini sederhana, untuk mendapat hasil yang diharapkan perlu diketahui bahwa metode ini baru dapat dilakukan bila keadaan tubuh dan terutama wajah korban masih dalam keadaan baik dan belum terjadi pembusukan yang lanjut. Selain itu perlu diperhatikan factor psikologis, emosi serta latar belakang pendidikan; oleh karena faktor-faktor tersebut dapat mempengaruhi hasil pemeriksaan. Juga perlu diingat bahwa manusia itu mudah terpengaruh oleh sugesti, khususnya dari pihak penyidik.

2. Pakaian, pencatatan yang teliti atas pakaian, bahan yang dipakai, model serta adanya tulisan-tulisan seperti: merek pakaian, penjahit, laundry atau initial nama, dapat memberikan informasi yang berharga, milik siapakah pakaian tersebut. Bagi korban yang tidak dikenal, menyimpan pakaian secara keseluruhan atau potongan-potongan dengan ukuran 10cm X 10cm, adalah merupakan tindakan yang tepat agar korban masih dapat dikenali walaupun tubuhnya telah dikubur.

3. Perhiasan, anting-antign, kalung, gelang serta cincin yang ada pada tubuh korban, khususnya bila pada perhisan itu terdapat inisial nama seseorang yang biasanya terdapat pada bagian dalam dari gelang atau cincin; akan membantu dokter atau pihak penyidik didalam menentukan identitas korban. Mengingat kepentingan tersebut maka penyimpanan dari perhisan haruslah dilakukan dengan baik.4. Dokumen, kartu tanda penduduk, surat izin mengemudi, paspor, kartugolongan darah, tanda pembayaran dan lain sebagainya yang ditemukan dalam dompet atau tas korban dapat menunjukkan jati diri korban. Khusus pada kecelakaan masal, perlu diingat akan kebiasaan seseorang di dalam menaruh dompet atau tasnya. Pada pria dompet biasanya terdapat dalam saku baju atau celana, sedangkan pada wanita tas biasanya dipegang; sehingga pada kecelakaan masal tas seseorang dapat terlempar dan sampai pada orang lain yang bukan pemiliknya, jika hal ini tidak diperhatikan kekeliruan identitas dapat terjadi, khususnya bila kondisi korban sudah busuk atau rusak.5. Medis, pemeriksaan fisik secara keseluruhan, yang meliputi bentuk tubuh, tinggi dan berat badan, warna tirai mata, adanya cacat tubuh serta kelainan bawaan, jaringan parut bekas operasi serta adanya tattoo, dapat memastikan siapa jati diri korban. Pada beberapa keadaan khusus, tidak jarang harus dilakukan pemeriksaan radiologis, yaitu untuk mengetahui keadaan sutura, bekas patah tulang atau pen serta pasak yang dipakai pada perawatan penderita patah tulang.6. Gigi, bentuk gigi dan bentuk rahang merupakan cirri khusus dari seseorang, sedemikian khususnya sehingga dapat dikatakan tidak ada gigi atau rahang yang identik pada dua orang yang berbeda, menjadikan pemeriksaan gigi ini mempunyai nilai yang tinggi dalam hal penentuan jati diri seseorang. Pemeriksaan atas gigi ini meenjadi lebih penting lagi bila keadaan korban sudah rusak atau membusuk, dimana dalam keadaan tersebut pemeriksaan sidik jari tidak dapat dilakukan, sehingga dapat dikatakan gigi merupakan pengganti dari sidik jari.7. Sidik jari, dapat dikatakan bahwa tidak ada dua orang yang mempunyai sidik jari yang sama, walaupun kedua orang tersebut kembar satu telur. Atas dasar ini, sidik jari merupakan sarana yang terpenting khususnya bagi kepolisian didalam mengetahui jati diri seseorang, oleh karena selain kekhususannya,juga mudah dilakukan secara masal dan murah pembiayaanya. Walaupun pemeriksaan sidik jari tidak dilakukan dokter, dokter masih mempunyai kewajiban, yaitu untuk mengambilkan (mencetak) sidik jari, khususnya sidikjari pada korban yang tewas dan keadaan mayatnya telah membusuk. Teknik pengembangan sidik jari pada jari telah mengelupas dan memasangnya pada jari yang sesuai pada jari pemeriksa, baru kemudian dilakukan pengambilan sidik jari, merupakan prosedur yang harus dikatahui dokter.

8. Serologi, Penentuan golongan darah yang diambil baik dari dalam tubuh korban, maupun bercak darah yang berasal dari bercak-bercak yang terdapat pada pakaian, akan dapat mengetahui golongan darah sikorban. Dan bila orang yang diperiksa ini kebetulan termasuk golongan secretor (penentuan golongan darah dapat dilakukan dari seluruh cairan tubuh), maka pemeriksaan ini selain untuk menentukan jati diri seseorang dalam arti sempit, akan bermanfaat pula didalam membantu penyelidikan; misalnya pada kasus pemerkosaan, tabrak lari, serta kasus bayi yang tertukar dan penentuan bercak darah milik siapa yang terdapat pada senjata dan pakaian tersangka pelaku kejahatan didalam kasus-kasus pembunuhan.9. Eksklusi, metode ini umumnya hanya dipakai pada kasus dimana banyak terdapat korban (kecelakaan missal), seperti peristiwa tabrakan kapal udara, tabrakan kereta api atau angkutan lainnya yang membawa banyak penumpang. Dari daftar penumpang, pesawat terbang akan dapat diketahui siapa-siapa yang menjadi korban. Bila dari sekian banyak tinggal satu yang belum dapat dikenali oleh karena keadaan mayatnya sudah sedemikian rusaknya; maka atas bantuan daftar penumpang, akan dapat diketahui siapa nama korban tersebut, yaitu dari daftar penumpang yang ada dikurangi korban lain yang sudah diketahui identitasnya.

Walupun ada Sembilan metode identifikasi yang kita kenal, maka didalam prakteknya untuk menentukan jati diri tidak semua metode dikerjakan; melainkan cukup minimal dua metode saja: identifikasi primer dari pakaian; identifikasi konfirmatif dari gigi.

2. Teknik identifikasi DNA

a. RFLP (Resriction fragment length polymorphism)Teknik ini diawali dengan mengsekuens DNA dari sel. Selanjutnya ujntaian DNA hasil ekstrasi dipotong-potong dengan menggunakan enzim restriksi, potongan DNA ini diproses pada gel agarose dengan menggunakan teknik elektroforesis untuk memisahkan fragmen DNA berdasarkan berat molekulnya dengan menggunakan arus listrik.

Gel hasil elektroforesis selanjutnya ditransfer ke membrane nilon dengan menggunakan teknik bloting. Selanjutnya radioaktif probe ditambahkan untuk menggandeng DNA yang sesuai dan memindahkannya kedalam membrane nilon. Dengan melakukan pemotretan membrane (pembubuhan bahan pewarna atau unsure radioaktif ) pola garis sidik jari DNA yang terbentuk dapat divisualisasikan dan dianalisa kecocokannya.

RFLP merupakan teknik pertama yang digunakan analisa DNA dalam bidang forensik adalah suatu polimorfisme DNA yang terjadi akibat variasi panjang fragmen DNA yang telah dipotong dengan enzim restriksi tertentu menjadi fragmen.

b. VNTR (Variable number of tandem repeat)

Teknik ini dilakukan dengan memanfaatkan enzim restriksi yang berfungsi memotong DNAA pada tempat-tempat tertentu dengan cara mengenali urutan basa tertentu seperti AATT. Urutan bas atersebut disebut sebagai recognition sequence. Suatu enzim yang berbeda memiliki recognition sequence yang berbeda. Enzim ino lalu memotong DNA menjadi segmen-segmen yang berbeda. Panjang segmen tersebut bervariasi pada tiap orang, hal ini disebabkan karena titik potong enzim yang berbeda dan panjang segmen antara titik potong juga berbeda. Analisa yang dihasilkan adalah variasi pada panjang fragmen DNA yang telah ditentukan .

c. PROBE

Probe adalah DNA untai tunggal yang dapat membentuk pasangan basa dengan urutan komplementer pada polinukleotida untai-tunggal lain yang tersusun dari DNA atau RNA. Proses ini dikenal dengan penyatuan kembali (reannealing) atau hibridisasi. Untuk mengidentifikasi urutan sasaran, probe harus membawa suatu label. Apabila probe membawa label radioaktif misalnya 32P, probe dapat dideteksi dengan autoradiografi.dibuat autoradiogram dengan membungkus bahan nyang mengandung probe diografi selembar film sinar-x. Elektron yang dipancarkan akubat kehancuran atom radioaktif menyababkan film terpanjan di daerah tepat di atas probe.

Probe dapat terdiri dari cDNA (dihasilkan dari mRNA oleh reverse transcriptase), fragmen DNA genom (diputuskan dari genom oleh enzim retriksi), oligonukleotida yang disintesis secara kimiawi, atau kadang-kadang RNA. Tidak semua probe di beri label radioaktif. Sebagian besar adalah produk kimia tambahan (adduct) (senyawa yang berikatan secara kovelen dengan DNA) yang diidentifikasikan, misalnya dengan fluoresens.

d. Elektroforesis Gel

Gel elektroforesis adalah teknik yang menggunakan medan listrik untuk memisahkan molekul berdasarkan ukuran. Karena mengandung gugus fosfat yang bermuatan negative, di dalam medan listrik DNA akan bergerak menuju elektroda positif. Molekul yang lebih pendek bermigrasi lebih cepat melalui pori pori gel daripada molekul yang lebih panjang, sehingga pemisahan didasarkan pada panjang. Gel yang tersusun dari poliakrilamid dapat memisahkan molekul-molekul DNA yang perbedaan panjangnya hanya satu nukleotida dan digunakan untuk menentukan urutan basa DNA. Gel agarosa digunakan untuk memisahkan fragmen DNA yang memiliki perbedaan ukuran lebih besar.

Alat dan bahan yang digunakan pada proses elektroforesis gel, diantaranya adalah:

1) Alat:

Alat elektroforesis gel Gelas ukur Kertas parafilm Labu Erlenmeyer 50 mL Mikropipet dan tip Tabung eppendorf Transluminator UV Well Comb2) Bahan:

Etidium bromida Gel agarosa Akuades DNA sampel Larutan Buffer TAE 50x Loading dye Pita DNA pada gel dapat dilihat dengan berbagai teknik. Pemberian zat warna misalnya etidium bromide memungkiinkan visualisasi langsung semua pita DNA di bawah sinar ultraviolet. Urutan spesifik biasanya dideteksi dengan probe berlabel.6

e. PCR

PCR (Polymerase Chain Reaction) adalah metode pemerikiksaan di dalam tabung untuk mengamplifikasi sekuens DNA terpilih. PCR menggunakan DNA polymerase untuk berulang kali mengaplifikasi bagian DNA target.

Tahapan tahapan dalam metode PCR adalah sebagai berikut

1) Denaturasi

DNA yang akan diamplifikasi dipanaskan untuk memisahkan DNA target yang beruntai-ganda menjadi untai tunggal.

2) Annealing

Untai yang terpisah didinginkan dan kemudian dikuatkan (anneal) menjadi dua primer (satu untuk setiap rantai)

3) Elongation

DNA polymerase dan deoksiribonukleosida trifosfat (yang berlebih) ditambahkan ke dalam campuran untuk memulai sintesis dua rantai komplementer baru ke rantai DNA asli. DNA polymerase menambahkan nukleotida-nukleotida ke ujung hidroksil-3 primer, dan pertumbuhan untai memanjang hingga melebihi DNA target.

Setelah menyelesaikan satu siklus replikasi, campuran reaksi dipanaskan kembali untuk mendenaturasi untai DNA. Setiap untai DNA mengikat primer komplementer, dan siklus pemanjangan rantai kemudian diulangi kembali. Dengan menggunakan DNA polymerase yang stabil terhadap pemanasan (contohnya Taq polymerase) dari bakteri yang normalnya hidup pada suhu tinggi, polymerase tidak mengalami denaturasi sehingga tidak harus ditambahkan ke setiap siklus berikutnya.

Keuntungan utama PCR dibandingkan cloning adalah sensitivitas dan kecepatannya. Sekuens DNA yang berjumlah sangat sedikit, dapat diamplifikasi menjadi sekuens yang predominan.

3. Tehnik Isolasi DNA

Jawab:

Isolasi DNA memiliki beberapa tahapan, yaitu: (1)Isolasi sel; (2)Lisis dinding dan membran sel; (3)Ekstraksi dalam larutan; (4)Purifikasi; dan (5)Presipitasi. Prinsip-prinsip dalam melakukan isolasi DNA ada 2, yaitu sentrifugasi dan presipitasi. Prinsip utama sentrifugasi adalah memisahkan substansi berdasarkan berat jenis molekul dengan cara memberikan gaya sentrifugal sehingga substansi yang lebih berat akan berada di dasar, sedangkan substansi yang lebih ringan akan terletak di atas. Teknik sentrifugasi tersebut dilakukan di dalam sebuah mesin yang bernama mesin sentrifugasi dengan kecepatan yang bervariasi, contohnya 2500 rpm (rotation per minute) atau 3000 rpm.

Isolasi DNA/RNA merupakan langkah awal yang harus dikerjakan dalam rekayasa genetika sebelum melangkah ke proses selanjutnya. Prinsip dasar isolasi total DNA/RNA dari jaringan adalah dengan memecah dan mengekstraksi jaringan tersebut sehingga akan terbentuk ekstrak sel yang terdiri atas sel-sel jaringan, DNA dan RNA. Kemudian ekstrak sel dipurifikasi sehingga dihasilkan pelet sel yang mengandung DNA/RNA total.

4. Apa saja sampel yang digunakan dalam identifikasi jenazah?

Jawab:

Sampel Tes DNA

Hampir semua sampel biologis tubuh dapat digunakan untuk sampel tes DNA, tetapi yang sering digunakan adalah darah, rambut, usapan mulut pada pipi bagian dalam (buccal swab), dan kuku. Untuk kasus-kasus forensik, sperma, daging, tulang, kulit, air liur atau sampel biologis apa saja yang ditemukan di tempat kejadian perkara (TKP) dapat dijadikan sampel tes DNA.5. Jelaskan mengenai lipid, protein, karbohidrat, dan asam nukleat!

Jawab:

Karbohidrat

1. Klasifikasi

a. Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Klasifikasi monosakarida berdasarkan jumlah atom karbon dan gugus yang dimilikinya yaitu aldehida atau keton.

Selain aldehida dan keton, alkohol polihidrat (alkohol gula atau poliol), dengan gugus aldehida atau keton yang telah direduksi menjadi gugus alkohol. Alkohol ini dibentuk melalui reduksi monosakarida dan digunakan dalam pembuatan makanan untuk menurunkan berat badan dan untuk pasien diabetes.

b. Disakarida

Disakarida merupakan produk kondensasi dua unit monosakarida. Disakarida adalah gula yang terdiri dari dua residu monosakarida yang dihubungkan oleh suatu ikatan glikosida. Beberapa disakarida yang penting yaitu :

c. Oligosakarida

Oligosakarida adalah produk kondensasi tiga sampai sepuluh unit monosakarida. Sebagian besar oligosakarida tidak dicerna oleh enzim dalam tubuh manusia. Contoh oligosakarida yaitu glikoprotein dan glikolipid.

d. Polisakarida

Polisakarida adalah produk kondensasi lebih dari sepuluh unit monosakarida, contohnya pati dan dekstrin yang merupakan polimer linier atau bercabang.

1) Pati adalah suatu homopolimer glukosa yang membentuk rantai -glukosida, yang disebut glukosan atau glukan. Pati adalah sumber utama karbohidrat dalam makanan, yaitu sereal, kentang, kacang-kacangan, dan sayuran lain. Dua konstituen utamanya adalah amilosa (13-20%) yang memiliki struktur heliks tidak-bercabang dan amilopektin (80-85%) yang terdiri dari rantai-rantai bercabang yang dibentuk oleh 24-30 residu glukosa yang disatukan oleh ikatan 14 di rantai dan oleh ikatan 16 di titik percabangan.2) Glikogen adalah simpanan polisakarida pada hewan dan kadang-kadang disebut pati hewan. Glikogen adalah struktur yang lebih bercabang dibandingkan amilopektin, dan rantainya terdiri dari 12-14 residu -D-glukopiranosa (dalam ikatan glukosida 14) dengan percabangan melalui ikatan glukosida 16.

3) Selulosa adalah konstituen utama dinding sel tumbuhan. Senyawa ini tidak larut dan terdiri dari unit-unit -D-glukopiranosa yang disatukan oleh ikatan 14 membentuk rantai lurus paniang yang diperkuat oleh ikatan-silang hidrogen' Mamalia tidak memiliki enzim yang menghidrolisis ikatan 14 sehingga tidak dapat mencerna selulosa. Selulosa adalah sumber utama " bulh" dalam diet, dan komponen utama serat dalam diet. Mikroorganisme dalam usus hewan pemamah biak dan herbivora lain dapat menghidrolisis ikatan B dan memfermentasikan produk meniadi asam lemak rantai-pendek sebagai sumber energi utama. Di kolon rnanusia, metabolisme selulosa oleh bakteri juga terjadi.2. Struktur

a. MonosakaridaStruktur monosakarida secara umum ada tiga yaitu : Struktur rantai-lurus

Contohnya aldoheksosa

Struktur siklik

Struktur siklik berupa hemiasetalo yang dibentuk oleh reaksi antara gugus aldehida dan gugus hidroksil lebih termodinamis I. Struktur siklik yang biasa digambar yaitu proyeksi Haworth, merupakan molekul dilihat dari samping dan atas bidang cincin, ikatan-ikatan yang terletak paling dekat dengan pengamat digambar lebih tebal dan gela, dan gugus hidroksil terletak di atas atau bawah bidang cincin.

Struktur -separuh-glukosa

Struktur -separuh-glukosa merupakan cincin segi enam yang mengandung satu atom oksigen dan berbentuk seperti kursi

Tipe-tipe isomer pada monosakarida yaitu :

1) Isomerase D dan L

Monosakarida D dan L bergantung pada konfigurasi karbon asimetrik yang terletak paling jauh dari gugus karbonil (gugus aldehida atau keton). Orientasi gugus H dan OH pada atom karbon yang terdekat dengan karbon alkohol primer terminal (karbon ke-5 pada glukosa) menentukan apakah gula termasuk konfigurasi D atau L.

Ketika gugus OH pada atom karbon ini terletak di kanan, gulanya adalah isomer D. Sedangkan jika terletak di kiri, gulanya adalah isomer L. Sebagian besar monosakarida yang terdapat di mamalia adalah gula D.

2) Struktur cincin piranosa dan furanosa

Struktur cincin monosakarida menyerupai struktur cincin piran (cincin segienam) atau furan (cincin segilima). Untuk larutan glukosa, lebih dari 99% berada dalam bentuk piranosa.

3) Anomer alfa dan beta

Apabila gula digambarkan dengan cincin terletak di bidang kertas, gugus hidroksil yang terikat secara kovalen ke karbon anomerik terletak dalam posisi apabila gugus tersebut terletak di bawah bidang cincin. Pada posisi , gugus hidroksil ini terletak di atas bidang cincin

4) Epimer

Epimer adalah stereoisomer yang berbeda dalam letak gugus hidroksil hanya pada satu karbon asimetriknya. Biasanya pada atom karbon 2, 3, dan 4. D-Glukosa dan D-Galaktosa adalah epimer, yang berbeda hanya pada posisi 4.

5) Isomerase aldosa-ketosaMonosakarida aldosa merupakan gula yang mengandung gugus aldehid, sedangkan ketosa merupakan gula yang mengandung gugus keton.

b. DisakaridaStruktur disakarida umumnya berbentuk dan . Maltosa terdiri dari 2 unit glukosa yang disatukan (14). Laktosa terdapat penyatuan sebuah galaktosa dan sebuah glukosa noleh (14). Dan sukrosa, glukosa dan fruktosa disatukan (12) melalui karbon anomeriknya.

c. PolisakaridaStruktur polisakarida pada pati yang berupa amilosa memperlihatkan struktur kumparan heliks dan pada amilopektin memperlihatkan titik percabangan 1b.

3. Fungsia. Sebagai sumber energi utama bagi tubuhb. Penting untuk metabolisme lemak normal karena jika karbohidrat kurang maka lemak akan digunakan sebagai sumber energi.c. Penting dalam mempertahankan integritas fungsi sel saraf sebagai sumber energi otak.d. Selulosa (karbohidrat yang tidak dicerna) membantu dalam eleminasi yang normal karena merangsang gerak peristaltik saluran pencernaane. Memberikan suplai protein, mineral dan vitamin B dalam jumlah yang bermakna.f. Pada hati, glucorinic acid mempunyai fungsi penting dalam pengikatan racun kimia dan bakteri.g. Sisa laktosa dalam usus lebih lama dari disakarida, sehingga memepermudah pertumbuhan bakteri yang menguntungkan. Laktosa ini berfungsi sebagai laksatif serta sintesis vitamin B kompleks dan vitamin K. 4. Metabolisme

Proses pencernaan mengubah karbohidrat makanan menjadi monosakrida melalui hidrolisis ikatan glikosidat antara gula-gula. Enzim utama yang berperan adalah amilase-alpha pancreas dan saliva dan kompleks disakaridase semispesifik di membrane brush-border pada sel mukosa usus. Pada bayi manusia, aktivitas disakaridase lactase mukosa tinggi, tetapi aktivitas ini menurun selama masa anak-anak pada semua kelompok populasi kecuali orang Eropa Utara. Serat dalam makanan, yang terutama terdiri dari polisakarida, tidak dapat dicerna oleh enzim saluran cerna manusia. Beberapa jenis serat mungkin memiliki efek yang menguntungkan.Glukosa, galaktosa, dan fruktosa yang terbentuk oleh enzim pencernaan dipindahkan ke dalam sel epitel absorptif pada usus halus melalui transport aktif dependen-Na+ dan difusi fasilitasi. Transpor fasilitasi monosakarida tersebut diperantarai oleh sekelompok protein transport glukosa (glucose transport protein, GLUT). Monosakarida masuk ke dalam kapiler jaringan pembuluh splanknik, mengalir ke hati dan jaringan perifer, dan dipindahkan masuk ke dalam sel melalui salah satu dari berbagai transporter glukosa spesifik-jaringan. Jenis transporter yang ditemukan di masing-masing jaringan mencerminkan peran metabolism glukosa pada jaringan yang bersamgkutan.Walaupun di sebagian besar jaringan glikolisis terutama berfungsi menghasilkan ATP, namun di hati jalur ini memiliki fungsi tambahan yang berubah sesuai keadaan fisiologis. Setelah makan, glikolisis menghasilkan karbon untuk sintesis asam lemak di hati dan untuk pembentukan gliserol 3-fosfat, yang bergabung dengan asam lemak untuk membentuk triasilgliserol yang disekresikan dalam VLDL. Selama puasa, banyak reaksi dalam proses glikolisis berbalik sewaktu hati menghasilkan glukosa untuk mempertahankan kadar glukosa darah. Proses pembentukan glukosa ini disebut glukoneogenesis.Glukoneogenesis, yang terutama terjadi di hati, adalah jalur untuk membentuk glukosa dari senyawa bukan karohidrat. Pada manusia, precursor glukosa yang utama adalah laktat, gliserol, dan asam amino, terutama alanin. Kecuali tiga urutan kunci, reaksi dalam glukoneogenesis merupakan kebalikan dari langkah pada glikolisis. Urutan glukoneogenesis yang tidak menggunakan enzim adalah perubahan piruvat menjadi fosfoenolpiruvat, fruktosa 1,6-bifosfat menjadi fruktosa 6-fosfat, dan glukosa 6-fosfat menjadi glukosa. Yang mana langkah-langkah ini memerlukan enzim pengatur.Protein1. Klasifikasi

Klasifikasi protein tidak terperinci sama halnya dengan klasifikasi karbohidrat atau lipida, karena jumlahnya yang banyak dan susunannya yang unik serta sifatnya yang beragam. Tetapi pada dasarnya protein dapat diklasifikasikan berdasarkan atas bentuk molekul, komponen penyusun tingkat degradasi dan fungsi biologisnya.Berdasarkan bentuk molekul, protein dibedakan atas protein globular dan fibrosa.

Protein globular mempunyai bentuk bulat atau hampir bulat, dengan perbandingan memoros kurang dari 10. Rantai polipeptidanya melipat dengan sangat kompak sehingga sedikit sekali atau tidak ada rongga interior yang tersedia untuk molekul air. Umunya protein globular mudah membentuk Kristal dan bobot molekulnya relative mudah ditentukan, protein globural larut dalam air dan larutan garam.Protein fibrosa bentuk molekulnya seperti serat atau serabut. Rantai polipeptidanya tidak membentuk bulatan atau elips, tetapi memanjang dan banyak rantai yang saling berkaitan dalam berkas parallel bersilangan. Protein fibrosa banyak berperan sebagai protein pembangun.Berdasarkan komponen penyusun, protein dibedakan atas protein sederhana dan protein majemuk.Protein sederhana hanya tersusun atas asam alfa-amino sehingga pada hidrolisisnya secara sempurna hanya akan menghasilkan asam alfa-amino penyusunnya saja.Protein majemuk, tersusun atas protein sederhana dan zat non-protein lainnya. Zat non-protein inidisebut radikal prostetik.Berdasarkan radikal protetiknya protein majemuk dibedakan atas glikoprotein (terdapat dalam jaringan dan membrane sel), kromoprotein (contohnya hemoglobin, enzim katalase dan peroksidase, flavor protein dan kloropas daun), hipoprotein. Nucleoprotein dan fosfoprotein.2. StrukturProtein adalah makromolekul yang mengandung karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Beberapa protein juga mengandung sulfur di dalamnya (Tortora, 2009). Protein dapat digambarkan sebagai polimer-biologis tiga-dimensi yang dibangun dari kumpulan 20 jenis monomer yang berbeda yang disebut asam amino (Campbell, 2012). Setiap 20 asam amino yang berbeda mempunyai satu atom hidrogen (H) dan tiga gugus fungsi penting yang berikatan dengan atom karbon pusat.

Protein secara general biasanya dikelompokkan dalam kelompok struktural protein globular, protein fibrosa, protein transmembran dan DNA-binding potein. Protein globular umumnya larut dalam medium air dan terlihat seperti berpilin dan terlipat secara padat dan tidak beraturan. Protein fibrosa tersusun linear pada satu sumbu dan mempunyai unit yang berulang. Protein transmembran mempunyai satu atau lebih region yang dapat melewati membran lemak. Sedangkan DNA-binding protein biasanya diklasifikasikan secara terpisah.

Fig. 1.b.2. general shapes of proteins

Image copyright by Marks Basic Medical Biochemistry A Clinical Approach 2nd Edition

Struktur dari protein-protein tersebut dapat dibedakan sesuai tingkatannya menjadi struktur protein primer, sekunder, tersier, dan kuartener. Struktur primer tersusun oleh asam amino yang berikatan melalui ikatan peptida membentuk polipeptida. Struktur sekunder menyerupai struktur yang berulang yang terbentuk di region kecil dalam untai polipeptida. Struktur tersier merupakan konformasi tiga-dimensi protein keseluruhan. Struktur kuartener membentuk asosiasi subunit-subunit polipeptida dengan pola geometri spesifik.

Fig. 1.b.3. Levels of structure in protein.

Image copyright by Marks Basic Medical Biochemistry A Clinical Approach 2nd Edition.a. Struktur primer

Struktur primer rantai polipeptida sebuah protein merupakan urutan penyatuan asam-asam amino. Susunan ini mencakup lokasi setiap ikan disulfida. Tidak terjadi percabangan rantai pada tingkat protein struktur primer.

Fig. 1.b.4 primary structure of proteins

Tortora GJ, Derrickson B. Principles of anatomy and physiology. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2009.

b. Struktur sekunder

Sebagian besar protein memiliki segmen-segmen dalam rantai polipeptidanya yang terlilit dan terlipat secara berulang dalam pola yang membentuk protein secara keseluruhan. Lilitan lipatan secara keseluruhan inilah yang disebut sebagai struktur sekunder. Dua buah struktur sekunder yang sama disebut heliks-, sedangkan lembar- merupakan hasil dari ikatan-ikatan hidrogen pada interval beraturan di sepanjang tulang belakang polipeptida.

1. -heliksStruktur -heliks pada umumnya merupakan struktur sekunder protein dari protein globular, membran-spanning domain, dan DNA-binding proteins. Struktur ini mempunyai konformasi rigid yang stabil yang memperkuat ikatan hidrogen saat tetap mempertahankan pola rotasinya dalam rantai polipeptida. Tulang belakang peptida di -heliks terbentuk dari ikatan hidrogen yang sangat kuat.Pada suatu heliks- terbentuk ikatan hidrogen antara masing-masing atom oksigen karbonil pada sebuah ikatan peptida dengan hidrogen yang melekat ke atom nitrogen amida pada suatu ikatan peptida 4 residu asam amino di sepanjang rantai polipeptida. Dengan begitu terbentuk struktur kumparan (ulir) reguler di mana masing-masing ikatan peptida dihubungkan oleh ikatan hidrogen ke ikatan peptida 4 residu asam amino di depannya dan 4 asam amino di belakangnya dalam urutan primer.

Rantai sisi residu asam amino pada heliks- mengarah ke luar dari sumbu sentral. Rantai sisi yang berukuran besar atau rantai sisi dengan muatan yang saling tolak-menolak dapat mencegah terbentuknya heliks-. Residu prolin menghambat struktur heliks- pada protein karena residu prolin menimbulkan hambatan geometrik akibat adanya struktur cincin dan karena pada ikatan peptida, nitrogen tidak mengandung atom hidrogen yang diperlukan untuk membentuk ikatan hidrogen.

2. Lembar-

Berbeda dengan kumparan heliks-, lembar- terbentuk melalui ikatan hidrogen antara daerah linear rantai polipeptida. Ikatan ini terjadi karena antara oksigen karbonil dari satu ikatan peptida dan nitrogen dari ikatan peptida lainnya.

Ikatan hidrogen dapat terbentuk antara dua rantai polipeptida yang terpisah atau antara dua daerah dari sebuah rantai tunggal yang melipat sendiri. Pelipatan ini sering melibatkan 4 struktur asam amino yang dikenal sebagai belokan (-turn). Rantai atau bagian rantai yang berinteraksi satu sama lain dapat bersifat sejajar atau anti-sejajar (antiparalel).

Fig. 1.b.7. -turn

Image copyright by Marks Basic Medical Biochemistry A Clinical Approach 2nd Edition.3. Struktur supersekunder

Pada sejumlah protein terbentuk kombinasi struktur sekunder tertentu, membentuk struktur supersekunder. Kombinasi tersebut termasuk heliks-belok-heliks, unit --, risleting leusin (leuchine zipper), dan jari seng (zing finger). Unit struktural tertentu dalam struktur tersier suatu protein (yang dikenal sebagai ranah domain), terdiri dari berbagai kombinasi struktur dan dan urutan lengkungan yang lebih acak yang menyatukan urutan-urutan tersebut.c. Strukur tersier

Istilah "struktur tersier" merujuk pada konformasi tiga-dimensi keseluruhan suatu polipeptida. Dalam ruang tigadimensi, struktur ini menunjukkan bagaimana gambaran struktur sekunder-heliks, lembaran, tekukan, belokan, dan gelungan-tersusun membentuk domain dan bagaimana domain-domain ini berhubungan satu sama lain dalam ruang. Domain adalah suatu bagian dari struktur protein yang mampu melakukan tugas kimia atau fisika tertentu, misalnya mengikat substrat atau ligan lain. Domain lain dapat berfungsi menghubungkan protein dengan membran atau berinteraksi dengan molekul regulatorik yang memodulasi fungsi protein tersebut.

Fig. 1.b.8 G-Actin. ATP binds in the center of the cleft. The two domains that

Form he cleft are further subdivided into subdomains 14From Kabsch W, Holmes KC. The actin fold. FASEB J 1995:9:167174.) d. Struktur kuartener

Struktur kuartener adalah struktur tiga-dimensi suatu protein yang terdiri dari subunit. Subunit tersebut disatukan oleh jenis interaksi nonkovalen yang sama yang berperan dalam struktur tersier, yaitu interaksi elektrostatik dan hidrofobik serta ikatan hidrogen. Pada hemoglobin, subunit yang ada serupa. Keempatnya mengandung heme dan mengikat oksigen. Namun, kompleks piruvat dehidrogenase memiliki beberapa jenis subunit yang berbeda. Kompleks ini mengandung sejumlah besar protein yang mencakup enzim yang mengkatalisis reaksi keseluruhan, memperbaharui kofaktor, dan mengatur aktivitas.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Fig. 1.b.9. Myoglobin and hemoglobin. (From Frescht A. Structure and Mechanism in Protein Science. New York: WH Freeman and Company, 1999).Mioglobin dan hemoglobin, protein pertama pengikat oksigen adalah protein pertama yang strukturnya dipastikan secara rinci. 3. Fungsi

Protein mempunyai bermacam-macam fungsi bagi tubuh, yaitu sebagai enzim, zat pengatur pergerakan, pertahanan tubuh, alat pengangkut.

a. Sebagai enzimHampir semua reaksi biologis dipercepatatan dibantu oleh suatu senyawa makromolekul spesifik yang disebut enzim; dari reaksi yang sangat sederhana seperti reaksi transportasi karbondioksida sampai yang sangat rumit seperti reaksi kromosom.

Hampir semua enzim menunjukan daya kualitik yang luar biasa, dan biasanya dapat mempercepat reaksi sampai beberapa juta kali. Sampai kini lebih dari seribu enzim telah dapat diketahui sifat-sifatnya dan jumlah tersebut terus bertambah.Protein besar peranannya terhadap perubahan-perubahan kimia dalam system biologis.

b. Alat pengangkut dan alat penyimpanBanyak molekul dengan Berat molekul serta beberapa ion dapat diangkut atau dipindahkan oleh protein-protein tertentu.Misalnya hemoglobin mengankut oksigen dalam eritosit, sedang mioglobin mengankut oksigwn dalam otot.Ion besi diangkut dalam plasma darah oleh transferin dan disimpan dalam hati sebagai kompleks dengan feritin, suatu protein yang berbeda dengan transferin.

c. Pengatur pergerakanProtein merupakan komponen utama daging; gerakan otot terjadi karena adanya dua molekul protein yang saling bergeseran.Pergerakan flagella sperma disebabkan oleh protein.

d. Penunjang mekanisKekuatan dan daya tahan robek kulit dan tulang disebabkan adanya kolagen, suatu protein berbentuk bulat panjang dan mudah membentuk serabut.

e. Pertahanan tubuh/ImunisasiPertahanan tubuh biasanya dalam bentuk antibody, yaitu suatu protein khusus yang dapat mengenal dan menempel atau mengikat benda-benda asing yang masuk kedalam tubuh seperti virus, bakteri, dan sel-sel asing lain. Protein dapat membedakan benda-benda yang menjadi anggota tubuh dengan benda-benda asing.4. MetabolismeTubuh dapat mensintesis 100.000 sampai 140.000 protein yang berbeda dalam berbagai bentuk fungsi dan struktur yang terdiri dari susunan kombinasi 20 asam amino. Dalam kondisi normal, protein sel secara terus menerus mengalami recycle di dalam sitosol. Ikatan peptide akan dipecah dan asam amino bebas akan digunakan kembali untuk membuat protein baru. Jika sumber energy lainnya tidak mencukupi mitokondria akan membuat ATP dengan cara memecah asam amino di dalam TCA.

Lipid

1. Klasifikasi

Klasifikasi lipid berikut ini merupakan hasil modifikasi klasifikasi Bloor:

a. Lipid sederhana: ester asam lemak dengan berbagai alkohol

1) Lemak: ester asam lemak dengan gliserol. Lemak yang berada dalam keadaan cair dikenal sebagai minyak

2) Malam: ester asam lemak dengan alkohol monohidrat berbobot molekul lebih tinggi.

b. Lipid Kompleks: ester asam lemakyang mengandung gugus-gugus lain disamping alkohol dan lemak

1) Fosfolipid: kelompok lipid yang mengandung asam lemak dan alkohol, juga mengandung residu asam fosfat. Lipid ini sering mempunyai basa yang mengandung nitrogen dan dubtituen lain, misal, pada pada gliserofosfolipid, alkohol yang dimilikinya adalah adalah gliserol dan alkohol pada sfingofosfolipid adalah sfingosin.

2) Glikolipid: kelompok lipid yang mengandung asam lemak, sfingosin, dan karbohidrat

3) Lipid kompleks lain: lipid seperti sulfolipid dan aminolipid. Lipoprotein juga dapat dimasekan ke dalam kategori ini.

c. Prekursor dan derivat lipid: kelompok ini mencakup asam lemak, gliserol, steroid, steroid, senyawa alkohol selain gliserol serta sterol, aldehid lemak dan badan keton, hidrokarbon, vitamin larut lemak, serta berbagai hormon.(8)Klasifikasi menurut Lehninger

a. Lipid komplek (yang bisa mengalami saponifikasi) contoh : trigliserida

b. Lipid sederhana (yang tidak bisa mengalami saponifikasi karena tidak mengandung gliserol). Contoh : terpen, steroid, prostaglandin dll. 2. Struktur

a. Asam lemak

Asam lemak dibentuk apabila terjadi kelebihan kalori dalam makanan. Sumber karbon utama untuk pembentukan asam lemak adalah karbohidrat makanan. Kelebihan kalori dari protein makanan juga dapat mendorong pembentukan asam lemak. Dalam hal ini, sumber karbonnya adalah asam amino yang dapat diubah menjadi asetil KoAatau aneka zat-antara dalam siklus asam trikarboksilat (ATK). Pada manusia, pembentukan asam lemak terutama terjadi di hati, walaupun juga dapat berlangsung di jaringan adiposa.

Asam lemak yang terdapat dalam lemak alami biasanya adalah turunan rantai-lurus yang mengandung atom karbon berjumlah genap. Rantai tersebut dapat jenuh (tidak mengandung ikatan rangkap) atau tidak jenuh (mengandung satu atau lebih ikatan rangkap) (Gambar 5.11). b. Fosfolipid

Sel tidak dapat hidup tanpa salah satu tipe lipid yaitu fosfolipid. Fosfolipid bersifat esensial bagi sel karena merupakan komponen membran sel. Struktur fosfolipid merupakan contoh klasik bagaimana bentuk sesuai dengan fungsi pada tingkat molecular. Seperti yang ditunjukkan pada peraga 5.13, fosfolipid mirip dengan molekul lemak namun hanya memiliki dua asam lemak yang melekat ke gliserol, bukan tiga. Gugus hidroksil ketiga pada gliserol bergabung dengan suatu gugus fosfat, yang memiliki muatan listrik negative. Molekul-molekul kecil tambahan, yang biasanya bermuatan atau polar, bias ditautkan ke gugus fosfat untuk membentuk berbagai macam fosfolipid.Kedua ujung fosfolipid menunjukkan perilaku yang berbeda terhadap air. Ekor hidrokarbon bersifat hidrofobik dan dijauhkan dari air. Akan tetapi, gugus fosfat dan molekul yang melekat pada gugus ini membentuk kepala hidrofilik yang memiliki afinitas terhadap air. Ketika ditambahkanke air, fosfolipid menyusun diri membentuk agregat berlapis dua/lapisan ganda(bilayer). Yang mana lapisan ini bertujuan untukmelindungi bagian hidrofobiknya dari air.

Pada permukaan sel, fosfolipid tersusun dalam lapisan-lapisan yang serupa. Kepala hidrofilik molekul ini terletak di luar lapisan-ganda, bersentuhan dengan larutan berpelarut air (equeous solution) di dalam dan di luar sel. Ekor yang hidrofobik mengarah ke interior lapisan-ganda, menjauhi air. Lapisan-ganda fosfolipid membentuk perbatasan antara sel dan lingkungan sekitarnya; faktanya, sel tidak mungkin ada tanpa fosfolipid.c. Steroid

Steroid adalah lipid yang ditandai dengan suatu kerangka karbon yang terdiri atas empat cincin yang menyatu(peraga 5.15). Steroid yang berbeda memiliki gugus kimia yang bervariasi dalam gugus fungsional yang terikat dengan kumpulan cincin ini. Salah satu steroid, yaitu kolestrol, merupakan komponen umum membran sel hewan dan juga merupakan precursor (senyawa pendahulu) yang mana dari precursor ini steroid lain yang akan disintesis. Banyak hormone, termasuk hormone seks vertebrata, merupakan steroid yang dihasilkan dari kolestrol. Dengan demikian, kolestrol merupakan molekul penting dalam tubuh hewan, meskipun dalam konstenrasi tinggi dalam darah akan menyebabkan aterosklerosis. Selain itu lemak jenuh dan lemak trans juga dapat mempengaruhi kesehatan dengan cara mempengaruhi kadar kolesterol.

3. Fungsi

a. Lemak di adipose berfungsi sebagai isulator panas di jaringan subkutan dan disekitar organ tertentu.

b. Sebagai insulator listrik dan memungkinkan penjalaran gelombang depolarisasi di sepanjang saraf bermielin.

c. Kombinasi lipid dan protein (lipoprotein) di membran sel berfungsi sebagai pengangkut lipid dalam darah. Asam Nukleat

1. Klasifikasi

Asam nukleat dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu:

a. DNA (deoxyribonucleic acid)

DNA mengandung empat nukleotida, yaitu:

Deoksiadenosin monofosfat yang terdiri dari basa adenine, gula deoksiribosa dan fosfat.

Deoksiguanosin monofosfat yang terdiri dari basa guanine, gula deoksiribosa dan fosfat.

Deoksisitidin monofosfat yang terdiri dari basa sitosin, gula deoksiribosa dan fosfat.

Deoksitimidin monofosfat yang terdiri dari basa timin, gula deoksiribosa dan fosfat.

b. RNA (ribonucleic acid)

RNA mengandung empat nukleotida, yaitu:

Adenosin monofosfat yang terdiri dari basa adenine, gula ribosa dan fosfat.

Guanosin monofosfat yang terdiri dari basa guanine, gula ribosa dan fosfat.

Sitidin monofosfat yang terdiri dari basa sitosin, gula ribosa dan fosfat.

Uridin monofosfat yang terdiri dari basa urasil, gula ribosa dan fosfat. 2. Struktur

Asam nukleat merupakan polimer nukleotida dari ratusan, ribuan, bahkan jutaan nukloetida yang tergabung satu sama lain melalui ikatan fosfodiester. Ukuran asam nukleat bervariasi antara 25.000/1000.000 sampai 1000.000.000. monomer asam nukleat, baik DNA maupun RNA , tersusun dari nukleotida yang berasal dari penggabungan gugus fosfat, basa nitrogen, dan gula pentose. Basa nitrogen berasal dari kelompok purin dan primidin . purin asam nukleat dalah adenine dan guanine, sedangkan primidinny adalah sitosin, timin, dan urasil.

Polinukleotida asam nukleat mempunyai struktur tulang punggung yang terdiri atas gugus-gugus pentosa dan asam fosfat secara bergantian, sedangkan gugus-gugus basa purin atau primidinnya merupakan rantai samping dan terikat pada gugus pentose pada tulang punggung tersebut. Pada molekul DNA , tempat atom c-4 didalam rantai gula digunakan untuk pembentukan ikatan siklik atom c-2 tdak membawa gugus hidroksida pada atom c-3 dan atom c-5 yang masih dapat melakukan ikatan internukleotida.Dalam molekul, RNA masih mempunyai gugus hidroksida pada posisi 2 sehingga masih mungkin terjadi ikatan 2,5 disamping ikatan 3,5 seperti pada molekul DNA. 3. FungsiAsam nukleat (polinukleotida) adalah suatu polimer yang terdiri atas banyak monomer nukleotida; yang berfungsi sebagai cetak biru untuk protein dan, melalui kerja protein, untuk semua aktivitas seluler.

Terdapat dua jenis asam nukleat; asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukeat (RNA).

Base structure of RNA

Base structure of DNA

Asam-asam nukleat ini adalah molekul-molekul yang membuat organisme hidup dapat mereproduksi komponen-komponen kompleksnya dari satu generasi ke generasi berikutnya. Asam nukleat menyimpan dan menghantarkan informasi herediter secara turun temurun. DNA adalah suatu makromolekul beruntai ganda dan berbentuk heliks dengan basa yang menonjol ke bagian dalam molekul tersebut. DNA menyimpan informasi untuk sintesis protein spesifik, sedangkan RNA membawa informasi genetik ini sampai ke perkakas sintesis protein.

Untaian asam nukleat yang merupakan polimer nukleotida itu sendiri terdiri atas monomer-monomer nukleotida yang terdiri atas suatu pentosa yang terikat secara kovalen dengan suatu gugus fosfat dan dengan salah satu dari basa nitrogen yang berbeda (A, G, C, dan T atau U). Dalam pembuatan polinukleotida, nukleotida-nukleotida menyatu untuk membentuk suatu tulang belakang gula-fosfat yang merupakan asal dari basa nitrogen. Urutan basa di sepanjang gen akan menspesifikasi sekuen asam amino suatu protein tertentu. 4. MetabolismeSintesis Purin

Ada tiga proses yang berperan dalam biosintesis nukleotida purin. Ketiga proses tersebut, diurutkan mulai dari yang paling penting, yaitu:

a. Sintesis dari zat antara amfibolik (sintesis de novo)

b. Fosforibosilasi purin

c. Fosforilasi nukleosida purin

Perubahan purin, ribonukleosida, dan deoksiribonukleosidanya menjadi mononukleotida memerlukan apa yang disebut sebagai reaksi penyelamatan (salvage reaction). Reaksi ini jauh lebih sedikit memerlukan energy disbanding sintesis de novo. Mekanisme yang lebih penting melibatkan fosforibosilasi oleh PRPP. Purin bebas (Pu) untuk membentuk purin 5-mononukleotida (Pu-RP).

Dua fosforibosil transferase kemudian mengubah adenine menjadi AMP, serta mengubah hipoxantin dan guanine menjadi IMP atau GMP.Mekanisme penyelamatan kedua melibatkan transfer fosforil dari ATP ke ribonukleosida purin (PuR).Adenosin kinase mengatalisis fosforilasi adenosin dan deoksiadenosin menjadi AMP dan dAMP, dan deoksisitidin kinase memfosforilasi deoksisitidin dan 2-deoksiguanosin menjadi dCMP dan dGMP.

Hepar, sebagai tempat utama biosintesis nukleotida purin, menyediakan purin dan nukleosida purin untuk diselamatkan dan digunakan oleh jaringan-jaringan yang tidak mampu membentuk kedua zat tersebut. Contohnya, otak manusia memiliki PRPP glutamil amidotransferase dalam kadar rendah sehingga bergantung pada purin eksogen. Eritrosit dan leukosit polimorfonuklear tidak mampu menyintesis 5-fosforibosilamin sehingga menggunakan purin eksogen untuk membentuk nukleotida.

Karena membutuhkan glisin, glutamine, turunan tetrahidrofolat, aspartat, serta ATP, biosintesis IMP bermanfaat dalam regulasi biosintesis purin. Hal yang paling menentukan laju biosintesis nukleotida purin de novo adalah konsentrasi PRPP, laju sintesis, pemakaian, dan penguraiannya. Laju sintesis PRPP bergantung pada ketersediaan ribose 5-fosfat dan pada aktivitas PRPP sintase, suatu enzim yang peka terhadap inhibisi umpan-balik AMP, ADP, GMP, dan GDP.

Manusia mengubah adenosine dan guanosin menjadi asam urat. Adenosin mula-mula diubah menjadi inosin oleh adenosine deaminase. Selain pada primate tingkat tinggi, uratase (uricase) mengubah asam urat menjadi alatoin, suatu produk yang larut-air pada mamalia. Namun, karena manusia tidak memiliki uratase, produk akhir metabolism purin adalah asam urat. Sintesis Pirimidin

1. Sintesis Karbamoil fosfat

Tahapan yang diatur di jalur ini adalah sintesis karbamoil fosfat dari glutamine dan CO2, yang dikatalisis oleh karbamoil fosfat sintase II (CPS II). CPS II dihambat oleh UTP dan diaktifkan oleh ATP dan PRPP.2. Sintesis asam orotatTahapan kedua dalam sintesis pirimidin adalah pembentukan karbamoilaspartan yang dikatalisis oleh aspartat transkarbamoilase. Cincin pirimidin kemudian secara tertutup secara hidrolitik oleh dihidroorotase. Dihidroorotat yang dihasilkan kemudian teroksidasi untuk menghasilkanm asam orotat. Enzim yang menghasilkan orotat, yakni dihidroorotat dehidrogenase.

3. Pembentukan nukleotida pirimidin

Cincin pirimidin yang sudah terbentuk diubah menjadi nukleotida orotidin 5-monofosfat (OMP). Enzim orotat fosforibosil transferase menghasilkan OMP dan melepaskan pirofosfat. OMP yang merupakan induk dari mononukleotida pirimidin, akan diubah menjadi uridin monofosfat (UMP) oleh orotidilat dekarboksilase.4. Sintesis uridin trifosfat dan sitidin trifosfat

Sitidin trifosfat (CTP) dihasilkan melalui aminasi UTP oleh CTP sintetase.

5. Sintesis timidin monofosfat dari dUMP

dUMP diubah menjadi dTMP oleh timidilat sintase, yang menggunakan N5, N10-metilen tetrahidrofolat sebagai sumber gugus metil.Denaturasi

Denaturasi adalah suatu keadaan protein, yang mana protein tersebut bisa terbuka dan kehilangan konformasi aslinya karena agen denaturasi, seperti pH, konsentrasi garam, suhu, bahan kimiawi, dan aspek lingkungannya diubah. Suhu denaturasi protein terjadi pada suhu 55 - 75 dan laju denaturasi dapat mencapai 600 kali untuk tiap kenaikan 10. Yang terjadi jika protein tersebut terdenaturasi yaitu :

Berubah bentuk, hal ini dikarenakan agen denaturasi berupa bahan kimiawi dapat merusak atau mengganggu ikatan hidrogen, ikatan ionik, dan jembatan disulfida yang seharusnya berfungsi memepertahankan bentuk protein

Setelah berubah bentuk, protein yang terdenaturasi tersebut terganggu aktivitasnya dan inaktif secara biologis

Protein kehilangan kelarutan, hal ini karena lapisan bagian dalam yang bersifat hidrofobik akan keluar, sedangkan bagian luar yang bersifat hidrofilik akan terlipat ke dalam. Pelipatan terjadi bila protein mendekati pH isoelektrik, yang mana protein mengalami denaturasi akan kehilangan kelarutan dan mengendap karena gugus-gugus yang bermuatan positif dan negatif dalam jumlah yang sama atau netral, yang disebut keadaan titik isoelektrik.

Denaturasi dapat terjadi secara reversibel dan irreversibel.

Denaturasi reversibel yaitu kerusakan yang masih mempunyai fungsi yang baik. contohnya pada telur rebus, secara fisik berubah bentuk yaitu memadat, namun protein masih berfungsi baik

Denaturasi irreversibel yaitu kerusakan total. Contohnya pada telur dadar, protein mudah terdenaturasi karena tegangan muka yang terjadi bila telur diaduk hingga berbuih dan adanya panas saat penggorengan sehingga fungsi protein berkurang.Srtuktur dasar asam amino Terdapat kumpulan senyawa organik yang mengandung gugus karboksil (COOH) dan gugus amino (NH2) atau menunjukan sifat asam dan sifat basa; Asam amino juga merupakan satuan dari protein.Fungsi asam amino yang terkait dalam proses metabolisme sel adalah:

a. Sebagai substrat untuk sintesis protein

b. Pemasok nitrogen untuk sintesis senyawa yang mengandung nitrogen lainc. Sumber energi bila dikatabolisme.

Komponen dalam struktur dasar asam amino yaitu terdapat gugus karboksilat gugus amino dan gugus R. pada gugus karboksilat dan gugus amino semua asam amino protein terikat pada atom karbon yang sama (atom karbon alfa). Kecuali glisin , atau alfa asam amino protein merupakan atom C asimetrik. Pada glisin ,atom C mengikat 2 atom hydrogen . Asam amino protein lain menggantisatu hydrogen tersebut dengan gugus R sehingga asam amino lain danggap sebagai turunan glisin. Gugus karboksilatdan amino asam amino dapat mengalami ionisasi gugus karboksilat dapat melepaskan ion hydrogen , sedangkan gugus aminnya dapatr menampung prorton . jika hanya salah satu dari kedua gugus tersebut mengion maka akan terbentukanion atau kation. Kation dibentuk oleh gugus amino yangb menampung proton dan anion dibentuk oleh karboksilat yang melepaskan ion hydrogen. Asam amino dapat juga mengalami ionsasi pada kedua gugusnya sehingga asam amino dapat mempunyai muatan posirtif sekaligus muatan negative disebut ion zwitterions atau asam amino dipolar. Guugs karboksilat asam amino dapat diesterefikasi dan dibuat klorida asam , hidrazida, anidrida, dan sebagainya. Asam amino dapat juga bertindak sebagia zat silasi yang menghasilkan peptide. Sementara itu, gugus amno asam amino dapat mengalami allkilasi misalnya dengan gugus metal. Reaksi gugus amino dengan asam nitrit akan menghasilkan asam amino hidroksi dengan membebaskan 1 molekul N2 . reaksi warna asam amino yang dikenal adalah reaksi asam aminodengan ninhidrin untuk menentukan asam amino bebas secara kualitatif atau kuantitatif.Daftar Pustaka:

1) Campbell, Neil A. 2010. Biologi edisi 8 jilid 1. Jakarta: Erlangga.

2) Faatih,mukhlissul.2009. Isolasi Dan Digesti Dna Kromosom Isolation And Digestion Of Chromosomal DNA. Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 10, No. 1 : 61 67

3) Pratiwi, Rianta. 2001. Mengenal Metode Elektroforesis. Puslitbang Oseanologi-LIPI, Jakarta. Volume XXVI, Nomor 1, hal. 25-31.

4) Putra, Effendy. 2004. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dalam Bidang Farmasi. Jurnal FMIPA Universitas Sumatera Utara.

5) Sherwood,2012. Fisiologi Manusia, dari Sel ke Sistem. Edisi 6. EGC: Jakarta.

6) Suryo. 1996. Genetika. Universitas Gajah Mada. Yogyakata

7) Susmiarsih, T. 2010. Peran Genetik DNA Mitokondria (mtDNA) pada Motilitas 8) Yuwono, triwibowo. 2005. Biologi Molekular. Jakarta: Penerbit Erlangga.

24