BAB IIBIOMOLEKUL DAN SEL HIDUP

Yang dimaksud dengan kata biomolekul atau disingkat biomol adalah semua senyawa yang terdapat di dalam sel hidup. Mereka saling mengadakan interaksi yang terarah dan teratur sehingga menampakkan ciri hidup.

1. SUSUNAN KIMIA DAN SIFAT SELEKTIF SEL HIDUPUntuk mengetahui unsur-unsur apa atau senyawa apakah yang ada dan

menyusun jasad hidup, maka perlu dijalankan suatu analisa. Hasil analisa yang diperoleh dapat dilihat dalam tabel di bawah ini:

Tabel II.1. Komposisi kimia jasad hidup (dalam % berat)

BahanKandungan senyawa kimia

Air Karbohidrat Protein Lemak Abu

Jagung 76 20 02 00,7 1,3

Beras 12 80 07 00,3 0,4

Bayam 93 03 02 00,3 1,5

Dari hasil analisa kasar tersebut dalam tabel di atas, ternyata bahwa hewan adalah, tanaman kaya akan karbohidrat. Bilamana data di atas diteliti lebih lanjut akan kandungan unsur-unsurnya maka diperoleh gambaran tersebut dalam tabel II.2.

Baik dari tabel II. 1 maupun II. 2 dapat diambil kesimpulan bahwa senyawa yang banyak terdapat dalam jasad hidup mengandung unsur-unsur yang dapat mengadakan ikatan kovalen, unsur-unsur tersebut adalah O, C, H, dan N.

Sebagaimana diketahui unsur-unsur yang terdapat dalam kerak bumi lebih dari seratus, akan tetapi yang diambil oleh jasad hidup hanyalah sekitar sebelas. Di samping itu juga perbandingan antar unsur dalam kerak bumi tidak sama dengan yang terdapat dalam jasad hidup.

Tabel 11.2. Komposisi keunsuran jasad hidup

Oksigen 65,000% Kalsium 1,50%

Karbon 18,000% Fosfor 1,00%

Hidrogen 10,000% Kalium 0,35%

Nitrogen 3,000% Belerang 0,35%

Khlor 0,200%

Besi 0,006% Natrium 0,15%

Seng 0,003% Magnesium 0,05%

Tembaga 0.001%

Rupa-rupanya ada sifat selektif dan kecocokan yang dipunyai oleh jasad hidup dalam mengambil unsur yang diperlukan sebagai bahan penyusun senyawa dasar maupun polimer. Kenyataan menunjukkan bahwa unsur-unsur tersebut, yang terdapat dalam goongan IV, V, dan VI periode dua dan tiga sistem berkala, adalah unsur yang dapat membentuk ikatan kovalen yang relatip mantap.

Suatu hal lagi yang menarik perhatian para ahli biokimia ialah bahwa dalam rangka penyusunan polimer seperti protein, yang dipergunakan sebagai bahan/senyawa dasar hanyalah duapuluh jenis asam amino. padahal jumlah jenis asam amino yang pernah diisolasi berkisar antara seratus. Demikian pula pembentukan DNA hanya membutuhkan empat jenis basa nitrogen, sedangkan dalam jasad hidup jumlah jenis basa itu lebih dari empat.

Kebutuhan akan unsur atau senyawa dasar yang dipergunakan untuk menyusun tubuhnya diambil dari sekelilingnya, baik itu berasal dari makanan maupun dari lingkungan hidupnya. Dalam rangka penyusunan senyawa dasar mejadi polimer yang disebut makromolekul, dibedakan dua sifat yaitu informasional dan tidak informasional.

Yang pertama ialah bahwa untuk menyusun makromolekul dimaksud perlu ada suatu keterangan tentang urut-urutan senyawa dasar dalam bentuk rantai polimer itu, frekuensinya dan lain-lain. Sebaliknya seperti pada pembentukan pati ataupun glikogen tidak diperlukan keterangan.

2. ORGANISASI MOLEKULAR SEL HIDUPDalam sel hidup senyawa dasar secara bertahap diubah ke dalam senyawa

yang lebih kompleks baik fungsi maupun struktur. Keadaan ini tampak pada gambar di bawah ini :

Gambar II.1 Organisasi molekular dan struktural jasad hidup

Molekul sederhana terutama CO2, H2O, dan nitrogen atmosferik diubah melalui senyawa dasar menjadi satuan penyusun oleh jasad/sel hidup.terakhir ini bergabung melalui ikatan kovaden menjadi makromolekul dan selanjutnya membentuk molekul yang lebih besar lagi ialah supramolekul. ikatan antara makromolekul yang satu dengan lainnya tidak begitu kuat. Contoh supramolekul adalah lipoprotein, gabungan lipida dan protein; ribosoma merupakan molekul kompleks yang terdiri dari lipida dan protein.

Penggabungan senyawa dasar sehingga terbentuk supramolekul dan selanjutnya menjadi organel diatur dan dikendalikan oleh suatu sistem multi enzim. Walaupun struktural komponen itu sangat kompleks namun pengga-bungannya sangat teratur dan mengikuti pola tertentu. Fungsi masing-masing senyawa dalam molekul gabungan itu tidak nampak lagi. Mereka merupakan komponen sel yang bersama-sama dan terpadu melaksanakan fungsi sel seperti tampak pada gambar berikut ini.

Gambar II.2 Lokasi dalam hubungannya dengan Fungsi dan Organisasi

Gambar di atas memperlihatkan jalannya pengaliran enzim dari tempat sintesa, pemekatan dan pengaliran ke luar sel. Enzim, sebagaimana protein pada umumnya, disintesa pada permukaan endoplasmik retikulum. Kebutuhan enersi untuk sintesa diperoleh dari mitokondria, yang letaknya dekat dengan endoplasmik retikulum. Hasil sintesa organel terakhir ini disalurkan keluRr sel setelah dipekatkan dan disimpan (lihat arah anak panah).

3. ORGANEL DALAM SEL HIDUP Kesatuan fungsional terbesar yang ada dalam sel adalah organel. Atas

dasar fungsinya maka benda-benda sel itu dibedakan menjadi: inti sel, dinding sel, membran sel, vakuola, sitoplasma, endoplasmik retikulum, ribosoma, mitokondria, kloroplas dan masih banyak lagi.

Organisasi struktural zarah-zarah terseut di dalam sel hampir tidak ada bedanya antara sel yukarotik dan sel prokariotik. Sel prokariotik yang diwakili oleh Eschericia coli mengandung organel yang batasnya tidak begitu tegas. Misalnya inti sel E. coli seolah-olah tersebar dalam seluruh sel.

Contoh sel yukariotik ada dua kelompok yaitu kelompok sel hewan dan sel tanaman. Masing-masing kelompok mempunyai ciri-ciri khas. Kelompok tanaman mempunyai dinding sel yang kaku, mengandung kloroplas dan vakuolanya besar-besar. Karena kandungan kloroplas maka kelompok sel tanaman dinamakan sel yukariotik fotosintetik dan kelompok sel hewan adalah sel yukariotik heterotropik.

Kedua kelompok sel berbeda dalam hal ukuran, jumlah serta macam organel, yang tidak lain disebabkan karena fungsi serta luasnya tugas masing-masing. Kalau pada jasad hidup dikenal organ yang mempunyai kesatuan fungsional terbesar, maka sel pun mempunyai kesatuan fungsional terbesar dalam sel yang disebut organel. Apa fungsi masing-masing dapat dilihat dalam tabel II.3.

Gambar II.5Sel Tanaman

Jenis organel yang tampak dalam gambar II.2. pada umumnya sama yaitu: membran sel, inti, sitoplasma (sitosel; sel plasma), mitokondria, endoplasmik retikulum, ribosoma dan benda selular penyimpan. Yang khusus misalnya kloroplas, kompleks Golgi, vakuola, dan lain-lain.

Membran selFungsi organel ini ialah melindungi organel lain supaya tidak mengalir keluar

sel terhadap pengaruh luar di samping mefigatur lalu lintas senyawa dari sel satu ke lainnya atau ke medium, di mana sel itu hidup (prokariotik). Membran sel pada tanaman dan jasad renik pada umumnya terdiri dari dinding sel dan membran sel. Yang pertama kaku, mengandung benang-benang selulosa yang direkatkan dengan polisakarida lain. Dinding sel prokariotik terdiri dari polisakarida yang diseling oleh peptida yang di antaranya diisi dengan lipopolisakarida. Komposisi kimiawi membran sel pada dua keloma pok sel tidak banyak berbeda yaitu terdiri dari lapisan-lapisan protein-lipida protein. Lapisan protein terluar pada sel hati tikus merupakan lapisan penutup.Sitosol

Cairan sel ini mengandung garam anorganik maupun yang larut.

IntiPada sel yukariotik organel ini jelas terpisah dari organel lainnya karena

adanya dinding inti yang melipat, yang pada tempat tertentu ada salur-an pengubung dengan luarnya. Pada sel kelompok prokariotik keadaan ini tidak tampak hanyalah merupakan daerah keintian saja. Dalam inti terdapat senyawa DNA, RNA serta protein. Kadar senyawa yang pertama sangat tinggi dibanding dengan organel lainnya. Dari itu bisa diketahui bahwa fungsi dari inti antara lain adalah penyimpan sifat keturunan.

MitokondriaOrganel ini mempunyai dua lapis dinding, bagian dalam dan luar. Lapisan

dinding dalam melipat-lipat ke dalam dan membentuk sekat yang disebut krista. Keadaan melipat itu mengakibatkan lapisan dinding menjadi lebih luas. Isi mitokondria disebut matriks yang kaya akan enzimdan di dalamnya terdapat pula

DNA. Gambar ILS. menunjukkan perbedaan bentuk mitokondria dalam hubungannya dengan luas fungsinya. Pada umumnya fungsi mitokondria adalah mengoksidasi senyawa antara, misalnya asetil-KoA menjadi COZ dan air. Fosforilasi oksidatif dan transport elektron juga terjadi dalam organel ini.

Gambar II.6Mitokondria

KloroplasBenda interselular lain yang fungsinya serupa dengan mitokdondria adalah kloroplas yang

terdapat dalam tumbuhan berklorofil. Plastida ini aktif melakukan kegiatan fotosintetik. Gambar di bawah ini menunjukkan struktur morfologi kloroplas.

Nama Organel Sifat FungsiProkariotik

1. Dinding sel

2. Daerah inti

3. Ribosoma4. Granula

5. Sitosol

Yukariotik1. Pelindung

sel membran2. Inti

3. Mitokondria

4. Kompleks golgi

5. Endoplasmik retikulumKloroplas

Kaku, mengandung polisakarida dan peptida.

DNA heliks ganda pada umumnya tunggal melilit.Mengandung RNA dan protein.Sebagai penyimpan biasa karbohidrat.

Tanpa struktur, viskus kadar proteinnya tinggi.

Fleksibel, tipis membran mengandung lipida dan protein.Mempunyai dinding melipat-lipat. Dengan historis membentuk kromosoma.Mempunyai dua dinding antara krista terdapat matriks, kaya akan enzim dan mengandung DNA.Berupa saluran pipih, beberapa menjadi vakuola, dimana hasil sekresi dipekatkan.

Berupa saluran pipih.

Berhubungan dengan satu sama lain.

Mencegah pengelembungan. Berpori dapat melakukan molekul kecil.Informasi genetik.

Sintesa protein.Senyawa yang dikandungnya sebagai bahan bakar. Mengandung enzim dan metabolit.

Melindungi isi, permiabel.Replikasi DNA dalam nukleous.

Oksidasi menghasilkan CO2 dan H2O.

Enzim elektron transport terdapat dalam membran bagian dalam pembentukan membrn plasma.Sintesa protein.

Fosforilasi fotosintetik.

Gambar II.7 Kloroplas dan bagian-bagiannya

Membran kloroplas ada dua lapis, luar dan dalam. Membran dalam melipat-lipat yang akhirnya menjadi "vesicle" yang disebut tilakoida, tersusun merapat dan dinamakan grana,

Dalam gambar II. 4 pada umumnya organel ini tampak bersama-sama dengan ribosoma. Organel kelima dan keenam ini mempunyai fungsi dalam sintesa protein. Sebagaimana tampak dalam gambar II. 4, maka organel ini merupakan saluran yang tidak tertutup dan meenuhi ruangan sel dan menjalar di antara mitokondria dan benda-benda sel lainnya. Ruangan di dalamnya disebut cisterne, rupa-rupanya dipergunakan untuk penyaluran.