komposisi kimia dari makhluk hidup didasarkan pada molekul organik dan beberapa unsur anorganik, lebih atau kurang dalam proporsi yang sama dan yang melakukan fungsi yang sama dalam semua mereka.
Organisme hidup terdiri dari sel-sel dan sel-sel ini menyajikan tingkat kompleksitas yang berbeda dalam organisasi mereka. Beberapa relatif sederhana, seperti bakteri, dan yang lainnya dicirikan oleh pola organisasi yang lebih kompleks, dengan lebih banyak unsur dalam organisasi internalnya, seperti halnya pada kebanyakan sel eukariotik.
Foto “oblako3011” di www.pixabay.com
Unsur-unsur struktural hidup materi terdiri dari biomolekul dan konstituen utama sebagian besar biomolekul ini, dalam kasus manusia, misalnya, karbon (50%), oksigen (20%), hidrogen (10%), nitrogen (8,5%), kalsium (4%) dan fosfor (2,5%) (semua nilai relatif terhadap berat kering ).
Keenam unsur ini mewakili sekitar 95% dari total komposisi bahan organik, 5% sisanya sesuai dengan unsur lain seperti: kalium, belerang, natrium, klorin, magnesium, besi, mangan, dan yodium.
Perlu dicatat bahwa sebagian besar komposisi organisme (lebih dari 60% berat badan) adalah air dalam keadaan cair , yang merupakan unsur dasar kehidupan karena struktur intraseluler dan sel itu sendiri terbenam di dalamnya. .
Media cair ini menyediakan sel dengan kondisi yang paling penting yang diperlukan dan di dalamnya semua reaksi biokimia yang relevan untuk bertahan hidup terjadi.
Indeks artikel
komposisi kimia makhluk hidup
– Biomolekul kompleks
Beberapa unsur utama yang masuk ke dalam komposisi makhluk hidup bergabung dalam proporsi yang berbeda untuk membentuk kumpulan molekul organik kecil yang berbeda, yang pada gilirannya berfungsi sebagai unsur struktural untuk pembentukan biomolekul yang lebih kompleks.
Hubungan antara unsur struktural ini dan biomolekul kompleks utama organisme adalah sebagai berikut:
– Deoksiribonukleotida dan asam deoksiribonukleat ( DNA )
– Ribonukleotida dan asam ribonukleat (RNA)
– Asam amino dan protein
– Monosakarida dan polisakarida
– Asam lemak dan lipid
Deoksiribonukleotida dan asam deoksiribonukleat
Asam deoksiribonukleat atau DNA mengandung informasi turun-temurun dari semua makhluk hidup, prokariota dan eukariota. Biomolekul penting ini juga menentukan ciri-ciri utama suatu sel, baik dari segi morfologi, metabolisme, struktural maupun perkembangannya.
DNA mengkodekan informasi yang diperlukan untuk sintesis protein, serta yang diperlukan untuk mensintesis RNA, yang merupakan molekul organik penting lainnya yang diperlukan untuk sintesis dan kontrol banyak proses seluler.
Ini adalah polimer yang terdiri dari dua untai subunit yang disebut nukleotida, yang strukturnya dibentuk oleh molekul deoksiribosa (monosakarida dengan 5 atom karbon), satu atau lebih gugus fosfat dan basa nitrogen dengan satu atau dua cincin (purin atau pirimidin, masing-masing).
Basa puric DNA adalah adenin (A) dan guanin (G), sedangkan basa pirimidin adalah timin (T) dan sitosin (C).
Secara linier, nukleotida dari untai DNA yang sama bergabung satu sama lain melalui ikatan fosfodiester, yang terdiri dari gugus fosfat dan gula yang terikat secara kovalen.
Basa yang ada di salah satu untai saling melengkapi dengan basa yang berlawanan dengan untai lainnya melalui ikatan hidrogen, selalu dengan cara yang sama: adenin dengan timin (AT) dan guanin dengan sitosin (GC).
Basa nitrogen yang berbeda dalam DNA dan RNA. Sumber Pengguna: Sponktranslation: Pengguna: Jcfidy [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Ribonukleotida dan asam ribonukleat
Seperti DNA, asam ribonukleat adalah biomolekul dan bertanggung jawab atas proses pengikatan asam amino yang membentuk protein, serta proses regulasi dan kontrol ekspresi gen lainnya yang lebih kompleks.
Ini juga merupakan biopolimer, tetapi nukleotida yang membentuknya disebut ribonukleotida, karena monosakarida yang menyusunnya bukanlah deoksiribosa, seperti pada DNA, tetapi ribosa. Mereka juga memiliki satu atau lebih gugus fosfat dan basa nitrogennya berbeda dari DNA di mana guanin tidak ada, tetapi urasil (U).
Asam amino dan protein
Protein adalah biomolekul yang dapat mencapai berbagai tingkat kompleksitas dan secara signifikan serbaguna dalam hal struktur dan fungsi. Ini tidak hanya memberikan struktur dan bentuk sel, tetapi mereka juga dapat memiliki aktivitas yang memungkinkan perkembangan cepat reaksi biokimia penting (enzim).
Terlepas dari jenis protein yang dimaksud, mereka semua terdiri dari “blok pembangun” dasar yang disebut asam amino , yang merupakan molekul yang memiliki atom karbon “asimetris” yang terikat pada gugus amino (-NH2), ke gugus karboksil ( -COOH), atom hidrogen (-H) dan gugus R yang membedakannya.
Representasi grafis dari struktur protein ribosom (Sumber: Jawahar Swaminathan dan staf MSD di European Bioinformatics Institute [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Asam amino yang paling umum di alam adalah 20 dan diklasifikasikan menurut identitas gugus R; ini adalah:
– asparagin, glutamin, tirosin, serin, treonin (yang polar)
– asam aspartat, asam glutamat, arginin, lisin, histidin (yang bermuatan) dan
– glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin, triptofan, prolin, sistein, metionin dan fenilalanin (yang apolar).
Setelah DNA diterjemahkan ke dalam molekul RNA, setiap triplet nukleotida mewakili kode yang memberi tahu struktur yang mensintesis protein ( ribosom ) jenis asam amino apa yang akan dimasukkan ke dalam rantai peptida yang sedang tumbuh.
Polipeptida yang membentuk protein diproduksi, kemudian, berkat penyatuan antara asam amino mereka, yang terdiri dari pembentukan ikatan peptida antara karbon gugus karboksil dari asam amino dan nitrogen dari gugus amino dari asam amino yang berdekatan. Asam amino.
Monosakarida dan polisakarida
Karbohidrat adalah salah satu biomolekul yang paling melimpah pada makhluk hidup. Mereka memenuhi fungsi dasar seperti struktural, nutrisi, unsur sinyal, dll. Mereka terdiri dari kompleks kimia karbon, hidrogen dan oksigen dalam proporsi yang berbeda.
tanaman adalah produsen utama hidup makhluk karbohidrat alami dan yang paling bergantung pada hewan ini untuk bertahan hidup, karena ini energi ekstrak, air dan karbon.
Selulosa, biopolimer struktural (Sumber: Vicente Neto [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)] melalui Wikimedia Commons)
Karbohidrat struktural sayuran (selulosa, lignin, dll.), serta karbohidrat cadangan tanaman (pati) dan banyak hewan (glikogen), adalah polisakarida yang kurang lebih kompleks yang terdiri dari polimer unit gula sederhana atau monosakarida ( terutama glukosa).
Asam lemak dan lipid
Lipid adalah senyawa yang tidak larut dalam air yang merupakan substansi dasar membran biologis, dasar dari sudut pandang fungsional dan struktural semua sel hidup.
Mereka adalah molekul amfipatik, yaitu molekul yang memiliki ujung hidrofilik dan hidrofobik. Mereka terdiri dari rantai asam lemak yang melekat pada kerangka karbon, umumnya gliserol, yang ketiga atom karbon “bebas” melekat pada substituen tertentu yang memberikan setiap molekul identitasnya.
Beberapa lipid yang paling umum (Sumber: Pengunggah asli adalah Lmaps di Wikipedia bahasa Inggris. [GFDL 1.2 (http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/fdl-1.2.html)] melalui Wikimedia Commons)
Asam lemak adalah hidrokarbon, yaitu, mereka hanya terdiri dari atom karbon dan hidrogen yang terikat bersama.
Asosiasi beberapa lipid dalam bentuk bilayer adalah apa yang memungkinkan pembentukan membran dan karakteristik hidrofobisitas struktur ini, serta adanya protein integral dan perifer, membuat struktur semipermeabel.
– Air
Foto oleh José Manuel Suárez [CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], melalui Wikimedia Commons
Air (H2O) adalah salah satu unsur kimia terpenting bagi makhluk hidup dan sel-sel yang menyusunnya. Sebagian besar berat tubuh hewan dan tumbuhan terdiri dari cairan tidak berwarna ini.
Melalui fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, air merupakan sumber utama oksigen yang dihirup hewan dan juga atom hidrogen yang merupakan bagian dari senyawa organik .
Ini dianggap sebagai pelarut universal dan sifat-sifatnya membuatnya sangat penting untuk pengembangan hampir semua reaksi biokimia yang menjadi ciri organisme hidup.
Jika dilihat dari sudut pandang seluler, air dibagi menjadi “kompartemen”:
- Ruang intraseluler, di mana sitosol dibentuk oleh air dengan zat lain yang dicampur, cairan di mana organel sel eukariotik tersuspensi.
- Ruang ekstraseluler, yang terdiri dari lingkungan yang mengelilingi sel, baik dalam jaringan maupun dalam lingkungan alami (organisme uniseluler).
– Ion
Banyak unsur kimia dalam sel ditemukan dalam bentuk biomolekul yang disebutkan di atas dan banyak lainnya dihilangkan dalam teks ini. Namun, unsur kimia penting lainnya adalah dalam bentuk ion.
Membran sel umumnya tahan terhadap ion terlarut di lingkungan internal atau eksternal sel, sehingga dapat masuk atau keluar melalui transporter atau saluran khusus.
Konsentrasi ionik media ekstraseluler atau sitosol mempengaruhi karakteristik osmotik dan listrik sel, serta berbagai proses pensinyalan seluler yang bergantung padanya.
Di antara ion yang paling penting untuk jaringan hewan dan tumbuhan adalah kalsium, kalium dan natrium, klorin dan magnesium.
Referensi
- Alberts B, Johnson A, Lewis J, dkk. Biologi Molekuler Sel. edisi ke-4. New York: Ilmu Garland; 2002. Komponen Kimia Sel. Tersedia dari: ncbi.nlm.nih.gov
- Gladyshev, GP, Kitaeva, DK, & Ovcharenko, EN (1996). Mengapa komposisi kimia makhluk hidup beradaptasi dengan lingkungan? Jurnal Sistem Biologi, 4 (04), 555-564.
- Murray, RK, Granner, DK, Mayes, PA, & Rodwell, VW (2014). Biokimia Harper yang diilustrasikan. Mcgraw-bukit.
- Nelson, DL, Lehninger, AL, & Cox, MM (2008). Prinsip biokimia Lehninger. Macmillan.
- Prescher, JA, & Bertozzi, CR (2005). Kimia dalam sistem kehidupan. Biologi kimia alam, 1 (1), 13-21.
- Solomon, EP, Berg, LR, & Martin, DW (2011). Biologi (edisi ke-9). Brooks / Cole, Cengage Belajar: Amerika Serikat.
