BAB 4: KOMPOSISI KIMIA DALAM SEL

- May 24, 2012

KOMPOSISI KIMIA DALAM SEL

unsur ialah bahan yang terdiri daripada satu jenis atom sahaja yang tidak boleh diuraikan kepada bahan yang lebih ringkas melalui tindak balas kimia.
lebih kurang 25 unsur utama yang penting untuk organisma hidup.
unsur paling umum yang didapati dalam organisma ialah unsur karbon(C), oksigen(O), hidrogen(H) dan nitrogen(N).
unsur ini membentuk 96.3 peratus jumlah jisim badan.
unsur lain seperti kalium(Ca), kalium(K), fosforus(P), sulfur(S), natrium(Na), klorin(Cl), magnesium(Mg) dan ferum(Fe) membentuk baki 3.7 peratus.
unsur ini wujud dalam kuantiti yang sedikit dalam organisma.
sebatian organik ialah sebatian kimia yang mengandungi unsur karbon.
contohnya, karbohidrat(CHO), protein(CHON), lipid(CHO) dan asid nukleik.
sebatian tidak organik ialah sebatian kimia yang terdiri daripada hidrogen dan oksigen. contohnya, air(H2O).

KEPENTINGAN SEBATIAN ORGANIK DALAM SEL

15 peratus protoplasma terdiri daripada protein.
unit binaan asas protein ialah asid amino.
karbohidrat ialah sumber tenaga utama dalam sel.
gula, kanji, glikogen dan selulosa ialah contoh karbohidrat.
lipid membentuk 15 peratus protoplasma dan tidak larut dalam air.
lemak, minyak, lilin, fosfolipid dan steroid ialah contoh lipid.
asid nukleik ialah makromolekul kompleks yang menyimpan maklumat ginetik dalam bentuk kod.
unit binaan asas asid nukleik ialah nukleotida( terdiri daripada bes bernitrogen, gula pentosa(lima karbon) dan kumpulan fosfat).
asid nukleik terdiri daripada dua iaitu:

asid deoksiribonukleik(DNA).
asid ribonukleik(RNA).

(DNA)

terdiri daripada polinukleotida yang berpilin bersama untuk membentuk struktur heliks ganda dua.
dijumpai dalam nukleus.
terdapat dalam kloroplas dsn mitokondrion.
mengandungi maklumat genetik mengenai sesuatu organisma yang diturunkan daripada induk kepada anak.

(RNA)

terdiri daripada bebenang tunggal.
terdapat dalam sitoplasma, ribosom dan nukleus.
berperanan dalam menyalin maklumat yang dibawa oleh DNA untuk mensintesis protein.
bahan genetik bagi sesetengah virus.

KEPENTINGAN AIR DALAM SEL

molekul berkutub yang terdiri daripada dua atom hidrogen dan satu oksigen.
merupakan pelarut semesta kehidupan.
sebagai medium pengangkutan dalam darah, sistem limfa, perkumuhan dan pencernaan serta tisu vaskular tumbuh-tumbuhan.
sebagai medium untuk tindak balas biokimia.
membantu mengekalkan persekitaran dalam yang stabil bagi organisma hidup.
membantu dalam pelinciran. contohnya, air merupakan juzuk utama mukus (mukus memudahkan pergerakan makanan di dalam salur pencernaan).
mempunyai daya lekitan yang tinggi. maksudnya molekul air akan melekat antara satu sama lain dan bergerak dalam satu turus yang panjang dan tidak terputus-putus melalui tis vaskular tumbuhan.

KARBOHIDRAT

JENIS-JENIS KARBOHIDRAT

mengandungi karbon, hidrogen dan oksigen.
nisbah atom hidrogen kepada atom oksigen dalam satu molekul karbohidrat ialah 2:1.
terdapat tiga jenis karbohidrat iaitu monosakarida, disakarida dan polisakarida.

MONOSAKARIDA

merupakan unit karbohidrat yang paling ringkas.
dikenali sebagai gula ringkas.
gula ringkas merupakan sumber tenaga utama dalam sel.
berantai panjang bergabung dengan protein dan lipid untuk membentuk glikoprotein dan glikolipid.
contoh monosakarida ialah glukosa, fruktosa dan galaktosa.
glukosa didapati di dalam tumbuhan dan buah-buahan seperti anggur.
fruktosa didapati di dalam buah-buahan manis dan madu.
galaktosa didapati di dalam susu.
sejenis gula penurun dan boleh bertindak sebagai agen penurun.

DISAKARDA

terbentuk daripada dua molekul monosakarida yang bergabung melalui proses kondensasi.
kondensasi ialah proses yang melibatkan penyingkiran satu molekul air apabila satu ikatan terbentuk di antara dua molekul monosakarida.
maltosa terbentuk daripada dua molekul glukosa melalui kondensasi.
sukrosa terbentuk daripada glukosa dan fruktosa melalui kondensasi.
laktosa terbentuk daripada glukosa dan galaktosa melalui kondensasi.
disakarida boleh diuraikan kepada unit-unit monosakarida melalui hidrolisis.

maltosa ialah gula malt.
sukrosa ialah gula tebu.
laktosa ialah gula susu.
maltosa dan laktosa ialah gula penurun.
sukrosa ialah gula bukan penurun.

POLISAKARIDA

beratus-beratus monosakarida boleh bercantum melalui kondensasi untuk membentuk rantai molekul panjang yang dikenali sebagai polisakarida.
polimer yang dibentuk melalui kondensasi monomer-monomer glukosa.
tidak boleh larut dalam air kerana saiz molekulnya besar.
tidak mempunyai rasa manis dan tidak menghablur.
kanji, glikogen dan selulosa ialah contoh-contoh polisakarida.
kanji terdapat dalam gandum, beras, ubi kentang, roti dan jagung.
glikogen ialah karbohidrat simpanan utama dalam haiwan dan kulat.
haiwan dan manusia menyimpan glikogen terutamanya dalam hati dan sel otot.
glikogen dikenali sebagai kanji haiwan.
selulosa ialah sejenis polisakarida yang membiROTEINna dinding sel tumbuhan.
polisakarida boleh diuraikan kepada molekul-molekul kecil melalui proses hidrolisis dengan penambahan asid cair atau melalui tindak balas enzim.

PROTEIN

Mengandungi unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen(diringkaskan C,H,O,N).
Sesetengah protein mengandungi sulfur dan fosforus.
semua protein terdiri daripada satu atau lebih monomer atau unit dikenali sebagai asid amino.

DIPEPTIDA

dipeptida terbentuk apabila dua molekul asid amino dirangkai bersama oleh satu ikatan peptida melalui kondensasi.
dipeptida boleh diuraikan kepada asid amino melalui hidrolisis.

ASID AMINO + ASID AMINO (KONDENSASI)= DIPEPTIDA + AIR

DIPEPTIDA + AIR (HIDROLISIS)= ASID AMINO + ASID AMINO

POLIPEPTIDA

Protein atau polipeptida yang dihidrolisis kepada asid amino oleh enzim pencernaan akan diserap ke dalam darah.
seterusnya asid amino ini digunakan semula untuk membina molekul protein berlainan yang diperlukan oleh badan.

POLIPEPTIDA + AIR (HIDROLISIS)= DIPEPTIDA ATAU ASID AMINO

STRUKTUR-STRUKTUR PROTEIN

STRUKTUR PRIMER

struktur primer protein merujuk kepada urutan linear asid amino dalam satu rantai polipeptida.
kod ginetik yang dibawa oleh molekul DNA dalam nukleus ialah contoh protein struktur primer.

STRUKTUR SEKUNDER

struktur sekunder merujuk kepada rantai polipeptida yang berpintal membentuk heliks-a (lingkaran berpilin) atau polipeptida yang berlipat menjadi kepingan berlisu-B.
kedua-dua struktur heliks dan kepingan berlisu dipegang bersama oleh ikatan hidrogen.

(A) a-heliks (B)kepingan berlisu-B

a-heliks

protein rambut (keratin) ialah satu contoh protein struktur heliks.

kepingan belisu-B

sutera ialah satu contoh protein kepingan berlisu.

STRUKTUR TERTIER

struktur tertier merujuk kepada cara rantai heliks-a atau kepingan berlisu-b berlipat membentuk saru protein globul yang padat dan berbentuk tiga dimensi.
enzim, hormon, antibodi dan protein plasma ialah contoh-contoh protein kompleks struktur tertier.

STRUKTUR QUARTENER

struktur kuartener merujuk kepada kombinasi dua atau lebih rantai polipeptida berstruktur tertier yang membentuk satu molekul protein kompleks dan besar.
hemoglobin mempunyai struktur kuartener.

JENIS-JENIS ASID AMINO

kesemua 20 jenis asid amino boleh dibahagikan kepada dua kumpulan iaitu asid amino perlu dan asid amino tak perlu.
asid amino perlu ialah asid amino yang tidak dapat disintesis oleh badan.
satu contoh asid amino perlu ialah leusina.
protein haiwan mengandungi semua asid amino perlu dikenali sebagai protein kelas pertama.
asid amino tak perlu ialah asid amino yang boleh disintesiskan oleh badan.
asid amino ini dibentuk daripada asid amino yang lain.
terdapat 11 jenis asid amino tak perlu.
protein tumbuhan tidak mengandungi semua asid amino perlu.
protein ini dikenali sebagai protein kelas kedua.

LIPID

terdiri daripada karbon,hidrogen dan oksigen(C,H,O).
nisbah atomhidrogen kepada atom oksigen dalam satu molekul lipid adalah jauh lebih tinggi daripada nisbah 2:1 dalam karbohidrat.
sebilangan lipid mempunyai unsur-unsur fosforus dan nitrogen.
lipid tidak larut dalam air tetapi larut dalam lipid yang lain dan pelarut organik seperti alkohol dan eter.

CONTOH-CONTOH LIPID

Lipid utama ialah lemak,minyak,lilin,fosfolipid dan steroid.
lemak dan minyak ialah trigliserida.
trigliserida ialah satu eter yang terbentuk melalui kondensasi satu molekul gliserol dan tiga molekul asid lemak.
trigliserida boleh diuraikan kepada asid lemak dan gliserol melalui tindak balas hidrolisis.
lilin terdapat pada kutikel yang menutupi epidermis daun, buah dan biji sesetengah tumbuhan.
sebum yang dirembes oleh kelenjar minyak juga mengandungi lilin yang menjadikan kulit kita lembut.
fosfolipid ialah komponen utama dalam pembentukan membran plasma.
steroid ialah sebatian organik yang kompleks.

gliserol + 3 molekul asid lemak(kondensasi)=trigliserida +3H2O

trigliserida +3H2O(hidrolisis)=gliserol +3 molekul asid lemak

LEMAK DAN MINYAK

dua jenis asid lemak iaitu asid lemak tepu dan asid lemak tak tepu.

ASID LEMAK TEPU

tidak mempunyai ikatan ganda dua antara atom-atom karbon.
tidak boleh membentuk ikatan kimia dengan atom hidrogen tambahan .
mempunyai bilangan atom hidrogen maksimum.
contoh lemak tepu ialah mentega.
bersifat pepejal dalam bilik.

ASID LEMAK TIDAK TEPU

mempunyai sekurang-kurangnya satu ikatan ganda dua antara atom-atom karbon.
tidak terikat kepada bilangan atom hidrogen yang maksimum.
lemak tak tepu dengan satu ikatan ganda dua dikenali sebagai lemak mono tak tepu.
lemak tak tepu dengan dua atau lebih ikatan ganda dua disebut lemak poli tak tepu.
contoh lemak tak tepu ialah minyak jagung.
bersifat cecair pada suhu bilik.

ENZIM

PERANAN ENZIM DALAM PROSES HIDUP ORGANISMA

kesemua tindak balas biokimia yang berlaku dalam organisma hidup disebut metablisme.
metabolisme sel membolehkan pembinaan dan penguraiaan sebatian kompleks dalamsel hidup.
sesuatu tindak balas metabolisme bermula dengan molekul substrat dan berakhir dengan hasil.
enzim ialah mangkin organik yang mengawalatur semua tindak balas biokimia dalam sel.
enzim ialah mangkin biologi yang mempercepat kadar tindak balas biokimia dalam sel.
dalam sel, tindak balas biokimia mestilah berlaku dengan kadar yang pantas supaya proses hidup sentiasa dipelihara.
tindak balas biokimia dapat berlaku dengan cepat dengan kehadiran enzim dalam sel.

CIRI-CIRI ENZIM

semua enzim ialah protein yang dihasilkan oleh sel hidup.
dalam tindak balas enzim, enzim bertindak dengan substrat bagi membentuk hasil.
secara ringkasnya:-

SUBSTRAT(ENZIM) = HASIL

HASIL(ENZIM) = SUBSTRAT

enzim mengubah atau mempercepat kadar tindak balas kimia tetapi struktur enzim kekal tidak berubahpada akhir tindak balas.
enzim mempunyai tapak aktif yang spesifik untuk bergabung dengan substrat spesifik.
enzim diperlukan dalam kuantiti yang sedikit kerana enzim tidak habis digunakan tetapi dibebaskan pada akhir tindak balas.
kebanyakan tindak balas yang dimangkinkan oleh enzim adalah tindak balas berbalik.
aktiviti enzim boleh diperlahankan atau diberhentikan oleh perencat.
contoh perencat ialah plumbum dan merkuri.
kebanyakan enzim memerlukan bantuan kofaktor untuk berfungsi dengan baik.
contoh kofaktor tak organik ialah besi dan kuprum
contoh kofaktor organik ialah vitamin larut air seperti vitamin B.

PENAMAAN ENZIM

nama enzim didapati dengan menambahkan imbuhan akhir -ase kepada nama substrat yang dimangkinkannya.
contoh, nama enzim yang memangkingkan hidrolisis laktosa ialah laktase dan untuk lipid ialah lipase.
secara ringkasnya:-

LIPID + AIR = (LIPASE) ASID LEMAK +GLISEROL

sesetengah nama enzim telah lama wujud sebelum cara sistematik penamaan enzim terbentuk.
contoh nama-nama enzim ialah pepsin, tripsin dan renin yang dikekalkan penggunaannya.

TAPAK SINTESIS ENZIM

enzim ialah sejenis protein.
oleh itu, ribosom juga merupakan tapak sintesis enzim.
ribosom didapati terlekat pada jalinan endoplasma kasar atau bebas dalam sitoplasma.
maklumat untuk sintesis enzim terkandung dalam molekul DNA nukleus.
urutan bes bernitrogen pada DNA yang berlainan menggekodkan protein yang berbeza.
dalam proses, bebenang tunggal molekul RNA dibentuk untuk menterjemah kod-kod tersebut menjadi satu urutan asid amino.

ENZIM INTRASEL DAN ENZIM LUAR SEL

enzim disintesis oleh sel-sel tertentu.
enzim yang tidak dirembes ke luar sel tetapi dikekalkan untuk kegunaan dalam sel dinamakan enzim intrasel.
enzim intrasel terdapat dalam sitoplasma, nukleus, kloroplas atau membran plasma.
enzim oksidoreduktase yang terdapat dalam organel mitokondrion ialah enzim yang memangkinkan respirasi sel.
enzim yang disintesis dalam sel dan kemudiannya dirembes keluar untuk bertindak di luar sel disebut enzim luar sel.

PENGHASILAN ENZIM LUAR SEL

kebanyakan enzim yang dihasilkan oleh sel khusus dirembes keluar daripada sel.
contohnya, pankreas merembes jus pankreas yang mengandungi enzim pencernaan ke dalam duodenum.
protein yang disintesis dalam ribosom diangkut melalui lumen jalinan endoplasma kasar .
apabila sampai di hujung jalinan endoplasma kasar, bahagian membran di situ membentuk tunas yang menggenting untuk menghasilkan vesikel angkutan.
protein yang terkandung dalam vesikel angkutan kemudian bergerak menuju ke arah jasad golgi dan bercantum dengannya.
dalam jasad golgi diubah suai.
kemudian, enzim dirembes ke dalam vesikel rembesan yang terbentuk di hujung jasad golgi berhampiran dengan membran plasma.
vesikel rembesan yang mengandungi protein yang diubah suai akan bergerak menuju ke membran plasma.
vesikel ini akan berpadu dengan membran plasma sebelum membebaskan protein keluar daripada sel sebagai enzim luar sel.

MEKANISME TINDAKAN ENZIM

enzim ialah protein kompleks yang terdiri daripada satu atau lebih rantai polipeptida.
rantai polipeptida enzim berlipat-lipat menjadi bentuk tiga dimensi yang mempunyai satu lurah atau lekuk pada permukaannya disebut tapak aktif.
mekanisme tindakan enzim yang spesifik dikenali sebagai hipotesis mangga dan kunci kerana penggabungan substrat kepada enzim dapat dianalogikan sebagai kunci dam mangga.