siklus krebs

Anabolisme

Anabolisme merupakan proses pembentukan molekul kompleks, seperti karbohidrat, protein dan lemak, dari molekul-molekul yang sederhana. Pembentukan karbohidrat yang dibahas pada materi kali ini adalah pembentukan karbohidrat pada tumbuhan, yang merupakan makhluk hidup autotrof yaitu makhluk hidup yang dapat memanfaatkan sumber karbon anorganik. Pembentukan karbohidrat pada tumbuhan yaitu melalui proses fotosintesis.

Fotosintesis

Organisme fotosintetik dan heterotrofik hidup didalam keadaan seimbang pada biosfer kita. Tanaman fotosintetik menangkap energy surya dalam bentuk ATP dan NADPH yang dipergunakan sebagai sumber energi untuk membuat karbohidrat dan komponen sel organik lainnya dari karbondioksida dan air. Bersamaan dengan itu organisme tersebut membebaskan oksigen ke atmosfer. Sebaliknya heterotrof aerobik mempergunakan oksigen yang dibentuk untuk menguraikan produk organik berenergi tinggi dari fotosintesis menjadi CO₂ dan H₂O untuk membentuk kembali ATP guna keperluan aktifitas sel itu sendiri. Karbondioksida yang dibentuk oleh respirasi pada heterotrof kembali ke atmosfer, untuk dipergunakan kembali oleh organisme fotosintetik. Oleh karena itu, energi surya memberikan tenaga pendorong bagi daur karbondioksida dan oksigen atmosfer secara berkesinambungan melalui biosfer kita.

6CO₂    +  12H₂O +  Energi cahaya→C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O

Proses reaksi fotosintesis dalam tumbuhan tinggi dibagi dalam dua tahap, yaitu tahap reaksi terang yang terjadi jika tumbuhan diberi cahaya dan tahap reaksi gelap yang terjadi dengan atau tanpa adanya cahaya matahari. Di dalam sel fotosintetik eukariotik, reaksi gelap dan reaksi terang terjadi di dalam kloroplas.

 Bentuk kloroplas berbeda pada setiap spesies.organel ini dikelilingi oleh membran luar yang bersambungan, dan bersifat rapuh.suatu sistem membran membungkus ruangan bagian dalam organel, di dalamnya ,terdapat banyak kantung pipih yang dikelilingi membran, yang dinamakan tilakoid, yang biasanya tersusun berlapis-lapis, dinamakan grana. Membran tilakoid mengandung semua pigmen fotosintetik pada kloroplas dan semua enzim yang diperlukan bagi reaksi primer yang bergantung pada cahaya matahar. Cairan di dalam ruang yang melingkupi kantung tilakoid atau stroma mengandung hampir semua enzim yang diperlukan bagi reaksi gelap, yang mereduksi CO2 membentuk glukosa. Berikut ini penjelasan lebih lanjut mengenai tahap reaksi terang dan tahap reaksi gelap.

1.TAHAP REAKSI TERANG

Reaksi terang terjadi jika ada cahaya, misalnya cahaya matahari. Energi dtangkap olaeh klorofil dan digunakan untuk memecah molekul air, dan pemecahan ini disebut fotolisis.Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH. Reaksi ini diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang chaya panjang tertentu. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I.

Fotosistem I dan Fotosistem II

Reaksi terang cahaya dalam proses fotosintesis penyerapan energy matahari oleh klorofil dimana dilepaskan O2, terdiri dari dua bagian. Bagian pertama disebut fotosistem I yang menyangkut penyerapan energy matahari pada panjang gelombang di sekitar 700nm dan tidak melibatkan proses pelepasan O2. Bagian kedua yang menyangkut penyerapan energy matahari pada panjang gelombang di sekitar 680nm, disebut fotosistem II yang melibatkan pembentukan O2.

protein

Protein merupakan polimer asam amino. Struktur umum asam amino

Terdapat 20 macam asam amino dengan penggolangan asam amino sebagai berikut :

1. Asam amino non polar

Adalah asam amino yang tidak dapat larut dalam air.

2. Asam amino polar tidak bermuatan

Adalah asam amino yang dapat larut dalam air.

3. Asam amino polar bermuatan positif

Adalah asam amino yang dapat larut dalam air, bermuatan negatif sehingga bersifat asam.

4. Asam amino polar bermuatan negatif

Adalah asam amino yang dapat larut dalam air, bermuatan positif sehingga bersifat basa.

Contoh-contohnya :

Asam amino-asam amino berikatan melalui ikatan peptida membentuk polipeptida.

Terdapat 4 macam struktur pada protein, antara lain :

1. Struktur primer

2. Struktur sekunder

RNA ( Ribonucleic acid )

makalah terkait  transkripsi RNA

Sintesis protein melibatkan DNA sebagai pembuat rantai polipeptida. Meskipun begitu, DNA tidak dapat secara langsung menyusun rantai polipeptida karena harus melalui RNA. Seperti yang telah kita ketahui bahwa DNA merupakan bahan informasi genetik yang dapat diwariskan dari generasi ke generasi. Informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam amino selama sintesis protein. Informasi ditransfer secara akurat dari DNA melalui RNA untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang spesifik.

Selain DNA, sebagian besar sel prokariot dan sel eukariot juga memiliki asam nukleat yang lain yaitu RNA. RNA singkatan dari ribonucleic acid atau asam ribonukleat. RNA merupakan hasil transkripsi dari suatu fragmen DNA, sehingga RNA merupakan polimer yang jauh lebih pendek dibanding DNA. Tidak seperti DNA yang biasanya dijumpai di dalam inti sel, kebanyakan RNA ditemukan di dalam sitoplasma, terutama di ribosom.

Beberapa macam virus seperti virus Mosaik Tembakau atau TMV (“Tobacco Mosaic Virus”) dan Virus Influenza tidak memiliki DNA, melainkan hanya RNA saja. Jadi, seluruh bahan genetik di dalam selnya berupa RNA saja, sehingga membawa segala pertanggungjawaban seperti yang dibawa DNA. Oleh karena itu RNA demikian itu sering dinamakan juga RNA genetik, sedangkan RNA di dalam sel biasa disebut RNA nongenetik (akan dipelajari lebih lanjut pada materi Macam RNA). Berikut akan diuraikan tentang struktur RNA dan macam RNA.

RNA dapat dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu RNA genetik dan RNA non-genetik.

RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai pembawa keterangan genetik. RNA genetik hanya ditemukan pada makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus. Dalam hal ini fungsi RNA menjadi sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur aktivitas sel.

RNA non-genetik tidak berperan sebagai pembawa keterangan genetik sehingga RNA jenis ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup yang juga memiliki DNA. Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi mRNA, tRNA, dan rRNA.

1. mRNA (messenger RNA) atau ARNd (ARN duta)

mRNA merupakan RNA yang urutan basanya komplementer (berpasangan) dengan salah satu urutan basa rantai DNA. RNA jenis ini merupakan polinukleotida berbentuk pita tunggal linier dan disintesis oleh DNA di dalam nukleus. Panjang pendeknya mRNA berhubungan dengan panjang pendeknya rantai polipeptida yang akan disusun. Urutan asam amino yang menyusun rantai polipeptida itu sesuai dengan urutan kodon yang terdapat di dalam molekul mRNA yang bersangkutan. mRNA bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Adapun fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma. mRNA ini dibentuk bila diperlukan dan jika tugasnya selesai, maka akan dihancurkan dalam plasma.

2. tRNA (transfer RNA) atau ARNt (ARN transfer)

RNA jenis ini dibentuk di dalam nukleus, tetapi menempatkan diri di dalam sitoplasma. tRNA merupakan RNA terpendek dan bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Fungsi lain tRNA adalah mengikat asam-asam amino di dalam sitoplasma yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Bagian tRNA yang berhubungan dengan kodon dinamakan antikodon.

3. rRNA (ribosomal RNA) atau ARNr (ARN ribosomal)

RNA ini disebut ribosomal RNA karena terdapat di ribosom meskipun dibuat di dalam nukleus. rRNA bersama protein membentuk ribosom, ialah benda-benda berbentuk butir-butir halus di dalam sitoplasma. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi dari RNA ribosom adalah sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah sepanjang mRNA. Di dalam ribosom, molekul rRNA ini mencapai 30-46%.

laporan yang terkait
transkripsi RNA

karbohidrat

              Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon (C) dan air (H_­2­O) sehingga mempunyai rumus empirik (CH_­2­O)n. Secara kimia, karbohidrat didefinisikan sebagai polihidroksi aldehida (aldosa) ataupun polihidroksi keton (ketosa). 

     aldosa                  ketosa

Disebut suatu aldosa karena pada strukturnya terdapat gugus karbonil yang letaknya di ujung. Dan   disebut  suatu ketosa karena pada strukturnya terdapat gugus karbonil yang letaknya di tengah.

Penggolongan Karbohidrat

Berdasarkan jumlah gugus gulanya, karbohidrat digolongkan menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

a.      A. Monosakarida

      Monosakarida merupakan karbohidrat dengan satu gugus gula.

Contoh: 

B. Disakarida

Disakarida merupakan karbohidrat dengan 2 gugus gula. Penggabungan 2 gugus gula ini melalui reaksi dehidrasi. Contoh disakarida adalah maltosa, sukrosa, dan laktosa.     

Pembelahan Sel

artikel yang terkait struktur dan fungsi nukleus, transkripsi RNA protein, siklus sel, pembelahan sel

    Mitosis.

Merupakan proses pembelahan yang menghasilkan dua sel anak yang masing-masing memiliki sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan sel induknya. Mitosis terjadi pada perbanyakan sel somatis. Kromosomya berpasangan sehingga disebut diploid (2n). Tahap-tahap pembelahan mitosis adalah sebagai berikut :

Profase.

Pada fase ini, sel induk yang akan membelah memperlihatkan gejala terbentuknya 2 sentriol dari sentrosom. Yang satu tetap di tempat dan yang satu bergerak ke kutub yang berlawanan. Tiap sentriol memancarkan serabut-serabut berupa filamen yang disebut benang spindel. Membran inti yang masih tampak pada profase awal kemudian segera terpecah-pecah. Lalu, butiran kromatin memnajang menjadi benang kromatin yang kemudian memendek dan menebal menjadi kromosom dengan bagian yang menggenting disebut sentromer. Tiap sentromer mengandung kinetokor. Kemudian, kromosom berduplikasi menjadi dua bagian yang disebut kromatid. Bersamaan dengan itu, anak inti mengecil dan tidak nampak. Dengan demikian, kromatid terjerat pada benang spindel. Sementara itu, benang spindel meluas ke segala arah disebut aster. Di akhir profase, selubung benang inti sel pecah dan setiap kromatid melekat di beberapa benang spindel di kinetokor. Kromosom duplikat lalu meninggalkan daerah kutub dan berjajar di ekuator.

Metafase.

Periode selama kromosom berada di ekuator disebut metafase. Membran inti sudah menghilang. Kromosom berada di bidang ekuator.pada fase ini kromosom tampak paling jelas.

Anafase.

Kromatid bergerak menuju arah kutub-kutub yang berlawanan, kinetokor yang masih melekat pada benang spindel berfungsi menunjukkan jalan, sedangkan lengan kromosom mengikuti di belakang.

Telofase.

Kromatid-kromatid mengumpul pada kutub. Benang spindel menghilang, kromatid menjadi kusut dan terdapat butiran kromatid. Selaput inti terbentuk kembali dan nukleolus terlihat kembali. Pada bagian ekuator terjadi lekukan yang makin lama makin ke dalam sehingga membagi sel induk menjadi dua bagian yang merupakan sel anak yang memiliki sifat dan jumlah kromosom yang sama dengan sel induk.

Interfase.

Fase ini merupakan fase persiapan sel untuk melakukan pembelahan lagi dengan mengumpulkan materi dan energi. 

Siklus Sel

artikel terkait struktur dan fungsi nukleus, transkripsi RNA protein, siklus sel, pembelahan sel

Sel sebagai unit terkecil kehidupan tentunya mengalami pertumbuhan sel. Pada sel yang sedang tumbuh selalu mengalami siklus sel, yang merupakan serangkaian proses yang berlangsung sejak sel itu terbebtuk hingga siap mulai membelah. Siklus sel sendiri meliputi pertambahan massa dan duplikasi bahan genetic yang dikenal sebagai interfase dan pembelahan sel. Pada sel eukariotik pembelahan sel ada dua macam, yaitu mitosis dan meiosis.

Para ahli biologi lebih banyak mencurahkan perhatiannya pada fase pembelahan sel karena perubahan- perubahan yang dramatis yang berlangsung dapat diamati dengan mikroskop cahaya. Oleh karena itu, interfase juga meerupakan ‘fase istirahat’. Pada interfase terjadi beberapa kegiatan yang intensif, antara lain biosintesis adan deoksiribonukleat (ADN) dan pembagian komponen-komponen kromosom menjadi dua bagian yang sama. Sehingga ukuran sel bertambah kurang lebih dua kali lipat.

Pada interfase berlangsung serangkaian proses yang komplek sebagai persiapan untuk membagikan materi-materi yang terdapat pada sebuah sel kepada sel anak dengan jumlah yang sama. Sebelum membelah, komponen-komponen molekuler sel yang penting dalam sel telah digandakan menjadi dua kali lipat, sehingga sebenarnya pembelahan sel merupakan fase terakhir dari perubahan-perubahan tingkat molekul yang sedang berlangsung. Berikut merupakan gambar ringkasan peristiwa-peristiwa besar dalam siklus sel eukariotik dan kondisi kromosom induk.

Dalam sel berkembang biak, G1 adalah periode antara kelahiran sel mitosis dan inisiasi sintesis DNA, yang menandai awal fase S. Pada akhir fase S, kromosom yang direplikasi terdiri dari dua DNA dan terkait kromosom. Akhir G2 ditandai oleh terjadinya mitosis,  memisahnya gelendong mitosis (garis merah) dan menuju ke kutub masing-masing, diikuti pembagian sitoplasma (sitokinesis) untuk menghasilkan dua sel anak. G1, S, dan fase G2 secara kolektif disebut sebagai interfase, periode antara satu mitosis dan berikutnya.

Berdasarkan penelitian-penelitian sitokimia (antara lain dengan menggunakan zat warna Feolgen) dan penelusuran dengan timidin radioaktif, Howard sdan Pele membagi siklus sel menjadi empat periode yang berurutan, yaitu periode G₁ (G = gap), periode S (sintesis), periode G₂, dan mitosis. Sintesis ADN hanya berlangsung pada periode S. selam periode G₂ pada suatu sel mengandung ADN sebanyak dua kali lipat jika dibanding pada periode G₁. Sel-sel anak yang baru dibentuk pada mitosis kembali mengandung jumlah ADN seperti pada periode G_1.

Dalam membahas mitosis, kita biasanya menggunakan istilah kromosom yang merupakan bagian yang sangat berperan dalam pewarisan sifat.  Kromosom ini jelas terlihat saat proses pembelahan sel jika dilihat dengan mikroskop cahaya. Selama interfase, bagian dari siklus sel antara akhir satu M fase dan awal berikutnya, membentuk sambungan dengan retikulum endoplasma . Dengan terjadinya mitosis dalam profase, benang spindle ditarik ke dalam retikulum retikulum, dan Membran Golgi terurai menjadi vesikula.  mikrotubulus membongkar dan berkumpul kembali ke aparat mitosis yang terdiri dari berbentuk bola bundel dari mikrotubulus (gelendong) dengan cluster berbentuk bintang dari mikrotubulus memancar dari setiap ujung, atau gelendong tiang. Selama periode metafase mitosis, sebuah multiprotein kompleks, yang kinetokor, berkumpul di masing-masing sentromer. Itu kinetochore dari kromatid saudari kemudian bergaul dengan mikrotubulus datang dari gelendong yang berlawanan kutub.

Selama periode anafase mitosis, kromatid terpisah.  Mereka awalnya ditarik oleh protein motor sepanjang mikrotubulus gelendong menuju kutub yang berlawanan dan kemudian yang lebih jauh terpisah sebagai gelendong mitosis berelongasi. Setelah selesai Pemisahan kromosom, gelendong mitosis disassembles dan kromosom decondensasi  selama telofase. Membran inti kembali terbentuk di sekeliling terpisah kromosom saat mereka decondensasi . Pembagian sitoplasma secara fisik, disebut sitokinesis  kemudian menghasilkan dua sel anak sebagai kompleks Golgi bentuk ulang di masing-masing sel anak. Setelah mitosis sel  bersiklus memasuki fase G1, memulai pergantian siklus lain. Pada vertebrata dan diploid ragi, sel-sel di G1 memiliki jumlah kromosom diploid (2n).

Transkripsi RNA Protein

artikel terkait struktur dan fungsi nukleus, transkripsi RNA protein, siklus sel, pembelahan sel

Transkripsi mempunyai ciri-ciri kimiawi yang serupa dengan sintesis/replikasi DNA, yaitu :

 1. Adanya sumber basa nitrogen berupa nukleosida trifosfat. Bedanya dengan sumber basa untuk sintesis DNA hanyalah pada molekul gula pentosanya yang tidak berupa deoksiribosa tetapi ribosadan tidak adanya basa timin tetapi digantikan oleh urasil. Jadi, keempat nukleosida trifosfat yang diperlukan adalah adenosin trifosfat (ATP), guanosin trifosfat (GTP), sitidin trifosfat (CTP), dan uridin trifosfat (UTP).

 2. Adanya untai molekul DNA sebagai cetakan. Dalam hal ini hanya salah satu di antara kedua untai DNA yang akan berfungsi sebagai cetakan bagi sintesis molekul RNA. Untai DNA ini mempunyai urutan basa yang komplementer dengan urutan basa RNA. hasil transkripsinya, dan disebut sebagai pita antisens. Sementara itu, untai DNA pasangannya, yang mempunyai urutan basa sama dengan urutan basa RNA, disebut sebagai pita sens.

 3. Sintesis berlangsung dengan arah 5’→ 3’ seperti halnya arah sintesis DNA. Gugus 3’- OH pada suatu nukleotida bereaksi dengan gugus 5’- trifosfat pada nukleotida berikutnya menghasilkan ikatan fosofodiester dengan membebaskan dua atom pirofosfat anorganik (PPi). Reaksi ini jelas sama dengan reaksi polimerisasi DNA. Hanya saja enzim yang bekerja bukannya DNA polimerase, melainkan RNA polimerase. Perbedaan yang sangat nyata di antara kedua enzim ini terletak pada kemampuan enzim RNA polimerase untuk melakukan inisiasi sintesis RNA tanpa adanya molekul primer.

Tahap-tahap transkripsi adalah sebagai berikut :

Struktur Nukleus

artikel terkait struktur dan fungsi nukleus, transkripsi RNA protein, siklus sel, pembelahan sel

Inti sel terdiri dari beberapa bagian, yaitu membran inti/ nuclear envelope (Karioteka), nukleoplasma (kariolimfa), kromatin dan nukleolus (anak inti).

bagian-bagian dalam nukleus :

1.    Membran Inti

Membrane inti atau selubung inti merupakan struktur pembatas materi initi sel dengan sitoplasma. Struktur membran inti saat diamati di bawah mikroskop electron tampak sebagai dua lapisan membran yang masing-masing dipisahkan oleh celah sebesar 20-30 nm. Membran inti luar berhubungan dengan reticulum endoplasma, karena itu ruang antara membran inti dalam dan luar adalah langsung berhubungan dengan lumen reticulum endoplasma. Fungsi yang penting dari membran inti adalah bekerja sebagai pembatas yang memisahkan kandungan inti sel dengan sitoplasma. Seperti membran sel yang lain, setiap membran inti tersusun dari dua lapis phospolipid (untuk selanjutnya digunakan istilah “phospolipid bilayer”) yang hanya permeable terhadap molekul kecil non polar. Struktur membran inti juga dilengkapi dengan lubang-lubang yang disebut porus nuclearis, yaitu lubang pada selubung inti yang menghubungkan nucleolus dengan sitoplasma. Sel melalui lubang-lubang ini dapat mentransfer substansi sel yang berada di dalam nukleus ke luar nucleus (sitoplasma). Subsatansi sel yang ditransfer ke luar sel adalah molekul RNA yang berkaitan erat dengan sintesis protein di sitoplasma.

Mekanisme Sorting Protein dari Sitosol ke Organel

             Sorting ini berarti penyeleksian. Protein di sintesis di dalam sitosol kemudian beberapa di masukkan ke dalam mitokondria, kloroplas, dan peroksisom melalui tahap seleksi. Mitokondria dan kloroplas masing-masing mempunyai membran bilayer ganda, sedangkan peroksisom memiliki membran bilayer tunggal. Perbedaan dari ketiga sorting dapat dilihat pada table berikut ini.

A. Sorting Protein ke Mitokondria

Ada 4 bagian dalam mitokondria yang berperan dalam pengiriman protein, yaitu bagian membran luar mitokondria, membran dalam mitokondria, ruang intermembran, dan matriks mitokondria. Meskipun mitondria mempunyai DNA dan ribosom sendiri tapi sebagain besar proteinnya disintesis di sitosol yang dikode oleh gen nukleus. Protein yang ditujukan untuk mitokondria mempunyai sinyal khusus yang dapat dikenali oleh mitokondria. Protein yang akan masuk ke matrik mitokondria mengandung untaian sinyal yang dapat dikenali mitokondria dan berada pada N-terminus.

 Tahap-tahap pemasukan protein ke dalam mitokondria

1. Prekusor protein pada ribosom sitosol mengandung chaperon

2. Setelah protein dengan reseptor import pada membran bertemu, kemudian protein ini akan dibawa oleh reseptor import ke pori protein intergral pada membran luar ynag langung berhubungan dengan protein intregral pada membran dalam

3. Untaian pengarah dikeluarkan dengan bnatuan enzim matrik pretease

struktur dan fungsi peroksisom

Peroksisom

Organel ini ditemukan pada sel hewan, sel tumbuhan tertentu maupun sel ragi. Peroksisom pertama kali ditemukan oleh De Duve dan kawan-kawannya pada tahun 1965 di dalam sel-sel hati. Di dalam peroksisom ditemukan beberapa macam enzim oksidase dan enzim katalase. Oleh karena enzim - enzim ini berperan dalam pembentukan katalase yaitu dalam pembentukan dan pembongkaran hidrogen peroksida (H₂O₂) , maka organel tersebut dinamakan peroksisom. Pada sel tumbuhan, fungsi organel ini berkaitan dengan siklus glioksilat sehingga dinamakan glioksisom. Pada tumbuhan, peroksisom akan menguraikan asam glikolat yang dihasilkan dari proses fotosintesis kemudian mendaur ulang kembali molekul untuk dikembalikan ke kloroplas.

Di dalam sel, peroksisom berbentuk bulat telur dengan diameter kurang lebih antara 0,5 - 0,7 mikrometer, hanya dibungkus oleh selapis membran. Jumlah peroksisom untuk tiap sel bervariasi antara 70-700. Peroksisom memiliki kemampuan untuk membelah diri sehingga dapat membentuk peroksisom anak. Protein dan lipid yang diperlukan ditransfer dari sitosol. Selain berfungsi untuk pembentukan dan perombakan H₂O, menjadi substrat organik dan H₂O, peroksisom juga berfungsi untuk merombak asam lemak yang tersimpan dalam biji menjadi glukosa untuk proses perkecambahan. Peroksisom memiliki 1 membran dan tidak memiliki DNA atau ribosom.  Karena peroksisom tidak memiliki  genom, bagaimanapun juga semua protein harus diimport. Peroksisom sedemikian mirip dengan RE pada replikasi membrannya, berikatan dengan organel yang ada tanpa genom.

Peroksisom ditemukan di semua sel eukaryotik. Mereka terdiri dari enzim oksidatif seperti katalase dan urate oksidase, pada berbagai konsentrasi yang tinggi di beberapa sel. Seperti mitokondria, peroksisom merupakan tempat  besar untuk penghasilan oksigen. Satu hipotesis adalah bahwa peroksisom merupakan sisa organel tua yang melaksanakan metabolisme oksigen pada ansestor primitif sel eukaryotik. 

Peroksisom terdiri dari satu atau lebih enzim yang menggunakan oksigen molekuler untuk mengubah atom hidrogen pada subtrat organik yang spesifik pada reaksi oksidasi yang menghasilkan hidrogen peroksida sebagai hasil samping.

Reaksi :

RH2 + O2 → R + H2O2

Katalase dengan enzim lain pada organel menggunakan H2O2 untuk mengoksidasi macam-macam subtrat lain termasuk fenol, asam formic, formaldehid, dan alkohol dengan reaksi perokdative. Tipe reaksi oksidasi ini secara khusus penting pada sel hati dan ginjal, yang mana peroksisom akan menetralkan molekul toksik yang akan masuk ke dalam aliran darah. Bila kita meminum athanol seperti alkohol maka ini akan dioksidasi menjadi asetaldehid. Ketika terdapat kelebihan akumulasi H2O2 dalam sel, maka katalase akan mengubahnya menjadi H2O ( 2H2O2 → 2H2O + O2).

Fungsi penting dari reaksi oksidasi yang berlangsung di peroksisom adalah memecah molekul asam lemak. Pada proses yang disebut beta oksidasi, ikatan alkil asam lemak dipendekkan menjadi 2 atom karbon yang kemudian akan diubah menjadi asetil Ko-A dan diekspor dari peroksisom menuju sitosol untuk digunakan kembali pada reaksi biosintesis. Beta oksidasi dalam sel mamalia terjadi pada mitokondria dan peroksisom. Peroksisom merupakan organel yang tidak biasa dan pada sel yang berbeda dari satu organisme dapat terdiri dari enzim-enzim yang berbeda. Mereka dapat beradaptasi terhadap perubahan kondisi. Sel jamur yang berkembang pada gula memiliki peroksisom yang kecil. Tetapi ketika jamur berkembang pada methanol, mereka memiliki peroksisom yang besar yang mengoksidasi methanol, dan ketika jamur berkembang pada asam lemak maka mereka memiliki peroksisom yang besar untuk memecah asam lemak menjadi asetil Ko-A. Peroksisom juga memiliki peran yang penting pada tanaman. Peroksisom yang berada di daun dimana ini mengkatalisis oksidasi produk samping dari reaksi yang krusial yang menambahkan CO2 di karbohidrat. Proses ini disebut dengan fotorespirasi karena ini mengikat oksigen dan membebaskan karbondioksida. Tipe lain dari peroksisom yaitu yang berada di bibit perkecambahan, dimana ini memainkan peran penting untuk mengubah asam lemak pada lipid menjadi gula yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman muda. Karena pengubahan ini melalui siklus glikolat, maka peroksisom ini juga disebut dengan glioksisom. Pada siklus glikolat 2 molekul asetil Ko-A yang diproduksi oleh asam lemak dipecah di dalam peroksisom yang akhirnya digunakan untuk membuat asam suksinat. Selanjutnya, ini akan meninggalkan peroksisom dan diubah menjadi gula. Siklus glikolat ini tidak terjadi pada sel hewan dan hewan tidak dapat mengubah asam lemak menjadi karbohidrat.

DAFTAR PUSTAKA

Djohar. 1985. Biologi Sel I (Diktat Kuliah). Yogyakarta : FMIPA UNY.

Karp, Gerald. 2004. Cell and Moleculer Biology. USA : Von Hoffmann press.

Murray, RK, Dk Granner, PA Mayes, VM Rodwell. 2003. Harper’s Illustrated Biochemistry. 26th edition. Amerika utara : The McGraw-Hill Company .

Nelson, DL dan MM Cox. 2005. Principles of Biochemistry. 4th edition. W.H. Freeman and Company.

Reksoatmojo, Issoegianti. 1994. Biologi Sel. Yogyakarta : DEPDIKBUD.

Stryer, Lubert. 2000. Biokimia Edisi 4. Jakarta : EGC.

Suryani, Yoni. 2004. Bilogi Sel dan Molekuler. Yogyakarta : FMIPA UNY.

struktur dan fungsi lisosom

Lisosom adalah organel pencerna pada sel hewan dan di temukan disemua sel eukariotik. Lisosom berasal dari kata lyso = pencernaan dan soma = tubuh. Diamater lisosom kira-kira 25-50nm - 1μm. Lisosom memiliki keanekaragaman morfologi. Berbentuk agak bulat dan dikelilingi oleh membran tunggal bilayer yang digunakan untuk mencerna makromolekul. Yang khas dari lisosom adalah terdiri atas sekitar 50 enzim hidrolitik yang berbeda yang dihasilkan di dalam RE kasar. Enzim ini disebut dengan lisozom. Enzim-enzim ini dapat menghidrolisis semua bentuk makromolekul antara lain polisakarida, lipid, fosfolipid, asam nukleat, dan protein. Enzim hidrolisis tersebut bekerja optimum pada pH asam (sekitar 4,6). Kondisi asam ini dihasilkan dari pompa proton di membran organel. Lisosom dapat mempertahankan kondisi asam ini dengan cara membran lisosom memompa ion hidrogen dengan menghunakan bantuan ATP dari sitosol ke dalam lumen lisosom. Proses masuknya ion hidrogen ini karena membran lisosom mengandung protein integral yang kandungan glikosilatnya tinggi dan terdapat garis pelindung dari karbohidrat yang mampu melindungi membran dari kerusakan.

Contoh enzim lisosom

Enzim	Substrat
Phosphatase : Acid phosphatase Acid phosphodiesterase	Phosphomonoesterus Phosphodiesters
Nucleases : Acid ribonuclease Acid deoxyribinuclease	RNA DNA
Proteases : Cathepsin Collagenase	Protein Collagen
GAG-hydrolizing enzymes : Iduronate Sulfatase Β-galactosidase Heparan N-sulfatase α-N- Acetylglucosaminidase	Dermatan sulfate Keratan sulfate Heparan sulfate Heparan sulfate
Polysaccharidases dan Oligosaccharidases: α-glucosidase Fucosidase α-manosidase Sialidase	Glycogen Fucosyloligosaccharides Mannosyloligossacharides Sialyloligosaccharides
Sphingolipid hydrolyzing enzymes : Ceramidase Glucocerebosidase β-Hexosaminidase Arylsulfatase	Ceramide Glucosylceramide GM2ganglioside Galactosylsulfatide
Lipid hidrolysing enzimes : Acid lipase Phospholipase	Triacylglycerols Phospholipids

Lisosom berfungsi untuk merusak/menghancurkan materi yang masuk ke dari luar sel, menghancurkan patogen mencerna makanan, daur ulang organel yang rusak, dan berperan dalam perkembangan embrio pada hewan. Beberapa organisme uniseluler mencerna partikel makanan yang kemudian dibongkar secara enzimatis di dalam lisosom, dan nutrisi hasil pencernaan akan dilepaskan ke dalam sitosol. Pada sel fagositik mamalia, seperti makrofag dan neutrofil, berfungsi untuk mencerna mikroorganisme berbahaya. Pencernaan bakteri atau mikroorganisme tersebut diaktifkan pada pH rendah dari lisosom dan kemudian dicerna secara enzimatik.

Lisosom juga mempunyai peran dalam pergantian organel, yang mengatur perusakan serta penempatan organel sel itu sendiri, disebut autofagi. Selama proses ini berlangsung, sebuah organel seperti mitokondria akan diselubungi oleh membran ganda yang merupakan derivat dari sisterna RE. membran RE kemudian bergabung degan lisosom untuk membentuk autofagolisosom.

Ketika proses autofagolisosom selesai, organel yang dicerna dikeluarkan sebagai residual body. Berdasarkan tipe dari sel yang bersangkutan, isi dari residual body dikeluarkan dari dalam sel secara eksositosis atau disimpan di dalam sitoplasma disebut lipofuscin granulLipofuscin granule akan meningkat jumlahnya seiring penambahan umur sel.

koenzim dan vitamin

Beberapa enzim hanya terdiri dari polipeptida dan mengandung gugus kimiawi selain residu asam amino, contohnya adalah ribonuklease pankreas. Akan tetapi, enzim lain memerlukan tambahan kimia bagi aktivitasnya; komponen ini disebut kofaktor. Kofaktor mungkin suatu molekul anorganik seperti ion Fe²⁺, Mn²⁺, atau Zn²⁺, atau mungkin suatu molekul organik kompleks yang disebut koenzim. Beberapa enzim membutuhkan baik koenzim maupun satu atau lebih ion logam bagi aktivitasnya. Pada beberapa enzim, koenzim, atau ion logam hanya terikat secara lemah atau dalam waktu sementara pada protein, tetapi, pada enzim lain, senyawa ini terikat kuat, atau terikat secara permanen yang dalam hal ini disebut gugus prostetik. Enzim yang strukturnya sempurna dan aktif mengkatalisis, bersama-sama dengan koenzim atau gugus logamnya disebut holoenzim. Koenzim dan ion logam bersifat stabil sewaktu pemanasan, sedangkan bagian protein enzim yang disebut apoenzim, terdenaturasi oleh pemanasan. Koenzim berfungsi sebagai pembawa sementara atom spesifik atau gugus fungsionil.

Tabel 1. Koenzim dan Senyawa yang Dipindahkan

Koenzim	Senyawa yang Dipindahkan
Tiamin pirofosfat	Aldehida
Flavin adenin dinukleotida	Atom hydrogen
Nikotinamida adenine dinukleotida	Ion hidrida (H-)
Koenzim A	Gugus asil
Piridoksal fosfat	Gugus amino
5’-Deoksiadenosi obalamin (koenzim B­12)	Atom H dan gugus alkil
Biositin	CO2
Tetrahidrofolat	Gugus satu-karbon lainnya

Vitamin adalah prekursor esensial berbagai koenzim. Karena vitamin dibutuhkan pada diet manusia hanya dalam jumlah milligram atau mikrogram per hari, maka vitamin disebut mikronutrien. Vitamin diperlukan hanya dalam jumlah yang sedikit karena vitamin bekerja sebagai katalisator yang memungkinkan transformasi kimia makronutrien yang secara bersama-sama disebut metabolisme. Seperti halnya enzim, bentuk aktif vitamin hanya terdapat pada konsentrasi yang rendah di dalam jaringan.

A.    Pengelompokan vitamin

Vitamin dibedakan ke dalam dua kelas yaitu vitamin yang larut dalam air dan vitamin yang larut di dalam lemak. Vitamin yang larut dalam air meliputi tiamin (vitamin B₁), riboflavin (vitamin B₂), asam nikotinat, asam pantotenat, piridoksin (vitamin B₆), biotin, asam folat, vitamin B₁₂, dan asam askorbat (vitamin C). Hampir semua vitamin tersebut telah diketahui fungsi koenzimnya. Vitamin yang larut dalam lemak (senyawa berminyak dan tidak larut dalam air) yaitu vitamin A, D, E, dan K. Fungsi biokimiawi vitamin yang larut dalam lemak tidak diketahui secara jelas.

Tabel 2. Vitamin dan Peranannya pada Fungsi Enzim

Vitamin	Bentuk koenzim (bentuk aktif)	Jenis reaksi atau proses yang dilangsungkan
Larut dalam air
Tiamin	Tiamin pirofosfat	Dekarboksilasi asam α-keto
Riboflavin	Flavin mononukleotida, flavin adenin dinukleotida	Reaksi oksidasi-reduksi
Asam nikotinat	Nikotinamida adenin dinukleotida, nikotin amida adenin dinukleotida fosfat	Reaksi oksidasi-reduksi
Asam pantoetat	Koenzim A	Transfer gugus asil
Piridoksin	Piridoksal fosfat	Transfer gugus amino
Biotin	Biositin	Transfer CO2
Asam folat	Asam tetrahidrofolat	Transfer gugus 1-karbon
Vitamin B12	Deoksi adenosil kobalamin	Pemindahan 1,2 hidrogen
Asam askorbat	Tidak diketahui	Kofaktor pada reaksi hidroksilasi
Larut di dalam lemak
Vitamin A	Retinal	Siklus pengelihatan
Vitamin D	1,25-dihidroksikolekalsiferol	Regulasi metabolism CO2+
Vitamin E	Tidak diketahui	Perlindungan lipida membran
Vitamin K	Tidak diketahui	Kofaktor pada reaksi karboksilasi

DAFTAR PUSTAKA

Djohar. 1985. Biologi Sel I (Diktat Kuliah). Yogyakarta : FMIPA UNY.

Karp, Gerald. 2004. Cell and Moleculer Biology. USA : Von Hoffmann press.

Murray, RK, Dk Granner, PA Mayes, VM Rodwell. 2003. Harper’s Illustrated Biochemistry. 26th edition. Amerika utara : The McGraw-Hill Company .

Nelson, DL dan MM Cox. 2005. Principles of Biochemistry. 4th edition. W.H. Freeman and Company.

Reksoatmojo, Issoegianti. 1994. Biologi Sel. Yogyakarta : DEPDIKBUD.

Stryer, Lubert. 2000. Biokimia Edisi 4. Jakarta : EGC.

Suryani, Yoni. 2004. Bilogi Sel dan Molekuler. Yogyakarta : FMIPA UNY.