KOMPONEN KIMIA SEL. Delayota Science Club (DSC) Januari 2011

Delayota Science Club (DSC)

Januari 2011

Keistimewaan Atom Karbon

 Mempunyai empat elektron

valensi

 Membentuk ikatan dengan atom sejenis

 Ikatan kovalen tunggal

 Ikatan kovalen rangkap dua

 Ikatan kovalen rangkap tiga

 Mampu membentuk rantai yang panjang

Senyawa Karbon

Alifatik (rantai terbuka)

Alisiklik (melingkar)

Aromatik (cincin benzena)

Isomeri



Senyawa-senyawa dengan rumus molekul sama

namun rumus struktur berbeda.

ISOMER ISOMER RUANG ISOMER STRUKTUR ISOMER KERANGKA ISOMER POSISI ISOMER FUNGSI ISOMER GEOMETRIS ISOMER OPTIS

Amati tabel berikut!

Sifat Etana C₂H₆ Etanol C₂H₅OH Metanol CH₃OH Wujud pada suhu kamar Titik didih Kelarutan dengan air Dicampur dengan Natrium Gas -89°C Tidak larut Tidak bereaksi Cair 78 °C Larut sempurna Bereaksi Cair 65 °C Larut sempurna Bereaksi

Gugus Fungsi Senyawa Karbon



Merupakan atom atau kumpulan atom yang

paling menentukan sifat suatu senyawa karbon.

Polimer dan Monomer



Pada umumnya

molekul-molekul dalam

tubuh organisme

merupakan polimer,

misalnya:

Karbohidrat Protein Asam nukleat



Ada juga yang bukan

polimer:

Lemak

Karbohidrat (sakarida)

 Merupakan biomolekul

yang paling banyak ditemukan di alam.

 Terdiri dari unsur C, H, dan O.

 Berdasarkan

kompleksitas struktur, dapat dibagi menjadi 3 golongan:

 Monosakarida

 Oligosakarida

Fungsi

Didalam organisme memiliki berbagai peranan:

 Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara metabolisme

Pati, glikogen  dgn cepat dpt diubah mjd glukosa

 Bagian dari kerangka struktural pembentuk RNA dan DNA  gula ribosa dan deoksiribosa

 Elemen struktural pd dinding sel tanaman, bakteri dan eksoskleleton Arthropoda  polisakarida

 Identitas sel  berikatan dgn protein atau lipid dan berfungsi dlm proses pengenalan antar sel (cell-cell recognition)  oligosakarida

Monosakarida



Gula paling sederhana



Rumus molekul (CH

₂

O)

_n



Terdapat dalam 2 bentuk

 Aldosa  gugus aldehida

 Ketosa  gugus keton



Monosakarida plg sederhana mempunyai jumlah

karbon 3



gliseraldehid dan dihidroksiaseton



Monosakarida yang paling umum adalah heksosa

Beberapa Monosakarida Penting

Glukosa:

Terdapat di dlm

darah, sumber

ATP dalam

respirasi seluler

Tersimpan dlm

btk polimer: pati

dan glikogen

Struktural :

selulosa

Galaktosa:

Dikenal sebagai

gula dalam

susu dan

yoghurt sebagai

bagian dari

laktosa

Terdapat dalam

polimer sebagai

agar

Fruktosa :

Gula dalam

madu dan

buah-buahan

Juga berasal

dari hasil

hidrolisis

sukrosa

Disakarida

 Disakarida terbentuk melalui ikatan glikosida antara dua molekul monosakarida.

 Ikatan glikosida terbentuk dari eliminasi air antara gugus hidroksil dari suatu monosakarida berbentuk siklis

Beberapa Disakarida Penting

Maltosa :

hasil hidrolisis pati t.d 2 glukosa yg terikat dgn ikatan α 1-4 Hidrolisis  maltase Sukrosa : Dikenal sebagai gula meja 

diperoleh dari tebu dan beet t.d. glukosa dan fruktosa yang terikat dgn cara C1α glu - C2 β fru Hidrolisis  sukrase / invertase Laktosa : Dikenal sebagai gula susu t.d galaktosa dan glukosa yg terikat dgn cara C1 β gal – C4 glu Hidrolisis  laktase / β galaktosidase

Polisakarida



Merupakan polimer unit monosakarida



Unit monomer dapat berupa:

 homopolisakarida (satu jenis monomer)

 heteropolisakarida (dua jenis monomer)

Polisakarida Glikogen Selulosa Khitin Amilopektin Amilosa Monomer D-Glukosa D-Glukosa N-Asetil-D-Glukosamin D-Glukosa D-Glukosa Ikatan α 16 bercabang β14 β14 α 16 bercabang α 1 4

Pati

Merupakan polimer glukosa

Terdiri dari 2 macam polisakarida

• Amilosa



tidak bercabang

• Amilopektin



banyak cabang



C 1-6

setiap 10-30 residu

Hidrolisis





amilase (endoglikosidase)

Tidak larut dalam air, sehingga byk digunakan sbg

bentuk simpanan karbohidrat pd tanaman.

Sellulosa



Struktural karbohidrat utama pada tumbuhan

berkayu dan berserat



Polimer D-glukosa linear dengan iktn β1



4



Dengan iktn tersebut menyebabkan mempy

karakter yg sangat berbeda dgn amilosa



Bentuk spt fiber / serat lurus dan memanjang



Setiap residu glukosa membtk pita yang antara

satu dgn yg lain saling berputar 180

°

Kitin



Merupakan polimer N-asetil β – D

glukosamin



Terhubung dengan ikatan

β 1



4 ,

sehingga

memiliki struktur yg mirip dengan selulosa

kecuali pada gugus OH atom C 2 diganti

dengan gugus amino yg terasilasi



Terdistribusi luas di banyak organisme

terutama menyusun eksoskeleton beberapa

moluska dan artropoda

Pengujian Keberadaan Karbohidrat

 Uji Molisch  uji umum untuk karbohidrat,

menggunakan larutan alfanaftol dan asam sulfat pekat.

 Uji Lugol  Larutan I₂ dalam KI, menguji adanya polisakarida.

 Uji Tollens  menggunakan larutan perak nitrat (AgNO₃) menguji adanya gula pereduksi.

 Uji Benedict / Fehling  menggunakan larutan fehling A (CuSO₄) dan larutan fehling B (NaOH dan

kalium-natrium tartrat/garam rochelle) lalu dipanaskan, menguji adanya gula pereduksi.

Protein

 Molekul yg sangat vital untuk organisme, terdapat di semua sel hidup.

 Tersusun oleh 20 macam asam amino standar.

 Struktur dan fungsi ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam amino.

 Sifat fisik dan kimiawi dipengaruhi oleh asam amino penyusunnya.

Asam Amino

 merupakan unit penyusun protein

 Struktur:

satu atom C sentral yang mengikat secara kovalent:

 gugus amino,

 gugus karboksil,

 satu atom H dan

 rantai samping (gugus R) yang berbeda-beda untuk tiap asam amino.

 Gugus R yang berbeda-beda tersebut menentukan struktur, ukuran, muatan listrik, dan sifat kelarutan dalam air.

Asam amino

Klasifikasi Asam amino



Diklasifikasikan berdasar gugus R (rantai samping)



Biasanya sifat-sifat seperti: hidrofobik/hidrofilik,

polar/non polar, ada/tidaknya gugus terionisasi

AROMATIK POLAR ACIDIC (-) BASIC (+) NON POLAR

Asam amino standar

 Asam amino yang menyusun

protein organisme ada 20

macam disebut sebagai asam amino standar

 Diketahui asam amino ke 21 disebut selenosistein (jarang ditemukan) Terdapat di

beberapa enzim seperti gluthatione peroxidase

 Selenenosistein mempy kode genetik: UGA  biasa utk stop kodon  tjd pd mRNA dgn

Ionisasi Asam Amino



Di dalam larutan dgn pH fisiologis (mendekati

netral)



asam amino dgn gugus amino dan

gugus karboksil



terionisasi

Sifat Asam dan Basa Asam Amino

Donor proton (Asam Bronsted-Lowry) Akseptor proton (Basa Bronsted-Lowry)



Asam amino dapat membentuk

zwitter ion

yang

bersifat asam maupun basa, sehingga asam

Struktur Protein

Pembentukan Ikatan Peptida (struktur primer)

Struktur Protein …. (lanjutan)



Struktur primer: rangkaian asam amino dalam

satu rantai polipeptida.



Struktur sekunder: bentuk rantai polipeptida

karena adanya gaya-gaya non-kovalen antar

asam amino



Struktur tersier: gulungan/lipatan spiral rantai

polipeptida dalam ruang dimensi tiga.



Struktur kuarterner: adanya aksi antara dua

molekul protein atau lebih.

Denaturasi Protein

 Denaturasi adalah rusaknya struktur sekunder, tersier, dan kuarter protein karena panas atau pH yang tidak sesuai (terlalu asam/terlalu basa).

Pengujian Keberadaan Protein

 Uji Biuret: menguji adanya ikatan peptida dengan larutan

NaOH dan larutan CuSO₄ encer, memberikan warna biru jika hasilnya positif.

 Uji Xantoproteat: menguji adanya asam amino dengan gugus

fenil (cincin benzena). Sampel dipanaskan dengan asam

nitrat pekat, bila hasilnya positif akan terbentuk warna kuning, lalu dititrasi dengan basa hingga diperoleh warna jingga.

 Uji Belerang: sampel dipanaskan dengan larutan NaOH pekat (6 M) lalu diberi larutan timbel asetat (Pb(CH₃COO)₂). Bila

terbentuk endapan hitam (PbS), berarti sampel mengandung protein yang tersusun oleh asam amino dengan atom S.

 Uji Millon: menguji keberadaan asam amino tirosin dengan menggunakan larutan HNO₃ pekat, sehingga menggumpal dan berwarna putih, bila dipanaskan terjadi warna merah.

Lipid



Berbeda dengan karbohidrat

dan protein, lipid bukan

merupakan suatu polimer



Suatu molekul dikatagorikan

dalam lipid apabila:



mempunyai kelarutan yg rendah di

dalam air



larut dalam pelarut organik (eter,

kloroform)

Fungsi Lipid



Pembawa zat-zat makanan yang esensial,

termasuk asam-asam lemak dan vitamin

(A, D, E, dan K).



Sumber energi tetap (9,3 kkal/gram).



Pelindung alat-alat dalam tubuh.



Menjaga kestabilan suhu tubuh.

Klasifikasi Lipid

LEMAK (LIPID) Lemak sederhana Lemak campuran Lemak asli : lemak minyak

: fosfolipid (lipid + fosfat) lipoprotein (lipid + protein)

: asam lemak sterol

Asam Lemak

 Struktur umum asam lemak:

 Kepala : hidrofilik

 Ekor : hidrofobik

 Sehingga asam lemak dikatakan mempunyai sifat amfipatik

 Asam lemak yang sering ditemui di alam pada umumnya mempunyai jumlah karbon genap

 Berdasar ada tidaknya ikatan rangkap, dapat digolongkan menjadi 2:

 Asam lemak jenuh = tidak mempunyai ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya

 Asam lemak tak jenuh = mempunyai ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya

Triasilgliserol (TAG)

 Merupakan senyawa yg terdiri

dari gliserol dan tiga asam

lemak yang dihubungkan oleh ikatan ester.

 Asam lemak tsb bisa sama maupun berbeda.

 Tidak terdapat sbg komponen membran tetapi terakumulasi di dalam jaringan adiposa

 Ketika akan digunakan, ikatan ester dihirolisis dengan enzim lipase

Fosfolipid

 In a phospholipid, two fatty acids and a phosphate group are attached to glycerol

 The two fatty acid tails are hydrophobic, but the phosphate group and its attachments form a hydrophilic head

Kolesterol

 Carbon skeleton is four joined carbon rings

 Many functions in living things, including cell membranes

 Raw material for other molecules, including hormones, bile salts (for digestion), cortisone and other anti-inflammatories

Steroid



Have backbones bent into rings, as in

cholesterol



Are often hormones or the basis of hormones



Fat-soluble vitamins have similar structure