TUGAS BIOLOGI
UMUM
DOSEN PENGAMPU
Dra. SILVANA
TANA, MSi
KELOMPOK 3
RULLI NUR
HIDAYANTI
FITRIA
DIANTI
RAHMASARI
AFIYATUL AINI
ARGIYANTI WAHYU
APSARI
Karbohidrat
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani σάκχαρον, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi.
Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun
(misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada
proses fotosintesis, tetumbuhan
hijau mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat.
Secara biokimia, karbohidrat adalah
polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan
senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus
fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat
digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n,
yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n
molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki
rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur.
Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana
terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula
yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang,
disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan
selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida
(rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).
Peran
biologis
Peran
dalam biosfer
Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir
seluruh kehidupan di bumi, baik secara langsung atau tidak langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan alga fotosintetik memanfaatkan hasil
fotosintesis secara langsung. Sementara itu, hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada
organisme autotrof untuk mendapatkan makanan.
Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi
karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk mensintesis materi organik
lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis ialah gula berkarbon
tiga yang dinamai gliseraldehida
3-fosfat.menurut
rozison (2009) Senyawa ini merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang
digunakan langsung oleh organisme autotrof, misalnya glukosa, selulosa, dan
amilum.
Peran
sebagai bahan bakar dan nutrisi
Karbohidrat
menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida,
khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel
tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul
tersebut pada proses respirasi
seluler untuk
menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga
berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil
lainnya, termasuk asam
amino dan asam
lemak.
Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4
Kalori. Dalam menu makanan orang Asia
Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat
cukup tinggi, yaitu antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini
misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi
jalar), dan gula.
Namun demikian, daya cerna tubuh
manusia terhadap karbohidrat bermacam-macam bergantung pada sumbernya, yaitu
bervariasi antara 90%–98%. Serat menurunkan daya cerna karbohidrat
menjadi 85%. Manusia
tidak dapat mencerna selulosa sehingga serat selulosa yang dikonsumsi manusia
hanya lewat melalui saluran pencernaan dan keluar bersama feses. Serat-serat selulosa mengikis
dinding saluran pencernaan dan merangsangnya mengeluarkan lendir yang membantu
makanan melewati saluran pencernaan dengan lancar sehingga selulosa disebut
sebagai bagian penting dalam menu makanan yang sehat. Contoh makanan yang
sangat kaya akan serat selulosa ialah buah-buahan segar, sayur-sayuran, dan biji-bijian.
Selain sebagai sumber energi,
karbohidrat juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh,
berperan penting dalam proses metabolisme dalam tubuh, dan pembentuk struktur
sel dengan mengikat protein dan lemak.
Peran
sebagai cadangan energi
Beberapa jenis polisakarida
berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan, yang nantinya akan dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel
ketika diperlukan. Pati merupakan suatu polisakarida
simpanan pada tumbuhan. Tumbuhan menumpuk pati sebagai granul atau butiran di
dalam organel plastid, termasuk kloroplas. Dengan mensintesis pati, tumbuhan
dapat menimbun kelebihan glukosa. Glukosa merupakan bahan bakar sel
yang utama, sehingga pati merupakan energi cadangan.
Sementara itu, hewan menyimpan
polisakarida yang disebut glikogen. Manusia dan vertebrata lainnya
menyimpan glikogen terutama dalam sel hati dan otot. Penguraian glikogen pada sel-sel
ini akan melepaskan glukosa ketika kebutuhan gula meningkat. Namun demikian,
glikogen tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi hewan untuk jangka waktu
lama. Glikogen simpanan akan terkuras habis hanya dalam waktu sehari kecuali
kalau dipulihkan kembali dengan mengonsumsi makanan.
Peran
sebagai materi pembangun
Organisme membangun materi-materi
kuat dari polisakarida struktural. Misalnya, selulosa ialah komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti serabut, liat, tidak
larut di dalam air, dan ditemukan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan
semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan. Kayu terutama terbuat dari selulosa dan
polisakarida lain, misalnya hemiselulosa dan pektin. Sementara itu, kapas terbuat hampir seluruhnya dari
selulosa.
Polisakarida struktural penting
lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka
luar (eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan lain sejenis).
Kitin murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding
sel berbagai jenis fungi.
Sementara itu, dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan
karbohidrat polisakarida dengan peptida, disebut peptidoglikan. Dinding sel ini membentuk suatu
kulit kaku dan berpori membungkus sel yang memberi perlindungan fisik bagi membran sel yang lunak dan sitoplasma di dalam sel.
Karbohidrat
struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan
molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan maupun glikoprotein terdiri atas karbohidrat
dan protein, namun proteoglikan terdiri terutama atas karbohidrat,
sedangkan glikoprotein terdiri terutama atas protein. Proteoglikan ditemukan
misalnya pada perekat antarsel pada jaringan, tulang rawan, dan cairan sinovial yang melicinkan sendi otot. Sementara itu, glikoprotein
dan glikolipid (gabungan karbohidrat dan lipid) banyak ditemukan pada permukaan
sel hewan. Karbohidrat pada glikoprotein umumnya berupa oligosakarida dan dapat
berfungsi sebagai penanda sel. Misalnya, empat golongan
darah manusia
pada sistem ABO (A, B, AB, dan O) mencerminkan keragaman oligosakarida pada
permukaan sel darah merah.
Jenis-jenis karbohidrat
Monosakarida
Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana
karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan
cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa. Contoh dari aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa.
Disakarida
dan oligosakarida
Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk
dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan
melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.
Polisakarida
Polisakarida
merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya.
Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n.
Contoh polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum
Sumber
Karbohidrat
Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang
diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan
nutrien utama sel. Selain sebagai sumber energi, karbohidrat juga berfungsi
untuk menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh, berperan penting dalam
proses metabolisme dalam tubuh, dan pembentuk struktur sel dengan mengikat
protein dan lemak.
Sumber karbohidrat adalah padi-padian (gandum dan
beras) atau serealia, umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), jagung,
kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olahan dari sumber karbohidrat adalah
mie. bihun, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar
sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti
wortel dan kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat
daripada sayuran. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan
susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak
dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong,
talas, dan sagu.
Protein
Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling
utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang
merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan
ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam
struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein
lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein
yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem
kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan
(dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam
amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam
amino tersebut (heterotrof).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam
biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis protein alami sama
dengan ekspresi
genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi
translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih
"mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui
mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh
secara biologi.
Struktur
Struktur tersier protein. Protein
ini memiliki banyak struktur sekunder beta-sheet dan alpha-helix
yang sangat pendek. Model dibuat dengan menggunakan koordinat dari Bank Data
Protein (nomor 1EDH).
Struktur protein dapat dilihat
sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat
dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat):
·
struktur primer protein merupakan urutan asam
amino penyusun
protein yang dihubungkan melalui ikatan
peptida (amida). Frederick
Sanger merupakan
ilmuwan yang berjasa dengan temuan metode penentuan deret asam amino pada
protein, dengan penggunaan beberapa enzim protease yang mengiris ikatan antara asam
amino tertentu, menjadi fragmen peptida yang lebih pendek untuk dipisahkan
lebih lanjut dengan bantuan kertas kromatografik. Urutan asam amino menentukan
fungsi protein, pada tahun 1957, Vernon Ingram menemukan bahwa translokasi asam
amino akan mengubah fungsi protein, dan lebih lanjut memicu mutasi genetik.
·
struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal
dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai
berikut:
o
alpha helix
(α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam
amino berbentuk seperti spiral;
o
beta-sheet
(β-sheet, "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang
tersusun dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan
hidrogen atau ikatan tiol (S-H);
o
beta-turn,
(β-turn, "lekukan-beta"); dan
o
gamma-turn,
(γ-turn, "lekukan-gamma").
·
struktur tersier yang merupakan gabungan dari aneka ragam
dari struktur sekunder. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa
molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan
kovalen membentuk
oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk
struktur kuartener.
Struktur primer protein bisa
ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat
(misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan
instrumen amino acid analyzer, (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan
menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan
tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.
Struktur sekunder bisa ditentukan
dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan Fourier
Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa
menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta
menunjukkan satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi
struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum
FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I
dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa
diestimasi dari spektrum inframerah.
Struktur protein lainnya yang juga
dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino.
Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang
lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan
rantai polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi
baru berbeda dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada
struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen
domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur domain
dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur
kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.
Sintese
protein
Dari makanan kita memperoleh
Protein. Di sistem pencernaan protein akan diuraikan menjadi peptid peptid yang strukturnya lebih sederhana
terdiri dari asam amino. Hal ini dilakukan dengan bantuan enzim. Tubuh manusia memerlukan 9 asam
amino. Artinya
kesembilan asam amino ini tidak dapat disintesa sendiri oleh tubuh esensiil,
sedangkan sebagian asam amino dapat disintesa sendiri atau tidak esensiil
oleh tubuh. Keseluruhan berjumlah 21 asam amino. Setelah penyerapan di usus
maka akan diberikan ke darah. Darah membawa asam amino itu ke setiap sel tubuh.
Kode untuk asam amino tidak esensiil dapat disintesa oleh DNA. Ini disebut dengan DNAtranskripsi. Kemudian karena hasil transkripsi di proses lebih lanjut
di ribosom atau retikulum endoplasma, disebut sebagai translasi.
Sumber
Protein
Studi dari Biokimiawan USA Thomas
Osborne Lafayete Mendel, Profesor untuk biokimia di Yale,
1914, mengujicobakan protein konsumsi dari daging dan tumbuhan kepada kelinci. Satu grup kelinci-kelinci tersebut
diberikan makanan protein hewani, sedangkan grup yang lain diberikan protein
nabati. Dari eksperimennya didapati bahwa kelinci yang memperoleh protein
hewani lebih cepat bertambah beratnya dari kelinci yang memperoleh protein
nabati. Kemudian studi selanjutnya, oleh McCay dari Universitas Berkeley menunjukkan how
to get a six pack in a week
bahwa kelinci yang memperoleh protein nabati, lebih sehat dan hidup dua kali
lebih lama.
Fungsi Protein
·
Sumber energi
·
Pembetukan dan perbaikan sel dan jaringan
·
Sebagai sintesis hormon,enzim, dan antibodi
·
Pengatur keseimbangan kadar asam basa dalam sel
Asam nukleat
Asam
nukleat (bahasa
Inggris: nucleic
acid) adalah makromolekul biokimia yang kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat disusun oleh senyawa nukleotida dan
senyawa nukleotida merupakan senyawa komplek. Beberapa molekul penyusun
nukleotida adalah fosfat, pentosa,dan basa nitrigen. Polimer
nukleotida membentuk asam nuklead. Terdapat dua macam asam nukleat dalam sel,
yaitu DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) dan RNA (Ribo Nucleic Acid). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta pada virus.
Asam nukleat dinamai demikian karena
keberadaan umumnya di dalam inti
(nukleus) sel.
Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari
tiga komponen, yaitu sebuah basa nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh
jenis gula yang terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau
asam deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang
ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan pada RNA maupun
DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) disusun oleh
pentosa berupa deoksiribosa, basa purin terdiri adenin dan guanin, basa
pirimidin terdiri thimin dan sitosin, serta gugus fosfat. DNA sel tingkat
tinggi memiliki konfigurasi “double helix”, dan basa tersebut berpasangan
menggunakan dua strain DNA, dengan ketentuan: adenin dengan thimin (A-T),
sedangkan guanin dengan sitosin (G-C).
RNA (Ribo Nuclic Acid) memiliki struktur
berbeda dengan DNA. RNA disusun oleh pentosa berupa ribosa, basa purin terdiri
adenin dan guanin, basa pirimidin terdiri urasil dan sitosin, serta gugus
fosfat. Konfigurasi RNA merupakan filamen tunggal, dan RNA terbentuk dari
proses transkripsi DNA karena adany enzim RNA-polimerase. Pengkopian dalam
proses transkripsi mengikuti ketentuan:basa A (adenin) pada DNA akan terkopi menjadi basa U (urasil) pada RNA, G (guanin)
menjadi C (sitosin), T (thimin) menjadi A (adenin). Terdapat 3 macam RNA dalam sel, yaitu mRNA (messenger
RNA), rRNA (ribosom RNA) dan tRNA (tranfer RNA).
Deoksiribosa
Nukleik Asid merupakan senyawa strategis dalam sel, karena DNA merupakan
senyawa dasar materi genetis bagi makhluk hidup, yang menghasilkan kode genetis
untuk sintesis protein dalam sel. Masing-masing indivudu memiliki struktur DNA
spesifik, dengan demikian fenotipik masing-masing individu tersebut spesifik
pula. Sedangkan RNA merupakan senyawa yang mampu membawa kode sintesis, membawa
asam amino serta pelaksana sintesis protein.
Lipid (Lemak)
Lipid mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofobik. Karena nonpolar, lipid tidak larut
dalam pelarut polar seperti air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar,
seperti alkohol, eter atau kloroform. Fungsi biologis terpenting lipid
di antaranya untuk menyimpan energi, sebagai komponen struktural membran sel, dan sebagai pensinyalan molekul.
Lipid adalah senyawa organik yang diperoleh dari proses dehidrogenasi endotermal rangkaian hidrokarbon. Lipid bersifat amfifilik, artinya lipid mampu membentuk
struktur seperti vesikel, liposom, atau membran lain dalam lingkungan
basah. Lipid biologis seluruhnya atau sebagiannya berasal dari dua jenis
subsatuan atau "blok bangunan" biokimia: gugus ketoasil dan gugus isoprena. Dengan menggunakan pendekatan ini,
lipid dapat dibagi ke dalam delapan kategori: asil
lemak, gliserolipid, gliserofosfolipid, sfingolipid, sakarolipid, dan poliketida (diturunkan dari kondensasi
subsatuan ketoasil); serta lipid sterol dan lipid prenol (diturunkan dari
kondensasi subsatuan isoprena).
Meskipun istilah lipid
kadang-kadang digunakan sebagai sinonim dari lemak. Lipid juga meliputi
molekul-molekul seperti asam
lemak dan
turunan-turunannya (termasuk tri-, di-, dan monogliserida dan fosfolipid, juga metabolit yang mengandung sterol, seperti kolesterol. Meskipun manusia dan mamalia
memiliki metabolisme untuk memecah dan membentuk lipid, beberapa lipid tidak
dapat dihasilkan melalui cara ini dan harus diperoleh melalui makanan.
Kategori
lipid
Asam lemak
Asam lemak atau asil lemak ialah istilah umum
yang digunakan untuk menjabarkan bermacam-ragam molekul-molekul yang disintesis
dari polimerisasi asetil-KoA dengan gugus malonil-KoA atau metilmalonil-KoA di dalam sebuah proses yang disebut sintesis asam lemak. Asam lemak terdiri dari rantai
hidrokarbon
yang berakhiran dengan gugus asam
karboksilat;
penyusunan ini memberikan molekul ujung yang polar dan hidrofilik, dan ujung yang nonpolar dan hidrofobik yang tidak
larut di dalam
air. Struktur asam lemak merupakan salah satu kategori paling mendasar dari
biolipid biologis dan dipakai sebagai blok bangunan dari lipid dengan struktur
yang lebih kompleks. Rantai karbon, biasanya antara empat sampai 24 panjang
karbon, baik yang jenuh ataupun tak jenuh dan dapat dilekatkan ke dalam gugus fungsional yang mengandung oksigen, halogen, nitrogen, dand belerang. Ketika terdapat sebuah ikatan
valensi ganda, terdapat kemungkinan isomerisme geometri cis atau trans, yang
secara signifikan memengaruhi konfigurasi
molekuler molekul
tersebut. Ikatan ganda-cis menyebabkan rantai asam lemak menekuk, dan
hal ini menjadi lebih mencolok apabila terdapat ikatan ganda yang lebih banyak
dalam suatu rantai. Pada gilirannya, ini memainkan peranan penting di dalam
struktur dan fungsi membran
sel.
Asam lemak yang paling banyak muncul
di alam memiliki konfigurasi cis, meskipun bentuk trans wujud di
beberapa lemak dan minyak yang dihidrogenasi secara parsial.
Contoh asam lemak yang penting
secara biologis adalah eikosanoid, utamanya diturunkan dari asam arakidonat dan asam
eikosapentaenoat,
yang meliputi prostaglandin, leukotriena, dan tromboksana. Kelas utama lain dalam kategori
asam lemak adalah ester lemak dan amida lemak. Ester lemak meliputi zat-zat
antara biokimia yang penting seperti ester lilin, turunan-turunan asam lemak
tioester koenzim
A, turunan-turunan asam lemak
tioester ACP, dan asam lemak karnitina. Amida lemak meliputi senyawa N-asiletanolamina, seperti penghantar saraf kanabinoid anandamida.
Asam lemak adalah asam alkanoat dengan rumus bangun hidrokarbon yang panjang. Rantai
hidrokarbon tersebut dapat mencapat 10 hingga 30 atom. Rantai alkana yang non polar mempunyai peran yang
sangat penting demi mengimbangi kebasaan gugus hidroksil.
Pada senyawa asam dengan sedikit
atom karbon, gugus asam akan mendominasi sifat molekul dan memberikan sifat polar kimiawi.
Walaupun demikian pada asam lemak, rantai alkanalah yang mendominasi sifat molekul.
Asam lemak terbagi menjadi:
·
Asam lemak jenuh
·
Asam lemak tak jenuh
·
Garam dari asam lemak
·
Prostaglandin
Gliserolipid
Gliserolipid tersusun atas gliserol bersubstitusi mono-, di-, dan tri-,
yang paling terkenal adalah ester asam lemak dari gliserol (triasilgliserol),
yang juga dikenal sebagai trigliserida. Di dalam persenyawaan ini, tiga
gugus hidroksil gliserol masing-masing teresterifikasi, biasanya oleh asam
lemak yang berbeda. Karena ia berfungsi sebagai cadangan makanan, lipid ini
terdapat dalam sebagian besar lemak cadangan di dalam jaringan hewan.
Hidrolisis ikatan ester dari triasilgliserol dan pelepasan
gliserol dan asam lemak dari jaringan adiposa disebut "mobilisasi lemak".
Subkelas gliserolipid lainnya adalah
glikosilgliserol, yang dikarakterisasi dengan keberadaan satu atau lebih residu
monosakarida yang melekat pada gliserol via ikatan glikosidik. Contoh
struktur di dalam kategori ini adalah digalaktosildiasilgliserol yang dijumpai
di dalam membran tumbuhan dan seminolipid dari sel
sperma mamalia.
Gliserida adalah ester dari asam
lemak dan
sejenis alkohol dengan tiga gugus
fungsional
yang disebut gliserol (nama IUPAC, 1,2,3-propantriol).
Karena gliserol memiliki tiga gugus fungsional alkohol, asam lemak akan
bereaksi untuk membuat tiga gugus ester sekaligus. Gliserida dengan tiga gugus
ester asam lemak disebut trigliserida. Jenis asam lemak yang terikat pada
ketiga gugus tersebut seringkali tidak berasal dari kelas asam lemak yang sama.
Fosfolipid
(Glisero)fosfolipid (bahasa
Inggris: phospholipid,
phosphoglycerides, glycerophospholipid) sangat mirip dengan trigliserida dengan beberapa perkecualian. Fosfolipid terbentuk dari gliserol (nama IUPAC, 1,2,3-propantriol)
dengan dua gugus alkohol yang membentuk gugus ester dengan asam
lemak (bisa
jadi dari kelas yang berbeda), dan satu gugus alkohol membentuk gugus ester dengan asam fosforat.
Gliserofosfolipid,
juga dirujuk sebagai fosfolipid, terdapat cukup banyak di alam dan merupakan komponen
kunci sel lipd
dwilapis, serta
terlibat di dalam metabolisme dan sinyal komunikasi antar sel.
Jaringan saraf termasuk otak, mengandung cukup banyak gliserofosfolipid. Perubahan komposisi zat ini dapat
mengakibatkan berbagai kelainan saraf.
Contoh
gliserofosfolipid yang ditemukan di dalam membran biologis adalah fosfatidilkolina (juga dikenal sebagai PC, GPCho, atau lesitin), fosfatidiletanolamina (PE atau GPEtn), dan fosfatidilserina (PS atau GPSer). Selain berperan sebagai komponen primer membran sel dan tempat perikatan bagi protein intra- dan antarseluler,
beberapa gliserofosfolipid di dalam sel-sel eukariotik, seperti fosfatidilinositol dan asam fosfatidat adalah prekursor, ataupun
sendirinya adalah kurir kedua yang diturunkan dari membran. Biasanya, satu atau
kedua gugus hidroksil ini terasilasi dengan asam lemak
berantai panjang, meskit terdapat gliserofosfolipid yang terikat dengan alkil
dan 1Z-alkenil (plasmalogen). Terdapat juga varian dialkileter
pada arkaebakteria.
Gliserofosfolipid dapat dibagi
menurut sifat kelompok-kepala polar pada posisi sn-3 dari tulang
belakang gliserol pada eukariota dan eubakteria, atau posisi sn-1
dalam kasus archaea.
Karena pada gugus ester asam
fosforat masih mempunyai satu ikatan valensi yang bebas, biasanya juga membentuk
gugus ester dengan alkohol yang lain, misalnya alkohol amino seperti kolina, etanolamina dan serina. Fosfolipid merupakan komponen yang
utama pada membran
sel lapisan lemak. Fosfolipid yang umum
dijumpai adalah:
·
Lecitin yang mengandung alkohol amino jenis kolina
·
Kepalin yang mengandung alkohol amino jenis serina atau
etanolamina.
Sifat fosfolipid bergantung dari
karakter asam lemak dan alkohol amino yang diikatnya.
Sfingolipid
Sfingolipid adalah keluarga kompleks dari
senyawa-senyawa yang berbagi fitur struktural yang sama, yaitu kerangka dasar
basa sfingoid yang disintesis secara de novo dari asam amino serina dan asil lemak KoA berantai panjang,
yang kemudian diubah menjadi seramida, fosfosfingolipid, glisosfingolipid,
dan senyawa-senyawa lainnya.
Nama
sfingolipid diambil dari mitologi Yunani, Spinx, setengah wanita dan
setengah singa yang membinasakan siapa saja yang tidak dapat menjawab
teka-tekinya. Sfingolipid ditemukan oleh Johann Thudichum pada tahun 1874 sebagai teka-teki
yang sangat rumit dari jaringan otak.
Sfingolipid adalah jenis lemak kedua
yang ditemukan di dalam membran
sel, khususnya pada sel
saraf dan jaringan otak. Lemak ini tidak mengandung gliserol, tetapi dapat menahan dua gugus alkohol pada bagian tengah kerangka amina.
Fosfosfingolipid
utama pada mamalia adalah sfingomielin (seramida fosfokolina), sementara pada
serangga terutama mengandung seramida
fosfoetanolamina dan pada fungi memiliki fitoseramida fosfoinositol dan gugus
kepala yang mengandung manosa.
Basa sfingoid utama mamalia biasa
dirujuk sebagai sfingosina. Seramida (Basa N-asil-sfingoid)
adalah subkelas utama turunan basa sfingoid dengan asam lemak yang terikat pada
amida. Asam lemaknya biasanya jenuh ataupun mono-takjenuh dengan
panjang rantai dari 16 atom karbon sampai dengan 26 atom karbon.
Glikosfingolipid
adalah sekelompok molekul beraneka ragam yang tersusun dari satu residu gula
atau lebih yang terhubung ke basa sfingoid melalui ikatan glikosidik.
Lipid
sterol
Lipid
sterol, seperti kolesterol dan turunannya, adalah komponen
lipid membran yang penting, bersamaan dengan gliserofosfolipid dan
sfingomielin. Steroid, semuanya diturunkan dari struktur
inti empat-cincin lebur yang sama, memiliki peran biologis yang bervariasi
seperti hormon dan molekul pensinyalan. Steroid 18-karbon (C18) meliputi
keluarga estrogen, sementara steroid C19 terdiri dari androgen seperti testosteron dan androsteron. Subkelas C21 meliputi progestagen, juga glukokortikoid dan mineralokortikoid. Sekosteroid, terdiri dari bermacam ragam bentuk
vitamin D, dikarakterisasi oleh perpecahan cincin B dari struktur
inti. Contoh lain dari lemak
sterol adalah asam empedu dan konjugat-konjugatnya, yang pada mamalia merupakan
turunan kolesterol yang dioksidasi dan disintesis di dalam hati. Pada tumbuhan, senyawa yang setara
adalah fitosterol, seperti beta-Sitosterol, stigmasterol, dan brasikasterol; senyawa terakhir ini juga
digunakan sebagai bagi pertumbuhan alga. Sterol dominan di dalam membran
sel fungi adalah ergosterol.
Lipid
prenol
Lipid
prenol
disintesis dari prekursor berkarbon 5 isopentenil
pirofosfat
dan dimetilalil
pirofosfat
yang sebagian besar dihasilkan melalui lintasan asam mevalonat (MVA). Isoprenoid sederhana
(alkohol linear, difosfat, dan lain-lain) terbentuk dari adisi unit C5 yang
terus menerus, dan diklasifikasi menurut banyaknya satuan terpena ini. Struktur yang mengandung lebih
dari 40 karbon dikenal sebagai politerpena. Karotenoid adalah isoprenoid sederhana yang
penting yang berfungsi sebagai antioksidan dan sebagai prekursor vitamin
A. Contoh kelas molekul yang penting
secara biologis lainnya adalah kuinon dan hidrokuinon yang mengandung ekor isoprenoid
yang melekat pada inti kuinonoid yang tidak berasal dari isoprenoid. Vitamin
E dan vitamin
K, juga ubikuinon, adalah contoh kelas ini.
Prokariota mensintesis poliprenol (disebut baktoprenol) yang satuan isoprenoid terminalnya
yang melekat pada oksigen tetap tak jenuh, sedangkan pada poliprenol hewan (dolikol) isoprenoid terminalnya telah
direduksi.
Sakarolipid
Sakarolipid (bahasa Inggris: saccharolipid, glucolipid) adalah asam
lemak yang
terikat langsung dengan molekul glukosa dan membentuk struktur yang sesuai
dengan membran dwilapis. Pada sakarolipid, monosakarida mengganti ikatan gliserol dengan
asam lemak, seperti yang terjadi pada gliserolipid dan gliserofosfolipid.
Sakarolipid yang paling dikenal
adalah prekursor glukosamina terasilasi dari komponen lipid A lipopolisakarida pada bakteri gram-negatif. Molekul Lipid-A yang umum adalah disakarida dari glukosamina, yang diturunkan
sebanyak tujuh rantai asil-lemak. Lipopolisakarida minimal yang diperlukan
untuk pertumbuhan E.
coli adalah
Kdo2-Lipid A, yakni disakarida berheksa-asil dari glukosamina yang
diglikosilasikan dengan dua residu asam 3-deoksi-D-mano-oktulosonat (Kdo).
Poliketida
Poliketida adalah metabolit sekunder yang terbentuk melalui
proses polimerisasi dari asetil dan propionil oleh enzim klasik maupun enzim
iteratif dan multimodular yang berbagi fitur mekanistik yang sama dengan asam lemak sintasi. Enzim yang sering digunakan adalah
poliketida sintase, melalui proses kondensasi Claisen.
Poliketida merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan secara
alami oleh bakteri, fungi, tumbuhan, hewan, sumber daya laut dan organisme
yang memiliki keanekaragaman struktural yang tinggi.
Banyak poliketida berupa molekul siklik yang kerangkanya
seringkali dimodifikasi lebih jauh melalui glikosilasi, metilasi, hidroksilasi, oksidasi, dan/atau proses lainnya untuk menimba manfaat dari
sifat antibiotik yang dimiliki. Beberapa jenis poliketida bahkan
bersifat anti kanker, dapat menurunkan kolesterol serta menunjukkan efek
imuno-supresif.
Sejumlah senyawa antimikroba, antiparasit, dan antikanker merupakan poliketida atau
turunannya, seperti eritromisin, antibiotik
tetrasiklin,
avermektin, dan antitumor epotilon.
Garam
lemak
Sabun terbuat melalui proses saponifikasi asam
lemak. Biasanya
digunakan natrium karbonat atau natrium hidroksida untuk proses tersebut.
Secara umum, reaksi hidrolisis yang
terjadi dapat dirumuskan:
Jenis sabun yang dihasilkan
bergantung pada jenis asam lemak dan panjang rantai karbonny. Natrium stearat dengan 18 karbon adalah sabun yang
sangat keras dan tidak larut. Seng stearat digunakan pada bedak talkum karena
bersifat hidrofobik. Asam
laurat dengan 12
karbon yang telah menjadi natrium laurat sangat mudah terlarut, sedangkan
asam lemak dengan kurang dari 10 atom karbon tidak digunakan menjadi sabun
karena dapat menimbulkan iritasi pada kulit dan berbau kurang sedap.
Parafin
Parafin (bahasa
Inggris: wax)
adalah lemak yang terbentuk dari esterisasi alkohol yang mempunyai rumus bangun yang
panjang, dengan asam
lemak. Alkohol
dapat mengandung 12 hingga 23 atom karbon. Parafin dapat ditemukan di alam
sebagai pelindung daun dan sel
batang untuk
mencegah agar tanaman tidak kehilangan air terlalu banyak. Karnuba ditemukan pada dedaunan pohon palem
Brasil dan digunakan sebagai pelumas untuk lantai maupun mobil. Lanolin adalah parafin pada bulu domba. Beeswax adalah cairan parafin yang
disekresi lebah untuk membangun sel tempat untuk madu dan telur lebah.
Parafin yang digunakan pada
pembuatan lilin bukan melalui esterisasi, melainkan merupakan campuran dari
alkana dengan berat molekul yang besar. Pelumas untuk telinga
dibuat dari campuran fosfolipid dan ester dari kolesterol.
Sumber
lemak
a.Avokad
Avokad memang tinggi lemak, tetapi sebagian besar lemak dalam avokad adalah lemak tak jenuh tunggal, jenis yang menyehatkan jantung dan benar-benar menurunkan kolesterol jahat. Makan tak berlebihan adalah kuncinya karena satu buah alpukat mengandung 30 gram lemak.
b.Telur
Telur merupakan sumber gizi yang murah dan kaya protein. Orang sering berpikir putih telur lebih sehat daripada telur utuh karena mengandung sedikit lemak. Sementara itu, benar bahwa kuning telur mengandung lemak, tapi dengan nutrisi penting. Satu telur utuh mengandung 5 gram lemak, tetapi hanya 1,5 gram lemak jenuh. Telur utuh juga merupakan sumber baik kolin (satu kuning telur memiliki sekitar 300 mikrogram kolin), vitamin B penting yang membantu mengatur otak, sistem syaraf dan sistemkardiovaskular.
c. Minyak zaitun
Minyak zaitun biasanya digunakan dalam diet Mediterania, salah satu jenis diet yang paling direkomendasikan untuk gaya hidup sehat. Kita pun pernah mendengar bahwa minyak zaitun mengurangi resiko penyakit jantung, tekanan darah, dan jenis kanker tertentu. Namun, sekali lagi moderasi adalah penting jika Anda memperhatikan berat badan Anda. Sebuah studi terbaru yang dipublikasikan di jurnal Neurology menemukan bahwa dengan memasak dengan minyak zaitun dapat mengurangi risiko stroke.
d. Kacang
Kacang tersehat yang boleh untuk dijadikan camilan yakni almond, walnut, dan pistachio. Almond kaya akan vitamin E, kenari mengandung asam lemak omega-3, dan pistachio kaya akan lutein, zeaxanthin, dan karotenoid yang penting bagi kesehatan mata. Penelitian menunjukkan pemakan kacang pada umumnya memiliki tubuh lebih ramping dan berisiko lebih kecil mengalami diabetes tipe 2 dan penyakit jantung.
e. Selai kacang
Selai kacang merupakan sumber lemak yang sehat. Bisa dicoba selai kacang almond atau mete. Pilih selai kacang dengan sedikit kandungan gula.
f. Ikan
Ikan sebenarnya adalah makanan paling sehat dan paling lezat dari laut. Ikan berminyak seperti salmon, tuna, sarden, makarel, dan ikan trout kaya akan asam lemak omega 3 yang merupakan lemak sehat, tidak seperti lemak jenuh yang biasa ditemukan dalam kebanyakan daging.
