2. molekul biologikal

8/8/2019 2. Molekul biologikal

1/22

2.1

UNIT 2

STRUKTUR DAN FUNGSI MOLEKUL BIOLOGIKAL

Pengenalan:

Terdapat 4 kumpulan utama molekul biologi yang besar, iaitu karbohidrat , lemak ,

protein dan asid nukleik . Kebanyakan makromolekul adalah polimer, terbina daripada

satu unit (monomer) yang banyak. Karbohidrat memainkan peranan sebagai pembekal

tenaga (bahanapi) dan juga untuk pembinaan sel-sel organisme. Lipid adalah molekul

hidrofobik yang sangat luas ciri-cirinya. Protein pula mempunyai berbagai struktur, lalu

menghasilkan kepelbagaian fungsi sementara asid nukleik mempunyai tugas yang tidak

berbelah-bagi: menyimpan dan memancarkan maklumat perwarisan.

2.1 Kepentingan karbon dalam molekul organik

Dari segi ilmu kimia, sebutan organik digunakan khusus untuk bahan dimana struktur

rangka kimianya terdiri daripada satu atau lebih rangkaian atom karbon . Rangka karbon

ini pula mestilah mempunyai atom-atom hidrogen terikat pada rangka tersebut.

Perhatikan struktur kimia pada air (H 2O) dan karbon dioksida (CO 2) : kedua-duanyaadalah molekul tak-organik. Ini ialah kerana molekul air tidak langsung mempunyai atom

karbon sementara karbon dioksida (walaupun mempunyai atom karbon) tetapi tidak pula

mempunyai atom hidrogen.

Selain daripada hidrogen, molekul organik juga boleh mempunyai kumpulan-kumpulan

atom tertentu yang terikat pada rangka karbonnya.

Kumpulan-kumpulan ini penting kerana setiap satu menentukan ciri dan keupayaan

tindakbalas tertentu molekul tersebut. Dengan itu, kumpulan ini dipanggil kumpulan

berfungsi ( functional groups ).


2/22


3/22

2.3

2.2 Pembentukan Makromolekul Biologi

Jika molekul organik terdiri daripada karbon, bagaimanakah molekul organik besar atau

makromolekul seperti kanji dan lemak boleh terbentuk?

Makromolekul sebenarnya di bina, atau di sintesis daripada rangkaian molekul organik

yang kecil dan ringkas. Molekul-molekul kecil ini akan digunakan sebagai asas untuk

membina atau sintesis satu molekul organik yang besar. Dengan itu, prinsip yang

digunakan untuk membina satu unit makromolekul (seperti kanji dan lemak) ialah

melalui susunan sebilangan molekul organik kecil secara berangkaian. Molekul kecil ini juga dikenali sebagai subunit .

Sebagai contoh, kanji ialah satu makromolekul dan ia terbina daripada susunan molekul-

molekul glukosa yang banyak. Jika satu subunit individu didapati dalm bentuk tunggal, ia

dipanggil monomer , (Yunani: satu bahagian); jika monomer terdapat sebagai rangkaian

2 subunit ia dipanggil dimer dan jika ia terdapat sebagai rangkaian panjang melebihi 2

monomer, molekul itu dipanggil polimer (Yunani: banyak bahagian). Kebanyakan

molekul organik didalam badan kita adalah dalam bentuk monomer dan polimer.

Subunit yang membentuk makromolekul biologi selalunya terhubung diantara satu

dengan yang lain melalui sejenis tindakbalas kimia yang dipanggil sintesis dehidrasi .

Proses ini membentuk molekul dengan cara mengnyahsingkir molekul air . Melalui

proses ini, satu atom hidrogen (-H) di keluarkan dariapada satu subunit dan satu

kumpulan hidroksil (-OH) daripada subunit yang kedua; ini akan mengakibatkan

pembukaan pada rangka luar elektron (outer electron shell) subunit-subnit berkenaan.

Pembukaan ini diatasi dengan cara berkongsi elektron diantara kedua-duanya. Ini

mengakibatkan terbentuknya bond kovalen yang akan menghubungi kedua-duanya. Ion


4/22

2.4

hidrogen dan hidroksil yang terbebas akan bergabung unrtuk membentuk satu molekul air

(H2O). Lihat gambarjah dibawah yang menunjukkan sintesis dehidrasi .

Tindakbalas sebaliknya ialah hidrolisis (ie. menglisiskan air); iaitu memecah molekul

tersebut kepada beberapa unit-unit individu.

2.3 Jenis-jenis makromolekul dalam sel hidupan

Organisme hidupan menunjukkan rupabentuk dan saiz yang berbeza dan kompleks.

Namun demikian, hampir kesemua molekul biologikal terbahagi kepada satu daripada 4

jenis iaitu karbohidrat, lipid, protein dan asid nukleik.

2. 3.1 Karbohidrat

Fungsi utama karbohidrat, adalah sebagai sumber tenaga untuk sel. Contohnya, 1g

karbohidrat berupaya membebaskan 17 kilojoule (kJ) tenaga.

Karbohidrat adalah sebutan umum untuk molekul yang terdiri daripada karbon, hidrogen

dan oksigen dengan setaip satu unsur berada pada nisbah 1:2:1. Dengan itu, cara menulis

formula untuk karbohidrat ialah (CH 2O)n, dimana n ialah bilangan karbon pada rangka

molekul tersebut. Daripada formula ini dapat difahami kenapa kumpulan makromolekul

ini di panggil karbohidrat yang memberi makna karbon dan air.


5/22

2.5

Apabila molekul karbohidrat di larutkan kedalam air, rangka karbon gula tersebut akan

membulat dan membentuk cincin. Lihat agambarajah dibawah:

Dalam air:

Karbohidrat merangkumi kepelbagaian jenis - daripada sebilangan molekul gula

tunggal hinggalah kepada rangkaian subunit berbagai molekul gula.

Jika karbohidrat tersebut terdiri daripada hanya satu molekul gula ia dipanggil

monosakarida, atau gula tunggal. Jika 2 monosakrida terangkai sesama sendiri

(linked ), ia dipangil disakrida (dua gula). Seterusnya, jika ia terdiri daripada lebih

daripada 2 rangkaian, ia dipanggil polisakarida.

2.3.1.1. Monosakarida

Monosakarida terdiri daripada molekul gula yang paling ringkas dan tak

boleh diuraikan lagi. Umumnya, anggapan monosakarida ialah glukosa

(dengan bilangan karbon sebanyak 6), tetapi sebenarnya molekul

monosakarida terdiri dari 3 hingga 7 atom karbon dalam rangkanya dan

mempunyai H atau kumpulan hidroksil (-OH) terikat padanya.

Contohnya, triosa mempunyai 3 karbon dan pentosa, 5.


6/22

2.6

Kebanyakan gula monosakarida berbentuk hablur . Ia bersifat manis dan mudah larut

air. Semua monosakarida mempunyai kuasa penurun enzim (dipanggil gula

penurun), yakni berupaya menyingkirkan O 2 daripada sesuatu molekul kimia.

Contohnya, apabila gula monosakarida dididihkan dengan larutan Benedict , suatu

mendakan berwarna merah-bata akan terbentuk. Ini ialah kerana larutan Benedict

terdiri daripada kuprum sulfat (Cu 2SO 4). Apabila ia dididihkan dengan gula

monosakarida, gula itu akan menurunkan larutan asal untuk menjadi kuprum oksida

(CuO). Perhatikan yang produk akhiran telah kehilangan dua molekul oksigen dan

tindakbalas ini boleh berlaku hanya dalam kehadiran gula penurun. Cu 2SO 4 berwarna

biru-hijau sementara CuO berwarna merah bata.

Seperti disebut tadi, terdapat beberapa jenis monosakarida dengan struktur kimia

masing-masing. Glukosa ialah monosakarida yang paling lazim ditemui. Struktur

rangkanya terbina daripada 6 atom karbon; dan selalu juga dirujuk sebagai gula

heksosa dengan formula kimia C 6H12O6 atau mempunyai struktur dibawah:

Namun demikian, terdapat beberapa organisme yang mengsintesis gula heksosa

hampir sama seperti glukosa (dengan formula kimianya juga sebagai C 6H12O6) tetapi

susunan atom pada rangka struktur berbeza. Diantara gula heksosa yang

dimaksudkan termasuklah fruktosa, galaktosa dan mannosa.

Fruktosa ialah sejenis gula yang terdapat dalam jagung dan dibuat sirap. Ia

digunakan sebagai pemanis terutama dalam jus minuman buah-buahan; galaktosa


7/22

2.7

adalah sebahagian daripada gula laktosa daripada susu, sementara mannosa pula

wujud sebagai kompleks karbohidrat pada sebahagian bendalir.

Lihat gambarajah dibawah yang menunjukkan (a) fruktosa dan (b) galaktosa

Fruktosa Galaktosa

Monosakarida yang terbina daripada 5 atom karbon dipanggil gula pentosa; jika

terdiri daripada 3 karbon dipanggil gula triosa .

Diantara contoh pentosa monosakarid ialah ribosa dan deoksirobsa . Kedua-duanya

merupakan sebahagian daripada molekul asid ribonukleik RNA dan asid

deoksiribonukleik, DNA, yang memainkan peranan penting dalam perwarisan tret

atau ciri daripada kedua ibu bapa kepada anak.

Triosa : (C 3H6O3)-gliseraldehid wujud sebagai triosa fosfat

(fosfogliseraldehid)- fosfogliseraldehid bahan perantara semasa glikosis

(respirasi sel) dan fotosintesis.

2.3.1.2 Disakarida

Disakarida adalah rangkaian 2 molekul monosakarida; yakni mempunyai bilangan

karbon sebanyak 12. Ia selalunya digunakan sebagai tenaga-simpanan

jangkapendek, terutama dalam tumbuhan. Di dalam sel, gula monosakarida

seperti glukosa mempunyai edaran hidup yang sangat pendek kerana terus


8/22

2.8

menerus diuraikan untuk membebaskan tenaga. Glukosa yang lebihnya akan

membentuk rangkaian disakarida atau polisakarida melalui proses dehidrasi.

Gula disakarida mempunyai formula kimia C 12H 22O 11. Perhatikan yang formula

ini menunjukkan kehilangan 2 molekul air (-H 2O) daripada 2 molekul gula

heksosa. Disakarida yang lazim ditemui ialah sukrosa , laktosa dan maltosa .

Sukrosa ialah gula minuman yang di masukkan ke dalam kopi atau membuat

kuih; ia terdiri daripada rangkaian molekul-molekul glukosa dan fruktosa.

Fotosintesis menghasilkan sukrosa dan diangkut ke bahagian lain melalui dalam

tumbuhan melalui floem.Sukrosa ialah gula bukan penurun .

Laktosa pula ialah gula semulajadi susu dan terdiri daripada rangkaian molekul

glukosa dengan galaktosa. Susu manusia mengandungi 6.8% laktosa . Ia adalah

sejenis gula penurun.

Maltosa pula ialah disakarid yang terdiri daripada rangkaian 2 molekul glukosa,

dan merupakan bahan perantaraan dalam pembentukan kanji. Ia terdapat dalam

bijirin yang sedang bercambah, contohnya barli. Apabila bijirin bercambah, enzim

dalam barli akan menguraikan kanji kepada maltosa. Maltosa juga adalah gula

penurun.

Perpaduan antara monosakarida adalah proses kondensasi , iaitu proses yang

menyebabkan kehilangan molekul H 2O, atau air, untuk membentuk ikatan

glikosidik.

2. 3.1.3 Polisakarida

Polisakarida adalah karbohidrat kompleks yang merupakan bahan simpanan

tenaga untuk jangkapanjang. Contoh molekul polisakarida ialah kanji, glikogen

dan selulosa. Ia terbina daripada rangkaian molekul monosakarida. Rangkaian

gula monosakarida (selalunya glukosa) akan membentuk sejenis polisakarida


9/22

2.9

kanji dalam tumbuhan atau glikogen dalam haiwan. ( C 6H10O5)n, dimana n

boleh mencapai angka besar melebihi 1000.

Kanji selalunya ditemui dengan banyaknya didalam akar dan bijibenih. Ia adalah

bahan simpanan utama tumbuhan. Kanji ditemui dengan banyak sekali dalam

bijirin (gandum, padi), ubi. Kanji tulen adalah serbuk berwarna putih, tanpa rasa,

tanpa bau, dan tidak larut dalam air.

Struktur kanji dalam tumbuhan boleh didapati dalam dua bentuk. Struktur

pertama berbentuk lingkaran yang terdiri daripada satu rangkaian subunit glukos

yang boleh mencapai sehingga 1000 unit. Molekul ini berlingkar dan tanpa

cabang. Struktur kedua, dan yang lebih lazim ditemui, ialah sebagai rangkaianglukos yang lurus dan amat panjang. Ia juga mempunyai banyak cabang-cabang

dimana setaip satu molekul boleh mencapai sehingga setengah juta subunit

glukos.

Glikogen pula adalah bahan simpanan utama karbohidrat dalam haiwan dan

kulat Dalam haiwan, ia disimpan sebagai sumber tenaga di sel-sel hati dan otot.

Dalam kulat, ia di simpan dalam vakoul yang tedapat pada sel-sel.

Glikogen pada haiwan boleh ditukar kepada glukosa untuk menghasilkan tenaga

dengan proses ini dibawah kawalan hormon-hormon glukagon dan insulin.

Molekul polisakarida ini adalah lebih kecil daripada kanji. Ia terbina daripada

rantai subunit glukosa yang lurus dan mempunyai cabang pada setiap 10 atau 12

subunit glukosa. Glikogen tulen berwarna putih, dan mempunyai berat molekul

yang tinggi. Seperti kanji, ia tidak larut dalam air, membentuk larutan koloid,

Terdapat organisma yang menggunakan polisakrida sebagai bahan binaan. Salah

satu bahan binaan polisakarida yang sangat penting ialah selulosa , bahan utama

yang terdapat pada dinding sel tumbuhan. Hampir keseluruhan kayu mati terdiri

daripada selulosa.


10/22

2.10

Berbanding dengan kanji yang dapat dicernakan dengan mudah oleh hampir

kesemua haiwan, selulosa hanya boleh dicernakan oleh sebilangan organisme

sahaja. Ini termasuklah kulat dan sebilangan mikroorganisme yang terdapat pada

saluran-saluran penghadaman haiwan ruminan seperti lembu dan pada anai-anai.

Kulat dan mikrob di dalam saluran makanan organisme diatas berupaya

mengeluarkan enzim selulase yang boleh mengurai selulosa kepada

monosakarida, iaitu gula ringkas.

Dalam hal ini, selulos merupakan makanan kepada mikrob-mikrob berkenaan,

tetapi adalah bertaraf serat dan pelawas sahaja kepada organisme lain, terutama

manusia.

Satu lagi polisakarida binaan ialah kitin , bahan keras yang terdapat padarangkaluar atau eksoskeleton serangga. Kitin juga terdapat pada dinding sel kulat,

bahan yang memberi kekuatan mekanikal kepada struktur selnya. Kitin ialah

sejenis polisakarida dimana subunit glukos telah terubahsuai kerana mempunyai

satu kumpulan berfungsi yang mengandungi nitrogen terikat pada rangkanya.

2.4 Lipid

Lipid adalah makromolekul yang terdiri daripada atom-atom C,H,O dengan perkadaran

oksigen (O) yang kecil; contohnya tristearin, dengan formula C 57H 110 O 6. Lipid terdiri

daripada 3 molekul asid lemak yang terikat pada rangka gliserol.

Fail fakta: Struktur: terdiri daripada atom-atom C,H,O dengan perkadaran

oksigen (O) yang kecil. Contoh: (i)minyak, lemak dan lilin

(ii) fosfolipid dan(iii) steroid.

Fungsi: sumber tenaga, pelarut vitamin A,D,E dan K, pelindungorgan, penebat haba.


11/22

2.11

Terdapat berbagai jenis lipid. Walaubagaimana pun, semua molekul lipid mempunyai 2

ciri utama:

1. Pertama, molekul lipid mengandungi satu kawasan luas dimana hampir

keseluruhannya terdiri daripada atom-atom karbon dan hidrogen dengan setiap satu

karbon menjalin ikatan tak-polar antara karbon-karbon (C-C) atau karbon-hidrogen (C-

H).

2. Kedua, kawasan-kawasan tak-polar ini membuatkan lipid menjadi hidrofobik dan tak

larut dalam air. Dengan itu, semua molekul lipid adalah tidak larut air. Namun demikian,

lipid larut dalam pelarut lemak; contohnya, eter, kloroform dan benzene.

Lipid mempunyai berbagai fungsi yang luas. Paling utama ialah peranannya sebagai

sumber tenaga yang penting (1g lemak 37 kJ tenaga). Selain daripada itu, lipid juga

berfungsi sebagai pelarut vitamin A,D,E dan K, yakni vitamin yang tidak larut air.

Lipid berfungsi sebagai pelindung organ dalam badan, seperti ginjal. Ia juga didapati

sebagai lapisan lemak di bawah kulit yang berperanan sebagai penebat haba.

Lipid adalah tempat simpanan makanan utama. Ia juga adalah simpanan tenaga dalam

unta (berbentuk bonggol pada belakangnya).

Kesemua jenis lipid tergolong dibawah salah satu daripada 3 kumpulan: (1) minyak,

lemak dan lilin (2) fosfolipid dan (3) steroid.

2.4.1 minyak, lemak dan lilin

Fail fakta: Struktur: terdiri daripada C,H,O dan terbina daripada rangkaian 3

subunit asid lemak Contoh: lemak haiwan, lilin dan minyak kelapa (lemak tepu); minyak

sayuran (lemak tak-tepu).


12/22

2.12

Ketiga-tiga bentuk lipid diatas mempunyai 3 ciri yang sama.

i. Ketiga-tiganya terdiri daripada atom-atom karbon, hidrogen dan oksigen

sahaja.

ii. Bahan-bahan ini mengandungi satu atau lebih subunit asid lemak , yang terdiri

daripada rangkaian panjang karbon dan hidrogen yang mempunyai kumpulan

berfungsi karboksil (-COOH) pada satu penghujungnya.

iii. Struktur molekul bahan-bahan diatas berbentuk rangkaian panjang dan tidak

mempunyai struktur cincin.

Struktur kimia minyak, lemak dan lilin adalah sama tetapi ciri fizikal masing-masing

berbeza. Umumnya, minyak berbentuk cecair pada suhu bilik sementara lemak

berbentuk pepejal. Lilin pula sentiasa berbentuk pepejal melainkan dipanaskan.Perbezaan ini adalah disebabkan oleh molekul asid pada bahan-bahan tersebut.

Lemak adalah pepejal pada suhu bilik kerana ianya terdiri daripada subunit asid lemak

dimana setiap atom karbon pada rangkanya mempunyai ikatan hidrogen. Ini

menyebabkan semua asid lemak menjadi tepu dengan hidrogen; lalu dipanggil lemak

tepu , yakni molekul tersebut mempunyai bilangan H yang maksimum. Oleh kerana itu,

bentuk struktur kimianya adalah lurus dan sekata. Contoh lemak tepu ialah lemak haiwan,

mentega dan minyak kelapa.

Jika terdapat ikatan gandadua diantara atom karbon, lalu menyebabakan kekurangan

hidrogen, molekul lipid tersebut di panggil lemak tak-tepu . Struktur kimianya

mempunyai kumpulan berfungsi karboksil. Kebanyakan minyak sayuran adalah tak-tepu,

contohnya, minyak kacang soya, minyak jagung dan minyak bijirin, kecuali minyak

kelapa.

Lilin adalah lemak yang sangat tepu. Bahan ini membentuk lapisan luar yang kalis air

pada daun dan batang tumbuhan. Haiwan mengsintesis lilin sebagai bahan kalisair pada

bulu mamalia dan rangkaluar serangga. Lilin juga disintesis untuk membina struktur yang

elaborate seperti sarang lebah.


13/22

2.13

Molekul minyak dan lemak terbentuk melalui proses dehidrasi daripada 3 subunit asid

lemak dan satu molekul gliserol . Gliserol adalah satu molekul 3-karbon dengan

kumpulan hidroksil (-OH) terikat pada setiap satu karbon rangkanya.

2. 4.2 Fosfolipid

Struktur kimia fosfolipid hampir serupa dengan minyak, kecuali salah satu daripada 3

asid lemak mempunyai satu kumpulan berfungsi fosfat yang terikat pada penghujung

molekul. Fosfat ini terdiri daripada kumpulan tak-polar dan kebiasaanya mempunyai

atom nitrogen didalamnya. Ia mempunyai 2 asid lemak (ekor) yang tidak telap air,

dengan bahagian kepala yang terdiri daripada fosfat-nitrogen yang polar , atau tercas, dan

larut air. Dengan itu, fosfolipid mengandungi 2 penghujung yang tak sama: satu telap air,

satu lagi tidak. Sifat dual fosfolipid ini memainkan peranan yang penting kepada struktur

dan fungsi membran sel.

2.4.3 Steroid

Fail fakta: Struktur: 4 gegelang karbon yang berpadu Contoh: kolestrol Fungsi: komponen membran sel, kompnen pemula untuk sintesis steroid-steroid

lain

Fail fakta: Struktur: 3 subunit asid lemak dimana satu mempunyai ikatan kumpulan

fosfat Contoh: dwifosfolipid membran sel. Fungsi: komponen utama membran sel, membenarkan peresapan selektif

bahan-bahan tertentu ke dalam sel.


14/22

2.14

Walaupun sejenis lipid, struktur kimia steroid sangat berbeza daripada struktur lipid

umum. Semua steroid terdiri daripada 4 gegelang karbon yang berpadu sesama sendiri.

Pada gegelang ini akan terdapat kumpulan berfungsi teretntu dalam bentuk rantai sisi.

Contoh steroid ialah kolestrol , satu sebutan yang dikenali ramai. dalam mamalia, lemak

paling banyak ialah kolesterol.

Kolestrol adalah salah satu komponen yang sangat penting pada membran sel. Ia juga

adalah precursor atau bahan induk yang digunakan untuk mengsintesis bebeerapa jenis

steroid lain untuk kegunaan sel. Antara steroid yang dimaksudkan ialah hormon seks

jantan dan betina, hormon yang mengawalatur kadar garam, dan hempedu yangmembantu cernaan lemak. Lihat gambarajah struktur kimia satu unit kolestrol dibawah.

Steroid terbina daripada unit asas kolestrol perbezaan antara steroid tergantung kepada

kumpulan berfungsi yang :

Beberapa contoh steroid adalah - vitamin D, kortikosteroid, hormon korteks, adrenal,

hormon seks. setiap molekul lemak terdiri daripada 3 asid lemak dan 1 gliserol.


15/22

2.15

2. 5 Protein

Protein adalah bahan organik kompleks yang terdiri daripada satu atau lebih rangkaian

subunit asid amino. Sesetengah molekul protein mempunyai beribu-ribu asid amino.

Contoh sumber protein dalam permakanan manusia ialah ikan, ayam, telur, daging, susu,

udang, kekacang.

Sel-sel hidupan memerlukan protein untuk menjalankan berbagai fungsi. Fungsi protein

yang paling penting ialah sebagai enzim, molekul struktur, hormon dan molekul

pengangkut oksigen. Selain daripada irtu ia juga adalah bahan utama untuk sintesis

antibodi dan protein plasma darah.

Protein adalah polimer asid amino. Ia mempunyai unsur C, H, O dan N. Semua asid

amino mempunyai struktur asas yang sama, iaitu karbon utama yang mempunyai ikatankepada 4 jenis kumpulan berfungsi. Kumpulan-kumpulan tersebut ialah (i) kumpulan

amino (-NH2), (ii) kumpulan karboksil (- COOH), (iii) satu hidrogen dan (iv) satu

kumpulan variable, diwakili dengan R. Struktur dan fungsi protein adalah ditentukan

oleh kelainan pada kumpulan R ini.

2.5.1 Enzim adalah protein penting yang membantu hampir kesemua tindakbalas di

dalam sel. Oleh kerana satu enzim bertindakbalas keatas satu tindakan sahaja, maka satu

sel akan mempunyai ratusan enzim didalamnya.

2.5.2 Terdapat beberapa jenis protein lagi yang digunakan sebagai unit struktur atau

binaan. Contohnya, elastin yang memberi kulit kekenyalan, keratin komponen utama

dalam pembentukan kuku, rambut, bulu dan tanduk; penting dalam pertumbuhan badan

dan pembentukan sel baru. Dalam pengangkutan - haemoglobin untuk mengangkut

oksigen di dalam darah.

Pergerakan dilakukan oleh protein contractile, contohnya myosin dan aktin pada otot

rangka, kolagen dalam ligamen .

Protein juga digunakan untuk pembentukan hormon, seperti insulin dan hormon

tumbesaran .


16/22

2.16

Begitu juga dengan pembentukan antibodi terdiri dari protein - yang membantu badan

melawan penyakit dan jangkitan kuman.

Berbagai sumber racun, contohnya racun ular, racun kulat (eg aflatoksin) adalah juga

molekul protein.

Protein juga merupakan sumber tenaga dan simpanan bahan seprti albumin dalam telur

putih dan casien dalam susu. Contohnya semasa dalam kebuluran, protein boleh

berfungsi sebagai pembekal tenaga sekiranya sumber karbohidrat tidak mencukupi.

1g protein 17 kJ tenaga.

Terdapat 8 asid amino yang tak dapat disintesis manusia; ia disebut sebagai asid aminoperlu . Empat daripadanya ialah arginin, lisin, valin, leusin (A,L,V,L) . Kebanyakan

protein haiwan mengandungi asid amino perlu (daging, ikan, kuning telur). Selain

haiwan, protein juga boleh didapati dari tumbuhan; terutamanya daripada sayuran

berbentuk kekacang seperti kacang soya, kacang hijau, dhal dan sebagainya. Namun

demikian tumbuhan juga boleh menjadi sumber protein.

2. 6.0 Asid nukleik

Pengenalan: Pada nota kuliah mengenai molekul biologi, anda telah mempelajari tentang

karbohidrat, lipid dan protin, bahan-bahan kimia yang di perlukan dalam metabolisme

untuk memberi tenaga menjalankan aktiviti sel dan organisma hidupan itu akhirnya.

Karbohidrat, lipid dan protin merupakan polimer dan sebenarnya terdiri daripada jujukan

beberapa unit asas molekul mudah. Contohnya, jujukan unit asas gula akan membentuk

karbohidrat sementara jujukan asid amino pula akan membentuk protein. Melalui kuliah

ini anda akan diperkenalkan kepada satu lagi molekul biologi yang memain peranan

penting dalam penyimpanan maklumat warisan dan sintesis protein untuk membentuk

enzim, hormon serta protin binaan dan sebagainya. Molekul ini ialah asid nukleik.


17/22

2.17

2. 6.1 Apakah Asid Nukleik ?

Asid nukleik adalah satu kumpulan molekul kimia yang terlibat dalam (1) penyimpanan

maklumat genetik (dilakukan oleh DNA) dan (2) sintesis protein (dilakukan oleh RNA).

Dengan itu ia merupakan molekul yang sangat penting dan tidak boleh tidak, mesti ada

pada semua organisma hidupan (dari virus ke bakteria, tumbuhan, haiwan hinggalah

kepada manusia).

Dari segi struktur, asid nukleik terdiri daripada rangkaian subunit nukleotid. Setiap satu

nukleotid terdiri daripada 3 komponen iaitu,

Contoh nukleotid selain daripada yang ditemui dalam DNA dan RNA ialah adenosin

trifosfat ( ATP ) dan nikotinamid adenin dinukleotid ( NAD ).

Lihat gambarajah dibawah yang menunjukkan struktur umum komponen nukleotid.

Perhatikan yang gula pentosa (gula mudah yang terdiri daripada 5 atom karbon) berpadu

dengan 1 molekul asid fosforik pada karbon-1 (C1) dan dengan bes bernitrogen pada

karbon-5 (C5 ).

Lihat ms 87 C&R, fig 5.26.

(i).kumpulan fosforus

(ii) kumpulan gula 5-karbon (pentosa), dan

(iii) satu bes yang mengandungi nitrogen.


18/22

2.18

2.6.2 Terdapat 2 jenis nukleotid (asid nukleik) :

1. nukleotid ribosa mengandungi gula ribosa

2. nukleotid deoksiribosa mengandungi gula

deoksiribosa

Apakah gula ribosa dan deoksiribosa?

Gula ribosa ialah gula pentosa dimana molekul karbonnya pada kedudukan kelima (C5)

pada struktur kimianya, telah berpadu dengan bes yang mengandungi nitrogen. Bahan-

bahan terbitan yang terhasil ialah adenine (A) , atau guanine (G), atau sitosin (C) atau

uracil (U).

Jika semua empat gula ribose terdapat berjujukan secara 4 serangkai, ie. (AGCU)-

(AGCU) - (AGCU) -(AGCU) -(AGCU) -(AGCU) -( (AGCU) -(AGCU) -(AGCU) -

(AGCU)- (AGCU)- etc , ia telah membentuk rantai pajang asid nukleik ribosa .

Demikian juga dengan Gula de-oksiribosa; ia terbentuk apabila C5 pada gula pentosa

telah berpadu dengan 4 bes-bes bernitrogen untuk menghasilakn terbitan-terbitan adenin,

atau guanin, atau sitosin atau thiamin (AGCT). Rangkaian ACGT secara berjujukan

akan membentuk rantai asid nukleik deoksiribosa.

(AGCT)-(AGCT) - (AGCT) -(AGCT)

2.6.3 Asid Nukleik ialah rangkaian panjang subunit nukleotid yang serupa tetapi tidak

sama (similar but not identical). Sekiranya asid nukleik tersebut terdiri daripada

rangkaian nukleotid yang mempunyai bes A,G,C dan U secara berjujuk, ia di panggil

asid nukleik ribosa atau RNA (ribose nucleic acid).

Begitu juga, apabila nukleotid deoksiribosa membentuk rangkaian panjang dengan

jujukan bes-bes A,G,C dan T , ia di panggil asid nukleik deoksiribosa atau DNA

(deoxyribose nucleic acid).


19/22

2.19

Dengan itu, unit nukleotid terdiri daripada 2 jenis; iaitu DNA dan RNA. Faktor yang

menetukan mana satu daripada 2 asid terpenting ini bergantung kepada paduan AGCT

atau AGCU pada nukleotid berkenaan.

2.5.4 Struktur DNA

DNA terbina daripada rangkaian nukleotid deoksiribosa. Ia terdiri daripada 2 rantai

panjang secara dua lapis atau bebenang dubel (double strand) yang teratur secara

pintalan heliks gandadua. Struktur bebenang dubel menyebabkan bes pada suatu

bebenang tidak boleh bertentangan dengan bes lain sewenang-wenangnya. Ini bermakna,

hanya bes-bes tertentu sahaja dalam heliks tersebut serasi. Contohnya, Adenin akanhanya berpasangan dengan Tiamin, dan Guanin hanya dengan Sitosin. (Model Watson &

Crick, 1953). Lihat gambarajah dibawah yang menunjukkan bebrapa unit asid nukleik

tersusun mengikut jujukan dan membentuk satu DNA dengan bentuk heliks:


20/22

2.20

DNA terdapat di dalam nukleus (sebagai kromosom), didalam kloroplas dan didalam

mitokondrion organisma hidup. Setiap kromosom dalam sel terdiri daripada satu

molekul heliks gandadua yang panjang dan dikomplekskan dengan protein histon. DNA

menyimpan maklumat genetik. Anda akan mempelajari lebih lanjut mengenai DNA

dalam bab Genetik.

2.5.5 Struktur RNA

RNA terbina daripada rangkaian nukleotid ribosa. Ia terdiri daripada satu rantai panjang

sahaja, atau disebut sebagai bebenang tunggal (single strand). Ia didapati dalam

sitoplasma, ribosom dan sedikit dalam nukleus . Terdapat 3 jenis RNA iaitu, RNA

pengutus (messenger RNA, mRNA), RNA pemindah (transfer RNA, tRNA) dan RNAribosom, rRNA. Kesemua bentuk RNA disebut di atas terlibat dalam sintesis protein.


21/22

2.21

Bacaan umum:

BAIK BURUK KOLESTROL

Anda telah mempelajari yang kolesterol adalah satu komponen penting dalam

pembentukan membran sel. Ia digunakan dalam hempedu untuk memecahkan lemak dania juga digunakan dalam pembentukan hormon jantina. Namun demikian, banyak produk di pasaran didapati berlebel sebagai bebas dari kolesterol ataupun rendah kolesterol.Ini menyebabkan orangramai mempunyai persepsi negatif terhadap kolesterol. Apakahkolestrol baik atau buruk untuk seseorang?

Kajian mengenai kolestrol telah menunjukkan kaitan antara individu yang mempunyaikandungan kolesterol berlebihan dengan serangan sakit jantung dan angin ahmar.Kolesterol berlebihan dalam darah menyebabkan terkumpulnya kerak-kerak yangdipanggil plak pada dinding salur darah. Plak menggalakkan pembentukan darah bekudan juga membuatkan salur darah menjadi sempit. Apabila bekalan darah ke otak adalah

darah beku, individu tersebut akan terkena angin ahmar; dan salur darah menjaditersumbat dan jantung tidak dapat bekalan darah yang sepatutnya. Dengan itu, individutewrsebut boleh terkena serangan sakit jantung.

Yang mencemaskan ialah seseorang yang mempunyai kandungan kolesterol yang tinggi,tidak akan menyedarinya sehinggalah terkena serangan jantung atau angin ahmar. Iniialah kerana kolesterol terkumpul secara senyap dan tidak memberikan tanda-tanda yang

jelas.

Sumber kolesterol ialah haiwan. Contoh utama dimana kolestrol terdapat pada kadar yangagak tinggi ialah dalam kuning telur, susu dan mentega. Kolestrol tidak wujud dalamtumbuhan. Itulah sebabnya banyak pengeluar minyak sayuran melebelkan produk merekasebagai bebas dari kolesterol.

Kolesterol dibahagikan kepada dua jenis, HDL dan LDL. HDL ialah singkatan untuk High Density Lipoprotein iaitu lipoprotein berpadatan tinggi sementara LDL pula ialahLow Density Lipoprotein atau lipoprotein berpadatan rendah. Lipoprotein ialah molekulprotein pengangkut yang bertugas untuk mengangkut kolestrol kerana kolestrol tidak larut dalam air. Lipoprotein yang padat dengan kolesterol dipanggil HDL. Ia dianggapsebagai kolesterol yang bermanfaat kerana kolesterol HDL digunakan dalampembentukan hempedu dan selebihnya dicernakan di hati. Sebaliknya, kolesterol jenisLDL selalu terkumpul untuk membentuk plak di dalam saluran darah.

Anda mungkin beranggapan yang mentega mengandungi kolestrol dan margarin adalahalternatif yang baik kerana ia dihasilkan daripada minyak sayuran. Walaupun tidak mengandungi kolestrol, margarin terdiri daripada asid trans-lemak, yang tidak kurangbahayanya. Perkataan trans di sini merujuk kepada ikatan kovalen di antara atomkarbon. Mentega ialah minyak sayuran yang dikeraskan melalui proses hidrogenasi.Proses hidrogenasi menghasilkan asid trans-lemak yang tidak wujud secara semulajadi.Kajian menunjukkan bahawa asid trans-lemak tidak dapat dicerna oleh badan dengan


22/22

sempurnanya. Malah, ia boleh menghapuskan kolesterol HDL dan menambah bilanganLDL dalam badan.

Satu lagi sumber kolesterol adalah daripada tubuh badan manusia sendiri, yang terhasildengan menggunakan lipid-lipid lain. Perbezaan genetik antara individu bermakna ada

orang yang menghasilkan lebih banyak kolesterol daripada yang lain. Mereka yangmempunyai kolesterol berlebihan dalam badan boleh mengurangkan kandungankolesterol dengan mengamalkan cara pemakanan bahan-bahan yang rendah lemak danrendah kolesterol. Untuk mereka yang mempunyai kandungan kolesterol melebihi parasnormal, terdapat ubat-ubat anti kolesterol yang boleh diambil.

2. molekul biologikal

Documents