perpaduan
biosintesis
Artikel utama: Protein biosintesis
A ribosom menghasilkan protein dengan menggunakan mRNA sebagai template .
Urutan DNA dari gen mengkodekan urutan asam amino dari protein .
Protein dirakit dari asam amino menggunakan informasi yang dikodekan dalam gen . Setiap protein memiliki urutan asam amino unik yang ditentukan oleh urutan nukleotida pengkodean gen protein ini . Kode genetik adalah satu set tiga nukleotida set disebut kodon dan setiap kombinasi tiga nukleotida menunjuk asam amino , misalnya Agustus ( adenin - urasil - guanin ) adalah kode untuk metionin . Karena DNA berisi empat nukleotida , total jumlah kemungkinan kodon adalah 64 , maka, ada beberapa redundansi dalam kode genetik , dengan beberapa asam amino ditentukan oleh lebih dari satu kodon [ 6 ] Gen dikodekan dalam DNA pertama kali ditranskripsi menjadi pra - . messenger RNA ( mRNA ) oleh protein seperti RNA polimerase . Sebagian besar organisme maka proses pra - mRNA ( juga dikenal sebagai transkrip primer) dengan menggunakan berbagai bentuk modifikasi pasca- transkripsi untuk membentuk mRNA matang , yang kemudian digunakan sebagai template untuk sintesis protein oleh ribosom . Pada prokariota mRNA baik dapat digunakan secepat itu diproduksi , atau terikat oleh ribosom setelah pindah dari nucleoid tersebut . Sebaliknya , eukariota membuat mRNA di inti sel dan kemudian mentranslokasi itu melintasi membran nuklir ke dalam sitoplasma , di mana sintesis protein kemudian terjadi . Tingkat sintesis protein lebih tinggi pada prokariota daripada eukariota dan dapat mencapai hingga 20 asam amino per detik . [ 7 ]
Proses sintesis protein dari template mRNA dikenal sebagai terjemahan . The mRNA dimuat ke ribosom dan membaca tiga nukleotida pada suatu waktu dengan cara mencocokkan masing-masing kodon untuk basis pasangan antikodon yang terletak pada transfer RNA molekul , yang membawa asam amino yang sesuai dengan kodon mengakui . Enzim aminoasil tRNA sintetase " tuduhan " molekul tRNA dengan asam amino yang benar . Meningkatnya polipeptida sering disebut rantai baru lahir . Protein selalu disentesis dari N - terminus ke C - terminus . [ 6 ]
Ukuran protein disintesis dapat diukur dengan jumlah asam amino yang dikandungnya dan dengan massa total molekul , yang biasanya dilaporkan dalam satuan dalton ( identik dengan unit massa atom ) , atau unit kilodalton derivatif ( kDa ) . Protein Ragi adalah rata-rata asam amino 466 panjang dan 53 kDa di massa . [ 5 ] Protein terbesar yang diketahui adalah titins , komponen dari otot sarkomer , dengan massa molekul hampir 3.000 kDa dan total panjang hampir 27.000 asam amino . [ 8 ]
sintesis kimia
Protein pendek juga dapat disintesis secara kimia oleh keluarga metode yang dikenal sebagai sintesis peptida , yang mengandalkan teknik sintesis organik seperti ligasi kimia untuk menghasilkan peptida dalam hasil tinggi . [ 9 ] sintesis kimia memungkinkan untuk pengenalan asam amino non - alam menjadi rantai polipeptida , seperti lampiran probe neon amino rantai samping asam . [ 10 ] metode ini berguna dalam biokimia laboratorium dan biologi sel , meskipun umumnya tidak untuk aplikasi komersial . Sintesis kimia tidak efisien untuk polipeptida lebih dari sekitar 300 asam amino , dan protein disintesis mungkin tidak mudah menganggap struktur tersier asli mereka . Sebagian besar metode sintesis kimia melanjutkan dari C - terminus untuk N - terminus , berlawanan reaksi biologis . [ 11 ]
struktur
Artikel utama: Struktur Protein
Informasi lebih lanjut : Protein prediksi struktur
Struktur kristal chaperonin tersebut . Chaperonins membantu protein folding .
Tiga kemungkinan representasi dari struktur tiga - dimensi dari isomerase fosfat triose protein . Kiri : representasi semua - atom diwarnai oleh jenis atom . Tengah : Sederhana representasi menggambarkan konformasi backbone , diwarnai oleh struktur sekunder . Kanan : representasi permukaan Solvent diakses diwarnai oleh jenis residu ( residu asam merah , residu dasar biru , residu kutub hijau , residu nonpolar putih)
Kebanyakan protein lipat menjadi struktur 3 - dimensi yang unik . Bentuk di mana protein alami lipatan dikenal sebagai konformasi asli . [ 12 ] Meskipun banyak protein dapat melipat tanpa bantuan , hanya melalui sifat-sifat kimia asam amino mereka, yang lain memerlukan bantuan molekul chaperone untuk melipat ke negara asal mereka . [ 13 ] Ahli biokimia sering menyebut empat aspek yang berbeda dari struktur protein : [ 14 ]
Struktur primer : urutan asam amino . Sebuah protein adalah poliamida a .
Struktur sekunder : teratur mengulangi struktur lokal distabilkan oleh ikatan hidrogen . Contoh yang paling umum adalah helix alpha , beta sheet dan bergantian . Karena struktur sekunder bersifat lokal , banyak daerah struktur sekunder yang berbeda dapat hadir dalam molekul protein yang sama .
Struktur tersier : bentuk keseluruhan dari molekul protein tunggal, hubungan spasial dari struktur sekunder satu sama lain . Struktur tersier umumnya distabilkan oleh interaksi nonlokal , paling sering pembentukan inti hidrofobik , tetapi juga melalui jembatan garam , ikatan hidrogen , ikatan disulfida , dan modifikasi bahkan posttranslational . Istilah " struktur tersier " sering digunakan sebagai sinonim dengan flip istilah . Struktur tersier adalah apa yang mengontrol fungsi dasar protein .
Struktur Kuarter : struktur yang dibentuk oleh beberapa protein molekul ( rantai polipeptida ) , biasa disebut subunit protein dalam konteks ini , yang berfungsi sebagai kompleks protein tunggal .
Protein adalah molekul tidak sepenuhnya kaku . Selain tingkat ini struktur , protein bisa berubah antara beberapa struktur terkait saat mereka menjalankan fungsi mereka . Dalam konteks penyusunan ulang ini fungsional , struktur tersier atau kuaterner biasanya disebut sebagai " konformasi " , dan transisi di antara mereka disebut perubahan konformasi . Perubahan tersebut sering disebabkan oleh pengikatan molekul substrat ke situs aktif enzim , atau wilayah fisik dari protein yang berpartisipasi dalam katalisis kimia . Dalam larutan protein juga mengalami variasi dalam struktur melalui getaran termal dan tabrakan dengan molekul lain . [ 15 ]
Permukaan molekul dari beberapa protein yang menunjukkan ukuran komparatif mereka . Dari kiri ke kanan adalah : imunoglobulin G ( IgG , antibodi ) , hemoglobin , insulin ( hormon ) , kinase siklase ( enzim ) , dan glutamin sintetase ( enzim ) .
Protein dapat informal dibagi menjadi tiga kelas utama, yang berkorelasi dengan khas struktur tersier : protein globular , protein berserat , dan protein membran . Hampir semua protein globular larut dan banyak yang enzim . Protein berserat sering struktural , seperti kolagen , komponen utama dari jaringan ikat , atau keratin , komponen protein rambut dan kuku . Protein membran sering berfungsi sebagai reseptor atau memberikan saluran untuk molekul polar atau dibebankan untuk melewati membran sel . [ 16 ]
Sebuah kasus khusus dari ikatan hidrogen intramolekul dalam protein , kurang terlindung dari serangan air dan karenanya mempromosikan dehidrasi mereka sendiri , yang disebut dehydrons . [ 17 ]
Jumat, 20 Desember 2013
biokimia
biokimia
Artikel utama: Biokimia , asam amino , dan ikatan peptida
Struktur kimia ikatan peptida ( bawah ) dan struktur tiga dimensi dari ikatan peptida antara alanin dan asam amino yang berdekatan ( top / inset )
Struktur resonansi dari ikatan peptida yang menghubungkan asam amino individu untuk membentuk polimer protein
Kebanyakan protein terdiri dari polimer linier dibangun dari serangkaian hingga 20 L - α - asam amino yang berbeda . Semua asam amino proteinogenic memiliki fitur struktural umum , termasuk α - karbon yang gugus amino , gugus karboksil , dan rantai samping variabel terikat . Hanya prolin berbeda dari struktur dasar ini karena mengandung cincin biasa untuk N -end gugus amina , yang memaksa CO - NH amida bagian menjadi konformasi tetap . [ 1] rantai samping asam amino standar , rinci dalam daftar asam amino standar , memiliki berbagai macam struktur kimia dan sifat , itu adalah efek gabungan dari semua rantai samping asam amino pada protein yang pada akhirnya menentukan struktur tiga dimensi dan reaktivitas kimia [ 2 ] The asam amino . dalam rantai polipeptida dihubungkan oleh ikatan peptida . Setelah terkait dalam rantai protein , asam amino disebut residu , dan seri terkait karbon , nitrogen , dan atom oksigen yang dikenal sebagai rantai utama atau tulang punggung protein . [ 3 ]
The ikatan peptida memiliki dua bentuk resonansi yang berkontribusi beberapa karakter double- ikatan dan menghambat rotasi di sekitar porosnya , sehingga karbon alpha kira-kira coplanar . Dua sudut dihedral lainnya dalam ikatan peptida menentukan bentuk lokal ditanggung oleh tulang punggung protein . [ 4 ] Akhir dari protein dengan gugus karboksil bebas dikenal sebagai C - terminus atau karboksi terminal , sedangkan akhir dengan amino bebas kelompok ini dikenal sebagai N - terminus atau terminus amino . Kata-kata protein , polipeptida , dan peptida yang sedikit ambigu dan dapat tumpang tindih dalam arti . Protein umumnya digunakan untuk merujuk pada molekul biologis lengkap dalam konformasi yang stabil , sedangkan peptida umumnya dicadangkan untuk oligomer asam amino pendek sering kurang struktur tiga dimensi yang stabil . Namun, batas antara kedua tidak didefinisikan dengan baik dan biasanya terletak di dekat 20-30 residu . [ 5 ] polipeptida dapat merujuk pada setiap rantai linear tunggal asam amino , biasanya tanpa panjang , tetapi sering menyiratkan adanya konformasi didefinisikan .
Protein ( / proʊ ˌ ː ti nz / atau / proʊti.ɨnz / ) adalah molekul biologis yang besar
protein
Dari Wikipedia , ensiklopedia bebas
Langsung ke : navigasi, cari
Artikel ini adalah tentang kelas molekul . Untuk protein sebagai nutrisi , lihat Protein ( nutrisi ) . Untuk kegunaan lain , lihat Protein ( disambiguasi ) .
Halaman semi dilindungi
Sebuah representasi dari struktur 3D dari protein myoglobin menunjukkan heliks alfa pirus . Protein ini adalah yang pertama untuk memiliki struktur diselesaikan dengan kristalografi sinar-X . Menjelang kanan tengah di antara gulungan, kelompok prostetik yang disebut kelompok heme (ditampilkan dalam warna abu-abu ) dengan molekul oksigen terikat (merah ) .
Protein ( / proʊ ˌ ː ti nz / atau / proʊti.ɨnz / ) adalah molekul biologis yang besar , atau makromolekul , yang terdiri dari satu atau lebih rantai asam amino residu . Protein melakukan array yang luas dari fungsi dalam organisme hidup , termasuk katalis reaksi metabolik , replikasi DNA , menanggapi rangsangan , dan mengangkut molekul dari satu lokasi ke lokasi lain . Protein berbeda satu sama lain terutama dalam urutan mereka asam amino , yang ditentukan oleh urutan nukleotida gen mereka , dan yang biasanya menghasilkan pelipatan protein ke dalam struktur tiga dimensi yang spesifik yang menentukan aktivitasnya .
Sebuah polipeptida adalah rantai polimer linear tunggal berasal dari kondensasi asam amino . Residu asam amino terikat bersama-sama oleh ikatan peptida dan residu asam amino yang berdekatan . Urutan residu asam amino dalam protein ditentukan oleh urutan gen , yang dikodekan dalam kode genetik . Secara umum, kode genetik menentukan 20 asam amino standar , namun pada organisme tertentu kode genetik dapat mencakup selenocysteine dan -in tertentu archaea - pyrrolysine . Tak lama setelah atau bahkan selama sintesis , residu dalam protein sering kimia dimodifikasi oleh modifikasi posttranslational , yang mengubah sifat fisik dan kimia , lipat , stabilitas , aktivitas , dan akhirnya , fungsi dari protein . Kadang-kadang protein memiliki kelompok-kelompok non - peptida yang melekat , yang dapat disebut kelompok prostetik atau kofaktor . Protein juga dapat bekerja sama untuk mencapai fungsi tertentu , dan mereka sering mengasosiasikan untuk membentuk kompleks protein yang stabil .
Seperti makromolekul biologi yang lain seperti polisakarida dan asam nukleat , protein adalah bagian penting dari organisme dan berpartisipasi dalam hampir setiap proses di dalam sel . Banyak protein adalah enzim-enzim yang mengkatalisis reaksi biokimia dan sangat penting untuk metabolisme . Protein juga memiliki fungsi struktural atau mekanis, seperti aktin dan myosin dalam otot dan protein dalam sitoskeleton , yang membentuk sistem perancah bahwa memelihara bentuk sel . Protein lain yang penting dalam isyarat sel, tanggapan imun, sel , dan siklus sel . Protein juga diperlukan dalam diet hewan , karena hewan tidak dapat mensintesis semua asam amino yang mereka butuhkan dan harus memperoleh asam amino esensial dari makanan . Melalui proses pencernaan , binatang memecah protein dicerna menjadi asam amino bebas yang kemudian digunakan dalam metabolisme .
Protein dapat dimurnikan dari komponen seluler lain dengan menggunakan berbagai teknik seperti ultrasentrifugasi , curah hujan , elektroforesis , dan kromatografi , munculnya rekayasa genetika telah memungkinkan sejumlah metode untuk memfasilitasi pemurnian . Metode yang biasa digunakan untuk mempelajari struktur dan fungsi protein termasuk imunohistokimia , situs -directed mutagenesis , resonansi magnet inti dan spektrometri massa .
lipid
lipid
Artikel utama: Lipid
The lipid Istilah menyusun beragam molekul dan sampai batas tertentu adalah mencakup semuanya untuk senyawa yang relatif tidak larut air atau nonpolar asal biologis , termasuk lilin , asam lemak , asam lemak fosfolipid diturunkan , sphingolipids , glikolipid , dan terpenoid ( misalnya , retinoid dan steroid ) . Beberapa lipid adalah molekul alifatik linear , sementara yang lain memiliki struktur cincin . Beberapa aromatik , sementara yang lain tidak . Beberapa fleksibel , sementara yang lain kaku . [ 21 ]
Kebanyakan lipid memiliki beberapa karakter kutub selain menjadi sebagian besar nonpolar . Secara umum, sebagian besar struktur mereka nonpolar atau hidrofobik ( " takut air " ) , yang berarti bahwa hal itu tidak berinteraksi dengan baik dengan pelarut polar seperti air . Bagian lain dari struktur mereka polar atau hidrofilik ( " air-mencintai " ) dan akan cenderung berasosiasi dengan pelarut polar seperti air . Hal ini membuat mereka amphiphilic molekul ( memiliki keduanya bagian hidrofobik dan hidrofilik ) . Dalam kasus kolesterol , kelompok kutub adalah hanya - OH ( hidroksil atau alkohol ) . Dalam kasus fosfolipid , kelompok kutub yang jauh lebih besar dan lebih polar , seperti yang dijelaskan di bawah ini .
Lipid merupakan bagian integral dari diet sehari-hari . Sebagian besar minyak dan produk-produk susu yang kita gunakan untuk memasak dan makan seperti mentega , keju , ghee dll , terdiri dari lemak . Minyak nabati kaya akan berbagai asam lemak tak jenuh ganda ( PUFA ) . Lipid makanan yang mengandung menjalani pencernaan dalam tubuh dan dipecah menjadi asam lemak dan gliserol , yang merupakan produk degradasi akhir lemak dan lipid .
asam nukleat
Artikel utama: asam nukleat
Sebuah asam nukleat adalah kompleks , tinggi berat molekul biokimia makromolekul terdiri dari rantai nukleotida yang menyampaikan informasi genetik . [ 22 ] Asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat ( DNA ) dan asam ribonukleat ( RNA ) . Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup dan virus . Selain dari bahan genetik dari sel , asam nukleat sering memainkan peran sebagai second messenger , serta membentuk molekul dasar untuk adenosin trifosfat , primer molekul energi pembawa ditemukan di semua organisme hidup .
Asam nukleat , disebut demikian karena prevalensinya dalam inti sel , adalah nama generik dari keluarga biopolimer . Monomer yang disebut nukleotida , dan masing-masing terdiri dari tiga komponen : dasar heterosiklik nitrogen ( baik purin atau pirimidin a) , gula pentosa , dan sebuah gugus fosfat . Jenis asam nukleat yang berbeda berbeda dalam gula tertentu yang ditemukan dalam rantai mereka ( misalnya , DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung 2 - deoxyriboses ) . Juga, basa nitrogen mungkin dalam dua asam nukleat yang berbeda : adenin , sitosin , dan guanin terjadi di kedua RNA dan DNA , sedangkan timin hanya terjadi pada DNA dan urasil terjadi pada RNA [ 23 ] .
Hubungan dengan " skala molekul " ilmu biologi lainnya
Skema hubungan antara biokimia , genetika , dan biologi molekuler
Para peneliti dalam biokimia menggunakan teknik-teknik khusus asli biokimia , tetapi semakin menggabungkan dengan teknik dan ide-ide yang dikembangkan di bidang genetika , biologi molekuler dan biofisika . Tidak pernah ada garis keras antara disiplin ilmu ini dalam hal isi dan teknik . Saat ini, istilah biologi molekuler dan biokimia hampir dipertukarkan . Gambar berikut adalah skema yang menggambarkan salah satu mungkin melihat hubungan antara bidang :
Biokimia adalah ilmu yang mempelajari zat kimia dan proses penting yang terjadi dalam organisme hidup . Ahli biokimia fokus berat pada peran , fungsi , dan struktur biomolekul . Studi kimia di balik proses biologis dan sintesis molekul biologis aktif adalah contoh biokimia .
Genetika adalah studi tentang pengaruh perbedaan genetik pada organisme . Seringkali ini dapat disimpulkan dengan tidak adanya komponen yang normal ( misalnya , satu gen ) . Studi tentang " mutan " - organisme dengan gen berubah yang mengarah ke organisme yang berbeda sehubungan dengan apa yang disebut " wild type " atau fenotipe normal. Interaksi genetik ( epistasis ) seringkali dapat membingungkan interpretasi sederhana seperti "knock -out " atau "knock -in " studi .
Biologi molekuler adalah studi tentang dasar-dasar molekul proses replikasi , transkripsi dan translasi bahan genetik . Dogma sentral biologi molekuler di mana bahan genetik ditranskripsi menjadi RNA dan kemudian diterjemahkan ke dalam protein , meskipun gambaran disederhanakan biologi molekuler , masih menyediakan titik awal yang baik untuk memahami lapangan . Gambar ini , bagaimanapun, adalah menjalani revisi dalam terang muncul peran baru untuk RNA . [ 24 ]
Biologi Kimia berusaha untuk mengembangkan alat baru berdasarkan molekul kecil yang memungkinkan gangguan minimal dari sistem biologis sambil memberikan informasi rinci tentang fungsi mereka . Selanjutnya , biologi kimia menggunakan sistem biologi untuk menciptakan hibrida non - alami antara biomolekul dan perangkat sintetis ( misalnya dikosongkan capsids virus yang dapat memberikan terapi gen atau molekul obat ) .
Protein
protein
Artikel utama: Protein
Skema dari hemoglobin . Pita merah dan biru mewakili globin protein , struktur hijau adalah kelompok heme .
Seperti karbohidrat , beberapa protein melakukan peran sebagian besar struktural . Misalnya , gerakan protein aktin dan myosin pada akhirnya bertanggung jawab untuk kontraksi otot rangka . Salah satu properti banyak protein miliki adalah bahwa mereka secara khusus mengikat molekul atau kelas tertentu molekul - mereka mungkin sangat selektif dalam apa yang mereka mengikat . Antibodi adalah contoh dari protein yang menempel pada satu jenis tertentu dari molekul . Bahkan, enzyme-linked immunosorbent assay ( ELISA ) , yang menggunakan antibodi , adalah salah satu tes yang paling sensitif obat modern digunakan untuk mendeteksi berbagai biomolekul . Mungkin protein yang paling penting , bagaimanapun, adalah enzim . Molekul-molekul ini mengenali molekul reaktan khusus yang disebut substrat , mereka kemudian mengkatalisis reaksi antara mereka . Dengan menurunkan energi aktivasi , enzim mempercepat reaksi dengan tingkat 1.011 atau lebih : reaksi yang biasanya akan mengambil lebih dari 3.000 tahun untuk menyelesaikan secara spontan mungkin memakan waktu kurang dari satu detik dengan enzim . Enzim sendiri tidak digunakan dalam proses, dan bebas untuk mengkatalisis reaksi yang sama dengan satu set baru substrat . Menggunakan berbagai pengubah , aktivitas enzim dapat diatur , memungkinkan kendali biokimia sel secara keseluruhan .
Pada dasarnya, protein adalah rantai asam amino . Asam amino terdiri dari atom karbon terikat pada empat kelompok . Salah satunya adalah gugus amino , - NH2 , dan satu gugus asam karboksilat , - COOH ( meskipun ini ada sebagai - NH3 + dan COO - - bawah kondisi fisiologis ) . Yang ketiga adalah atom hidrogen sederhana . Yang keempat biasanya dilambangkan " - R " dan berbeda untuk setiap asam amino . Ada 20 asam amino standar. Beberapa di antaranya memiliki fungsi sendiri atau dalam bentuk yang dimodifikasi , misalnya , fungsi glutamat sebagai neurotransmitter penting .
Asam amino generik ( 1 ) dalam bentuk netral , ( 2 ) karena mereka ada fisiologis , dan ( 3 ) bergabung bersama sebagai dipeptida .
Asam amino dapat bergabung melalui ikatan peptida . Dalam sintesis dehidrasi ini , sebuah molekul air dihapus dan ikatan peptida menghubungkan nitrogen dari gugus amino satu asam amino terhadap karbon dari gugus asam karboksilat yang lain . Molekul yang dihasilkan disebut dipeptida , dan membentang pendek asam amino (biasanya , kurang dari tiga puluh ) disebut peptida atau polipeptida . Membentang lagi pantas protein judul . Sebagai contoh , penting protein albumin serum darah mengandung 585 residu asam amino . [ 17 ]
Struktur protein secara tradisional dijelaskan dalam hirarki empat tingkat . Struktur utama dari protein yang hanya terdiri dari urutan linier asam amino , misalnya , " alanin - glisin - triptofan - serin - glutamat - asparagin - glisin - lisin - ... " . Struktur sekunder prihatin dengan morfologi lokal ( morfologi menjadi studi tentang struktur ) . Beberapa kombinasi dari asam amino akan cenderung meringkuk dalam kumparan disebut α - helix atau menjadi lembaran yang disebut β - sheet , beberapa α - helixes dapat dilihat dalam skema hemoglobin di atas . Struktur tersier adalah bentuk tiga dimensi seluruh protein . Bentuk ini ditentukan oleh urutan asam amino . Bahkan , perubahan tunggal dapat mengubah seluruh struktur . Rantai alpha hemoglobin mengandung 146 residu asam amino , substitusi dari residu glutamat di posisi 6 dengan residu valin perubahan perilaku hemoglobin begitu banyak sehingga mengakibatkan penyakit sel sabit . Akhirnya , struktur kuartener prihatin dengan struktur protein dengan beberapa subunit peptida , seperti hemoglobin dengan empat subunit nya . Tidak semua protein memiliki lebih dari satu subunit . [ 18 ]
Protein dicerna biasanya dipecah menjadi asam amino tunggal atau dipeptides di usus kecil , dan kemudian diserap . Mereka kemudian dapat bergabung untuk membuat protein baru . Produk antara dari glikolisis , siklus asam sitrat , dan jalur fosfat pentosa dapat digunakan untuk membuat semua dua puluh asam amino , dan sebagian besar bakteri dan tanaman memiliki semua enzim yang diperlukan untuk mensintesis mereka . Manusia dan mamalia lainnya , bagaimanapun, dapat mensintesis hanya setengah dari mereka . Mereka tidak dapat mensintesis isoleusin , leusin , lisin , metionin , fenilalanin , treonin , triptofan , dan valin . Ini adalah asam amino esensial , karena penting untuk menelan mereka . Mamalia lakukan memiliki enzim untuk mensintesis alanin , asparagin , aspartat , sistein , glutamat , glutamin , glisin , prolin , serin , dan tirosin , asam amino nonesensial . Sementara mereka dapat mensintesis arginin dan histidin , mereka tidak bisa memproduksinya dalam jumlah yang cukup untuk anak muda , tumbuh hewan , dan ini sering dianggap asam amino esensial .
Jika kelompok amino dihapus dari asam amino , itu meninggalkan kerangka karbon yang disebut asam α - keto . Enzim yang disebut transaminase dapat dengan mudah mentransfer gugus amino dari satu asam amino ( menjadikannya sebagai asam α - keto ) lain asam α - keto ( menjadikannya sebagai asam amino ) . Hal ini penting dalam biosintesis asam amino , seperti untuk banyak jalur , zat antara dari jalur biokimia lainnya dikonversi ke kerangka asam α - keto , dan kemudian gugus amino ditambahkan , sering melalui transaminasi . Asam amino kemudian dapat dihubungkan bersama-sama untuk membuat protein . [ 19 ]
Proses yang sama digunakan untuk memecah protein . Hal ini pertama dihidrolisis menjadi asam amino komponennya. Amonia bebas ( NH3 ) , yang ada sebagai ion amonium ( NH4 + ) dalam darah , merupakan racun bagi bentuk kehidupan . Oleh karena itu, A metode yang cocok untuk buang air itu harus ada . Taktik yang berbeda telah berevolusi pada hewan yang berbeda , tergantung pada kebutuhan binatang ' . Organisme uniseluler , tentu saja , hanya melepaskan amonia ke lingkungan . Demikian juga , ikan bertulang dapat melepaskan amonia ke dalam air di mana ia dengan cepat diencerkan . Secara umum, mamalia mengkonversi amonia menjadi urea , melalui siklus urea . [ 20 ]
Artikel utama: Protein
Skema dari hemoglobin . Pita merah dan biru mewakili globin protein , struktur hijau adalah kelompok heme .
Seperti karbohidrat , beberapa protein melakukan peran sebagian besar struktural . Misalnya , gerakan protein aktin dan myosin pada akhirnya bertanggung jawab untuk kontraksi otot rangka . Salah satu properti banyak protein miliki adalah bahwa mereka secara khusus mengikat molekul atau kelas tertentu molekul - mereka mungkin sangat selektif dalam apa yang mereka mengikat . Antibodi adalah contoh dari protein yang menempel pada satu jenis tertentu dari molekul . Bahkan, enzyme-linked immunosorbent assay ( ELISA ) , yang menggunakan antibodi , adalah salah satu tes yang paling sensitif obat modern digunakan untuk mendeteksi berbagai biomolekul . Mungkin protein yang paling penting , bagaimanapun, adalah enzim . Molekul-molekul ini mengenali molekul reaktan khusus yang disebut substrat , mereka kemudian mengkatalisis reaksi antara mereka . Dengan menurunkan energi aktivasi , enzim mempercepat reaksi dengan tingkat 1.011 atau lebih : reaksi yang biasanya akan mengambil lebih dari 3.000 tahun untuk menyelesaikan secara spontan mungkin memakan waktu kurang dari satu detik dengan enzim . Enzim sendiri tidak digunakan dalam proses, dan bebas untuk mengkatalisis reaksi yang sama dengan satu set baru substrat . Menggunakan berbagai pengubah , aktivitas enzim dapat diatur , memungkinkan kendali biokimia sel secara keseluruhan .
Pada dasarnya, protein adalah rantai asam amino . Asam amino terdiri dari atom karbon terikat pada empat kelompok . Salah satunya adalah gugus amino , - NH2 , dan satu gugus asam karboksilat , - COOH ( meskipun ini ada sebagai - NH3 + dan COO - - bawah kondisi fisiologis ) . Yang ketiga adalah atom hidrogen sederhana . Yang keempat biasanya dilambangkan " - R " dan berbeda untuk setiap asam amino . Ada 20 asam amino standar. Beberapa di antaranya memiliki fungsi sendiri atau dalam bentuk yang dimodifikasi , misalnya , fungsi glutamat sebagai neurotransmitter penting .
Asam amino generik ( 1 ) dalam bentuk netral , ( 2 ) karena mereka ada fisiologis , dan ( 3 ) bergabung bersama sebagai dipeptida .
Asam amino dapat bergabung melalui ikatan peptida . Dalam sintesis dehidrasi ini , sebuah molekul air dihapus dan ikatan peptida menghubungkan nitrogen dari gugus amino satu asam amino terhadap karbon dari gugus asam karboksilat yang lain . Molekul yang dihasilkan disebut dipeptida , dan membentang pendek asam amino (biasanya , kurang dari tiga puluh ) disebut peptida atau polipeptida . Membentang lagi pantas protein judul . Sebagai contoh , penting protein albumin serum darah mengandung 585 residu asam amino . [ 17 ]
Struktur protein secara tradisional dijelaskan dalam hirarki empat tingkat . Struktur utama dari protein yang hanya terdiri dari urutan linier asam amino , misalnya , " alanin - glisin - triptofan - serin - glutamat - asparagin - glisin - lisin - ... " . Struktur sekunder prihatin dengan morfologi lokal ( morfologi menjadi studi tentang struktur ) . Beberapa kombinasi dari asam amino akan cenderung meringkuk dalam kumparan disebut α - helix atau menjadi lembaran yang disebut β - sheet , beberapa α - helixes dapat dilihat dalam skema hemoglobin di atas . Struktur tersier adalah bentuk tiga dimensi seluruh protein . Bentuk ini ditentukan oleh urutan asam amino . Bahkan , perubahan tunggal dapat mengubah seluruh struktur . Rantai alpha hemoglobin mengandung 146 residu asam amino , substitusi dari residu glutamat di posisi 6 dengan residu valin perubahan perilaku hemoglobin begitu banyak sehingga mengakibatkan penyakit sel sabit . Akhirnya , struktur kuartener prihatin dengan struktur protein dengan beberapa subunit peptida , seperti hemoglobin dengan empat subunit nya . Tidak semua protein memiliki lebih dari satu subunit . [ 18 ]
Protein dicerna biasanya dipecah menjadi asam amino tunggal atau dipeptides di usus kecil , dan kemudian diserap . Mereka kemudian dapat bergabung untuk membuat protein baru . Produk antara dari glikolisis , siklus asam sitrat , dan jalur fosfat pentosa dapat digunakan untuk membuat semua dua puluh asam amino , dan sebagian besar bakteri dan tanaman memiliki semua enzim yang diperlukan untuk mensintesis mereka . Manusia dan mamalia lainnya , bagaimanapun, dapat mensintesis hanya setengah dari mereka . Mereka tidak dapat mensintesis isoleusin , leusin , lisin , metionin , fenilalanin , treonin , triptofan , dan valin . Ini adalah asam amino esensial , karena penting untuk menelan mereka . Mamalia lakukan memiliki enzim untuk mensintesis alanin , asparagin , aspartat , sistein , glutamat , glutamin , glisin , prolin , serin , dan tirosin , asam amino nonesensial . Sementara mereka dapat mensintesis arginin dan histidin , mereka tidak bisa memproduksinya dalam jumlah yang cukup untuk anak muda , tumbuh hewan , dan ini sering dianggap asam amino esensial .
Jika kelompok amino dihapus dari asam amino , itu meninggalkan kerangka karbon yang disebut asam α - keto . Enzim yang disebut transaminase dapat dengan mudah mentransfer gugus amino dari satu asam amino ( menjadikannya sebagai asam α - keto ) lain asam α - keto ( menjadikannya sebagai asam amino ) . Hal ini penting dalam biosintesis asam amino , seperti untuk banyak jalur , zat antara dari jalur biokimia lainnya dikonversi ke kerangka asam α - keto , dan kemudian gugus amino ditambahkan , sering melalui transaminasi . Asam amino kemudian dapat dihubungkan bersama-sama untuk membuat protein . [ 19 ]
Proses yang sama digunakan untuk memecah protein . Hal ini pertama dihidrolisis menjadi asam amino komponennya. Amonia bebas ( NH3 ) , yang ada sebagai ion amonium ( NH4 + ) dalam darah , merupakan racun bagi bentuk kehidupan . Oleh karena itu, A metode yang cocok untuk buang air itu harus ada . Taktik yang berbeda telah berevolusi pada hewan yang berbeda , tergantung pada kebutuhan binatang ' . Organisme uniseluler , tentu saja , hanya melepaskan amonia ke lingkungan . Demikian juga , ikan bertulang dapat melepaskan amonia ke dalam air di mana ia dengan cepat diencerkan . Secara umum, mamalia mengkonversi amonia menjadi urea , melalui siklus urea . [ 20 ]
disakarida
disakarida
Sukrosa : gula meja biasa dan mungkin karbohidrat paling akrab .
Dua monosakarida dapat bergabung dengan sintesis dehidrasi , di mana atom hidrogen akan dihapus dari ujung satu molekul dan gugus hidroksil ( OH - ) akan dihapus dari yang lain, residu yang tersisa kemudian melekat pada situs dari mana atom yang dihapus . The H - OH atau H2O kemudian dilepaskan sebagai molekul air , maka dehidrasi istilah . Molekul baru , yang terdiri dari dua monosakarida , disebut disakarida dan merupakan siam bersama-sama oleh ikatan glikosidik atau eter . Reaksi sebaliknya juga dapat terjadi , dengan menggunakan molekul air untuk berpisah disakarida dan memecahkan ikatan glikosidik , ini disebut hidrolisis . Disakarida yang paling terkenal adalah sukrosa , gula biasa ( dalam konteks ilmiah , yang disebut gula meja atau gula tebu untuk membedakannya dari gula lain ) . Sukrosa terdiri dari molekul glukosa dan molekul fruktosa bergabung bersama-sama . Disakarida penting lainnya adalah laktosa , yang terdiri dari molekul glukosa dan molekul galaktosa . Dengan bertambahnya usia kebanyakan manusia , produksi laktase , enzim yang menghidrolisis laktosa kembali menjadi glukosa dan galaktosa , biasanya menurun . Hal ini menyebabkan defisiensi laktase , juga disebut intoleransi laktosa .
Polimer gula ditandai dengan memiliki mengurangi atau non - mengurangi berakhir . Akhir mengurangi karbohidrat adalah sebuah atom karbon yang dapat berada dalam kesetimbangan dengan aldehida rantai terbuka atau bentuk keto . Jika bergabung dengan monomer berlangsung di suatu atom karbon , gugus hidroksi bebas dari piranosa atau bentuk furanose ditukar dengan OH -side - rantai gula yang lain , menghasilkan asetal penuh. Hal ini untuk mencegah pembukaan rantai untuk aldehida atau bentuk keto dan membuat residu dimodifikasi non - mengurangi . Laktosa berisi end mengurangi di bagian glukosa , sedangkan bagian galaktosa membentuk asetal penuh dengan kelompok C4 - OH glukosa . Sakarosa tidak memiliki akhir mengurangi karena pembentukan asetal penuh antara karbon aldehida glukosa ( C1 ) dan karbon keto fruktosa ( C2 ) .
Oligosakarida dan polisakarida
Selulosa sebagai polimer dari β - D - glukosa
Ketika beberapa ( sekitar tiga sampai enam ) monosakarida bergabung , hal itu disebut oligosakarida ( oligo - artinya " sedikit " ) . Molekul-molekul ini cenderung digunakan sebagai penanda dan sinyal , serta memiliki beberapa kegunaan lain . Banyak monosakarida bergabung bersama-sama membuat polisakarida . Mereka dapat bergabung bersama dalam satu rantai linier panjang , atau mereka mungkin bercabang . Dua dari polisakarida yang paling umum adalah selulosa dan glikogen , baik yang terdiri dari mengulangi monomer glukosa .
Selulosa dibuat oleh tanaman dan merupakan komponen struktural penting dari dinding sel mereka . Manusia tidak dapat memproduksi atau mencernanya .
Glikogen , di sisi lain , adalah karbohidrat hewan; manusia dan hewan lain menggunakannya sebagai bentuk penyimpanan energi .
Penggunaan karbohidrat sebagai sumber energi
Artikel utama: metabolisme Karbohidrat
Glukosa adalah sumber energi utama di sebagian besar bentuk kehidupan . Misalnya , polisakarida dipecah menjadi monomer mereka ( glikogen fosforilase menghilangkan residu glukosa dari glikogen ) . Disakarida seperti laktosa atau sukrosa yang dibelah menjadi dua monosakarida komponennya .
Glikolisis ( anaerobik )
Glukosa terutama dimetabolisme oleh sangat penting sepuluh langkah jalur yang disebut glikolisis , hasil bersih yang adalah untuk memecah satu molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat , ini juga menghasilkan bersih dua molekul ATP , mata uang energi sel , bersama dengan dua mengurangi setara dengan mengkonversi NAD + menjadi NADH . Hal ini tidak memerlukan oksigen , jika tidak ada oksigen yang tersedia ( atau sel tidak dapat menggunakan oksigen ) , NAD dipulihkan dengan mengubah piruvat menjadi laktat ( asam laktat ) ( misalnya , pada manusia ) atau etanol ditambah karbon dioksida ( misalnya, dalam ragi ) . Monosakarida lain seperti fruktosa dan galaktosa dapat dikonversi menjadi intermediet dari jalur glikolisis . [ 15 ]
erobik
Pada sel aerobik dengan oksigen yang cukup , seperti pada sel-sel manusia yang paling , piruvat ini lebih dimetabolisme . Hal ini ireversibel dikonversi menjadi asetil - CoA , memberikan off satu atom karbon sebagai karbon dioksida produk limbah , menghasilkan setara lain mengurangi sebagai NADH . Dua molekul asetil - CoA ( dari satu molekul glukosa ) kemudian memasuki siklus asam sitrat , menghasilkan dua molekul ATP lebih , enam molekul NADH lebih dan dua berkurang ( ubi ) kuinon ( via FADH2 sebagai kofaktor enzim - terikat ) , dan melepaskan atom karbon yang tersisa sebagai karbon dioksida . Molekul NADH dan kinol yang dihasilkan kemudian makan ke dalam kompleks enzim rantai pernapasan , sistem transpor elektron mentransfer elektron akhirnya oksigen dan melestarikan energi yang dilepaskan dalam bentuk gradien proton melalui membran ( membran mitokondria bagian dalam eukariota ) . Dengan demikian , oksigen direduksi menjadi air dan elektron asli akseptor NAD + dan kuinon diregenerasikan . Inilah sebabnya mengapa manusia menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida . Energi yang dilepaskan dari mentransfer elektron dari negara - energi tinggi di NADH dan kinol adalah kekal pertama sebagai proton gradien dan diubah menjadi ATP melalui ATP synthase . Ini menghasilkan tambahan 28 molekul ATP ( 24 dari 8 NADH + 4 dari 2 quinols ) , sebesar 32 molekul ATP per glukosa dilestarikan terdegradasi ( dua dari glikolisis + dua dari siklus sitrat ) . Hal ini jelas bahwa menggunakan oksigen untuk sepenuhnya mengoksidasi glukosa menyediakan organisme dengan jauh lebih banyak energi daripada fitur metabolisme oksigen - independen , dan ini dianggap sebagai alasan mengapa hidup yang kompleks muncul hanya setelah atmosfer bumi akumulasi sejumlah besar oksigen .
glukoneogenesis
Artikel utama: Glukoneogenesis
Pada vertebrata , penuh semangat kontraksi otot skeletal ( selama angkat beban atau berlari , misalnya) tidak menerima oksigen yang cukup untuk memenuhi kebutuhan energi , dan sehingga mereka beralih ke metabolisme anaerobik , mengubah glukosa menjadi laktat . Hati meregenerasi glukosa , menggunakan proses yang disebut glukoneogenesis . Proses ini tidak cukup kebalikan dari glikolisis , dan benar-benar membutuhkan tiga kali jumlah energi yang diperoleh dari glikolisis ( enam molekul ATP digunakan , dibandingkan dengan dua diperoleh dalam glikolisis ) . Analog dengan reaksi di atas , glukosa yang dihasilkan kemudian dapat mengalami glikolisis pada jaringan yang membutuhkan energi , disimpan sebagai glikogen ( atau pati pada tumbuhan ) , atau dikonversi menjadi monosakarida lain atau bergabung di-atau oligosakarida . Jalur gabungan dari glikolisis selama latihan , crossing laktat yang melalui aliran darah ke hati , glukoneogenesis berikutnya dan pelepasan glukosa ke dalam aliran darah disebut siklus Cori . [ 16 ]
Sukrosa : gula meja biasa dan mungkin karbohidrat paling akrab .
Dua monosakarida dapat bergabung dengan sintesis dehidrasi , di mana atom hidrogen akan dihapus dari ujung satu molekul dan gugus hidroksil ( OH - ) akan dihapus dari yang lain, residu yang tersisa kemudian melekat pada situs dari mana atom yang dihapus . The H - OH atau H2O kemudian dilepaskan sebagai molekul air , maka dehidrasi istilah . Molekul baru , yang terdiri dari dua monosakarida , disebut disakarida dan merupakan siam bersama-sama oleh ikatan glikosidik atau eter . Reaksi sebaliknya juga dapat terjadi , dengan menggunakan molekul air untuk berpisah disakarida dan memecahkan ikatan glikosidik , ini disebut hidrolisis . Disakarida yang paling terkenal adalah sukrosa , gula biasa ( dalam konteks ilmiah , yang disebut gula meja atau gula tebu untuk membedakannya dari gula lain ) . Sukrosa terdiri dari molekul glukosa dan molekul fruktosa bergabung bersama-sama . Disakarida penting lainnya adalah laktosa , yang terdiri dari molekul glukosa dan molekul galaktosa . Dengan bertambahnya usia kebanyakan manusia , produksi laktase , enzim yang menghidrolisis laktosa kembali menjadi glukosa dan galaktosa , biasanya menurun . Hal ini menyebabkan defisiensi laktase , juga disebut intoleransi laktosa .
Polimer gula ditandai dengan memiliki mengurangi atau non - mengurangi berakhir . Akhir mengurangi karbohidrat adalah sebuah atom karbon yang dapat berada dalam kesetimbangan dengan aldehida rantai terbuka atau bentuk keto . Jika bergabung dengan monomer berlangsung di suatu atom karbon , gugus hidroksi bebas dari piranosa atau bentuk furanose ditukar dengan OH -side - rantai gula yang lain , menghasilkan asetal penuh. Hal ini untuk mencegah pembukaan rantai untuk aldehida atau bentuk keto dan membuat residu dimodifikasi non - mengurangi . Laktosa berisi end mengurangi di bagian glukosa , sedangkan bagian galaktosa membentuk asetal penuh dengan kelompok C4 - OH glukosa . Sakarosa tidak memiliki akhir mengurangi karena pembentukan asetal penuh antara karbon aldehida glukosa ( C1 ) dan karbon keto fruktosa ( C2 ) .
Oligosakarida dan polisakarida
Selulosa sebagai polimer dari β - D - glukosa
Ketika beberapa ( sekitar tiga sampai enam ) monosakarida bergabung , hal itu disebut oligosakarida ( oligo - artinya " sedikit " ) . Molekul-molekul ini cenderung digunakan sebagai penanda dan sinyal , serta memiliki beberapa kegunaan lain . Banyak monosakarida bergabung bersama-sama membuat polisakarida . Mereka dapat bergabung bersama dalam satu rantai linier panjang , atau mereka mungkin bercabang . Dua dari polisakarida yang paling umum adalah selulosa dan glikogen , baik yang terdiri dari mengulangi monomer glukosa .
Selulosa dibuat oleh tanaman dan merupakan komponen struktural penting dari dinding sel mereka . Manusia tidak dapat memproduksi atau mencernanya .
Glikogen , di sisi lain , adalah karbohidrat hewan; manusia dan hewan lain menggunakannya sebagai bentuk penyimpanan energi .
Penggunaan karbohidrat sebagai sumber energi
Artikel utama: metabolisme Karbohidrat
Glukosa adalah sumber energi utama di sebagian besar bentuk kehidupan . Misalnya , polisakarida dipecah menjadi monomer mereka ( glikogen fosforilase menghilangkan residu glukosa dari glikogen ) . Disakarida seperti laktosa atau sukrosa yang dibelah menjadi dua monosakarida komponennya .
Glikolisis ( anaerobik )
Glukosa terutama dimetabolisme oleh sangat penting sepuluh langkah jalur yang disebut glikolisis , hasil bersih yang adalah untuk memecah satu molekul glukosa menjadi dua molekul piruvat , ini juga menghasilkan bersih dua molekul ATP , mata uang energi sel , bersama dengan dua mengurangi setara dengan mengkonversi NAD + menjadi NADH . Hal ini tidak memerlukan oksigen , jika tidak ada oksigen yang tersedia ( atau sel tidak dapat menggunakan oksigen ) , NAD dipulihkan dengan mengubah piruvat menjadi laktat ( asam laktat ) ( misalnya , pada manusia ) atau etanol ditambah karbon dioksida ( misalnya, dalam ragi ) . Monosakarida lain seperti fruktosa dan galaktosa dapat dikonversi menjadi intermediet dari jalur glikolisis . [ 15 ]
erobik
Pada sel aerobik dengan oksigen yang cukup , seperti pada sel-sel manusia yang paling , piruvat ini lebih dimetabolisme . Hal ini ireversibel dikonversi menjadi asetil - CoA , memberikan off satu atom karbon sebagai karbon dioksida produk limbah , menghasilkan setara lain mengurangi sebagai NADH . Dua molekul asetil - CoA ( dari satu molekul glukosa ) kemudian memasuki siklus asam sitrat , menghasilkan dua molekul ATP lebih , enam molekul NADH lebih dan dua berkurang ( ubi ) kuinon ( via FADH2 sebagai kofaktor enzim - terikat ) , dan melepaskan atom karbon yang tersisa sebagai karbon dioksida . Molekul NADH dan kinol yang dihasilkan kemudian makan ke dalam kompleks enzim rantai pernapasan , sistem transpor elektron mentransfer elektron akhirnya oksigen dan melestarikan energi yang dilepaskan dalam bentuk gradien proton melalui membran ( membran mitokondria bagian dalam eukariota ) . Dengan demikian , oksigen direduksi menjadi air dan elektron asli akseptor NAD + dan kuinon diregenerasikan . Inilah sebabnya mengapa manusia menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida . Energi yang dilepaskan dari mentransfer elektron dari negara - energi tinggi di NADH dan kinol adalah kekal pertama sebagai proton gradien dan diubah menjadi ATP melalui ATP synthase . Ini menghasilkan tambahan 28 molekul ATP ( 24 dari 8 NADH + 4 dari 2 quinols ) , sebesar 32 molekul ATP per glukosa dilestarikan terdegradasi ( dua dari glikolisis + dua dari siklus sitrat ) . Hal ini jelas bahwa menggunakan oksigen untuk sepenuhnya mengoksidasi glukosa menyediakan organisme dengan jauh lebih banyak energi daripada fitur metabolisme oksigen - independen , dan ini dianggap sebagai alasan mengapa hidup yang kompleks muncul hanya setelah atmosfer bumi akumulasi sejumlah besar oksigen .
glukoneogenesis
Artikel utama: Glukoneogenesis
Pada vertebrata , penuh semangat kontraksi otot skeletal ( selama angkat beban atau berlari , misalnya) tidak menerima oksigen yang cukup untuk memenuhi kebutuhan energi , dan sehingga mereka beralih ke metabolisme anaerobik , mengubah glukosa menjadi laktat . Hati meregenerasi glukosa , menggunakan proses yang disebut glukoneogenesis . Proses ini tidak cukup kebalikan dari glikolisis , dan benar-benar membutuhkan tiga kali jumlah energi yang diperoleh dari glikolisis ( enam molekul ATP digunakan , dibandingkan dengan dua diperoleh dalam glikolisis ) . Analog dengan reaksi di atas , glukosa yang dihasilkan kemudian dapat mengalami glikolisis pada jaringan yang membutuhkan energi , disimpan sebagai glikogen ( atau pati pada tumbuhan ) , atau dikonversi menjadi monosakarida lain atau bergabung di-atau oligosakarida . Jalur gabungan dari glikolisis selama latihan , crossing laktat yang melalui aliran darah ke hati , glukoneogenesis berikutnya dan pelepasan glukosa ke dalam aliran darah disebut siklus Cori . [ 16 ]
Bahan awal : unsur-unsur kimia dalam kehidupan
Bahan awal : unsur-unsur kimia dalam kehidupan
Artikel utama: Komposisi tubuh manusia dan mineral Diet
Sekitar dua lusin dari 92 unsur kimia alami sangat penting untuk berbagai jenis kehidupan biologis . Sebagian besar elemen langka di Bumi tidak dibutuhkan oleh kehidupan ( pengecualian menjadi selenium dan yodium ) , sementara beberapa yang umum ( aluminium dan titanium ) tidak digunakan . Sebagian besar organisme berbagi kebutuhan elemen , tetapi ada beberapa perbedaan antara tanaman dan hewan . Misalnya laut penggunaan ganggang bromin tetapi tanaman darat dan hewan tampaknya perlu ada . Semua hewan membutuhkan sodium , tetapi beberapa tanaman tidak. Tanaman membutuhkan boron dan silikon , tetapi binatang tidak mungkin ( atau mungkin membutuhkan jumlah ultra- kecil ) .
Hanya enam unsur karbon , hidrogen , nitrogen , oksigen , kalsium , dan fosfor - make up hampir 99 % dari massa tubuh manusia (lihat komposisi tubuh manusia untuk daftar lengkap ) . Selain enam unsur utama yang membentuk sebagian besar tubuh manusia , manusia membutuhkan jumlah yang lebih kecil mungkin 18 lebih . [ 12 ]
biomolekul
Empat kelas utama molekul dalam biokimia adalah karbohidrat , lemak , protein , dan asam nukleat . Banyak molekul biologi polimer : dalam terminologi ini , monomer adalah molekul mikro relatif kecil yang dihubungkan bersama untuk menciptakan makromolekul besar , yang dikenal sebagai polimer . Ketika monomer dihubungkan bersama untuk mensintesis polimer biologis , mereka menjalani proses yang disebut sintesis dehidrasi . Makromolekul yang berbeda dapat berkumpul di kompleks besar , sering dibutuhkan untuk aktivitas biologis .
karbohidrat
Artikel utama: Karbohidrat , Monosakarida , disakarida , dan polisakarida
Sebuah molekul sukrosa ( glukosa + fruktosa ) , disakarida a .
Karbohidrat yang terbuat dari monomer yang disebut monosakarida . Beberapa monosakarida ini meliputi glukosa ( C6H12O6 ) , fruktosa ( C6H12O6 ) , dan deoksiribosa ( C5H10O4 ) . Ketika dua monosakarida mengalami sintesis dehidrasi , air yang dihasilkan , sebagai dua atom hidrogen dan satu atom oksigen hilang dari gugus hidroksil dua monosakarida .
lipid
Artikel utama: Lipid , Gliserol , dan asam lemak
Sebuah trigliserida dengan molekul gliserol di sebelah kiri dan tiga asam lemak datang dari itu .
Lipid biasanya terbuat dari satu molekul gliserol dikombinasikan dengan molekul lain . Dalam trigliserida , kelompok utama dari lipid massal , ada satu molekul gliserol dan tiga asam lemak . Asam lemak dianggap sebagai monomer dalam kasus itu , dan mungkin jenuh (tidak ada ikatan rangkap dalam rantai karbon ) atau tidak jenuh ( satu atau lebih ikatan ganda dalam rantai karbon ) .
Lipid , terutama fosfolipid , juga digunakan dalam berbagai produk farmasi , baik sebagai co - solubilisers ( misalnya , di infus parenteral ) atau sebagai komponen pembawa obat ( misalnya , dalam liposom atau transfersome ) .
protein
Artikel utama: Protein dan Asam Amino
Struktur umum asam α - amino , dengan gugus amino di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan .
Protein adalah molekul yang sangat besar - makro - biopolimer - dibuat dari monomer yang disebut asam amino . Ada 20 asam amino standar , jual tas murah grosir kerudung murah dompet kulit asli jual bibit pepaya jual jilbab paris murah dompet kulit pria branded jual dompet wanita branded murah masing-masing berisi gugus karboksil , gugus amino , dan rantai samping ( dikenal sebagai " R " kelompok) . The " R " Kelompok inilah yang membuat masing-masing asam amino yang berbeda , dan sifat-sifat rantai samping sangat mempengaruhi konformasi tiga dimensi keseluruhan protein . Ketika asam amino bergabung , mereka membentuk ikatan khusus yang disebut ikatan peptida melalui sintesis dehidrasi , dan menjadi polipeptida , atau protein .
Dalam rangka untuk menentukan apakah dua protein yang terkait, atau dengan kata lain untuk memutuskan apakah mereka homolog atau tidak , para ilmuwan menggunakan metode urutan - perbandingan . Metode seperti urutan Keberpihakan dan Struktural Keberpihakan adalah alat yang kuat yang membantu para ilmuwan mengidentifikasi homologi antara molekul terkait. [ 13 ]
Relevansi menemukan homologi antara protein melampaui membentuk pola evolusi dari keluarga protein . Dengan menemukan betapa miripnya dua sekuens protein , kita memperoleh pengetahuan tentang struktur mereka dan karena itu fungsi mereka .
asam nukleat
Struktur asam deoksiribonukleat ( DNA ) , gambar menunjukkan monomer yang disatukan.
Artikel utama: Asam nukleat , DNA , RNA , dan Nukleotida
Asam nukleat adalah molekul yang membentuk DNA , zat yang sangat penting bahwa semua organisme seluler digunakan untuk menyimpan informasi genetik mereka . Asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat ( DNA ) dan asam ribonukleat ( RNA ) . Monomer mereka disebut nukleotida . Nukleotida yang paling umum adalah adenin , sitosin , guanin , timin , dan urasil . Adenin berikatan dengan timin dan urasil , Timin mengikat hanya dengan adenin , dan sitosin dan guanin dapat mengikat hanya dengan satu sama lain .
karbohidrat
Artikel utama: Karbohidrat
Fungsi karbohidrat termasuk penyimpanan energi dan menyediakan struktur . Gula adalah karbohidrat , tetapi tidak semua karbohidrat adalah gula . Ada lebih banyak karbohidrat di Bumi daripada jenis lain yang dikenal dari biomolecule , mereka digunakan untuk menyimpan energi dan informasi genetik , serta memainkan peran penting dalam sel interaksi sel dan komunikasi .
monosakarida
glukosa
Jenis paling sederhana dari karbohidrat adalah monosakarida , yang antara sifat-sifat lainnya mengandung karbon , hidrogen , dan oksigen , terutama dalam rasio 01:02:01 ( umum rumus CnH2nOn , dimana n adalah minimal 3 ) . Glukosa , salah satu karbohidrat terpenting , adalah contoh dari monosakarida . Begitu juga fruktosa , gula umumnya terkait dengan rasa manis dari buah-buahan . [ 14 ] [ a] Beberapa karbohidrat ( terutama setelah kondensasi untuk oligo- dan polisakarida ) mengandung lebih sedikit karbon relatif terhadap H dan O , yang masih hadir di 02:01 ( H : O ) rasio . Monosakarida dapat dikelompokkan menjadi aldoses ( memiliki gugus aldehida pada akhir rantai , misalnya glukosa ) dan ketosa ( memiliki gugus keto di rantai mereka , misalnya fruktosa ) . Kedua aldoses dan ketosa terjadi keseimbangan ( dimulai dengan panjang rantai C4 ) bentuk siklik . Ini dihasilkan oleh pembentukan ikatan antara salah satu kelompok hidroksil dari rantai gula dengan karbon dari gugus aldehid atau keto untuk membentuk ikatan hemiasetal . Hal ini menyebabkan jenuh beranggota lima ( di furanoses ) atau enam - beranggota ( dalam pyranoses ) cincin heterosiklik yang mengandung satu O sebagai hetero .
Artikel utama: Komposisi tubuh manusia dan mineral Diet
Sekitar dua lusin dari 92 unsur kimia alami sangat penting untuk berbagai jenis kehidupan biologis . Sebagian besar elemen langka di Bumi tidak dibutuhkan oleh kehidupan ( pengecualian menjadi selenium dan yodium ) , sementara beberapa yang umum ( aluminium dan titanium ) tidak digunakan . Sebagian besar organisme berbagi kebutuhan elemen , tetapi ada beberapa perbedaan antara tanaman dan hewan . Misalnya laut penggunaan ganggang bromin tetapi tanaman darat dan hewan tampaknya perlu ada . Semua hewan membutuhkan sodium , tetapi beberapa tanaman tidak. Tanaman membutuhkan boron dan silikon , tetapi binatang tidak mungkin ( atau mungkin membutuhkan jumlah ultra- kecil ) .
Hanya enam unsur karbon , hidrogen , nitrogen , oksigen , kalsium , dan fosfor - make up hampir 99 % dari massa tubuh manusia (lihat komposisi tubuh manusia untuk daftar lengkap ) . Selain enam unsur utama yang membentuk sebagian besar tubuh manusia , manusia membutuhkan jumlah yang lebih kecil mungkin 18 lebih . [ 12 ]
biomolekul
Empat kelas utama molekul dalam biokimia adalah karbohidrat , lemak , protein , dan asam nukleat . Banyak molekul biologi polimer : dalam terminologi ini , monomer adalah molekul mikro relatif kecil yang dihubungkan bersama untuk menciptakan makromolekul besar , yang dikenal sebagai polimer . Ketika monomer dihubungkan bersama untuk mensintesis polimer biologis , mereka menjalani proses yang disebut sintesis dehidrasi . Makromolekul yang berbeda dapat berkumpul di kompleks besar , sering dibutuhkan untuk aktivitas biologis .
karbohidrat
Artikel utama: Karbohidrat , Monosakarida , disakarida , dan polisakarida
Sebuah molekul sukrosa ( glukosa + fruktosa ) , disakarida a .
Karbohidrat yang terbuat dari monomer yang disebut monosakarida . Beberapa monosakarida ini meliputi glukosa ( C6H12O6 ) , fruktosa ( C6H12O6 ) , dan deoksiribosa ( C5H10O4 ) . Ketika dua monosakarida mengalami sintesis dehidrasi , air yang dihasilkan , sebagai dua atom hidrogen dan satu atom oksigen hilang dari gugus hidroksil dua monosakarida .
lipid
Artikel utama: Lipid , Gliserol , dan asam lemak
Sebuah trigliserida dengan molekul gliserol di sebelah kiri dan tiga asam lemak datang dari itu .
Lipid biasanya terbuat dari satu molekul gliserol dikombinasikan dengan molekul lain . Dalam trigliserida , kelompok utama dari lipid massal , ada satu molekul gliserol dan tiga asam lemak . Asam lemak dianggap sebagai monomer dalam kasus itu , dan mungkin jenuh (tidak ada ikatan rangkap dalam rantai karbon ) atau tidak jenuh ( satu atau lebih ikatan ganda dalam rantai karbon ) .
Lipid , terutama fosfolipid , juga digunakan dalam berbagai produk farmasi , baik sebagai co - solubilisers ( misalnya , di infus parenteral ) atau sebagai komponen pembawa obat ( misalnya , dalam liposom atau transfersome ) .
protein
Artikel utama: Protein dan Asam Amino
Struktur umum asam α - amino , dengan gugus amino di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan .
Protein adalah molekul yang sangat besar - makro - biopolimer - dibuat dari monomer yang disebut asam amino . Ada 20 asam amino standar , jual tas murah grosir kerudung murah dompet kulit asli jual bibit pepaya jual jilbab paris murah dompet kulit pria branded jual dompet wanita branded murah masing-masing berisi gugus karboksil , gugus amino , dan rantai samping ( dikenal sebagai " R " kelompok) . The " R " Kelompok inilah yang membuat masing-masing asam amino yang berbeda , dan sifat-sifat rantai samping sangat mempengaruhi konformasi tiga dimensi keseluruhan protein . Ketika asam amino bergabung , mereka membentuk ikatan khusus yang disebut ikatan peptida melalui sintesis dehidrasi , dan menjadi polipeptida , atau protein .
Dalam rangka untuk menentukan apakah dua protein yang terkait, atau dengan kata lain untuk memutuskan apakah mereka homolog atau tidak , para ilmuwan menggunakan metode urutan - perbandingan . Metode seperti urutan Keberpihakan dan Struktural Keberpihakan adalah alat yang kuat yang membantu para ilmuwan mengidentifikasi homologi antara molekul terkait. [ 13 ]
Relevansi menemukan homologi antara protein melampaui membentuk pola evolusi dari keluarga protein . Dengan menemukan betapa miripnya dua sekuens protein , kita memperoleh pengetahuan tentang struktur mereka dan karena itu fungsi mereka .
asam nukleat
Struktur asam deoksiribonukleat ( DNA ) , gambar menunjukkan monomer yang disatukan.
Artikel utama: Asam nukleat , DNA , RNA , dan Nukleotida
Asam nukleat adalah molekul yang membentuk DNA , zat yang sangat penting bahwa semua organisme seluler digunakan untuk menyimpan informasi genetik mereka . Asam nukleat yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat ( DNA ) dan asam ribonukleat ( RNA ) . Monomer mereka disebut nukleotida . Nukleotida yang paling umum adalah adenin , sitosin , guanin , timin , dan urasil . Adenin berikatan dengan timin dan urasil , Timin mengikat hanya dengan adenin , dan sitosin dan guanin dapat mengikat hanya dengan satu sama lain .
karbohidrat
Artikel utama: Karbohidrat
Fungsi karbohidrat termasuk penyimpanan energi dan menyediakan struktur . Gula adalah karbohidrat , tetapi tidak semua karbohidrat adalah gula . Ada lebih banyak karbohidrat di Bumi daripada jenis lain yang dikenal dari biomolecule , mereka digunakan untuk menyimpan energi dan informasi genetik , serta memainkan peran penting dalam sel interaksi sel dan komunikasi .
monosakarida
glukosa
Jenis paling sederhana dari karbohidrat adalah monosakarida , yang antara sifat-sifat lainnya mengandung karbon , hidrogen , dan oksigen , terutama dalam rasio 01:02:01 ( umum rumus CnH2nOn , dimana n adalah minimal 3 ) . Glukosa , salah satu karbohidrat terpenting , adalah contoh dari monosakarida . Begitu juga fruktosa , gula umumnya terkait dengan rasa manis dari buah-buahan . [ 14 ] [ a] Beberapa karbohidrat ( terutama setelah kondensasi untuk oligo- dan polisakarida ) mengandung lebih sedikit karbon relatif terhadap H dan O , yang masih hadir di 02:01 ( H : O ) rasio . Monosakarida dapat dikelompokkan menjadi aldoses ( memiliki gugus aldehida pada akhir rantai , misalnya glukosa ) dan ketosa ( memiliki gugus keto di rantai mereka , misalnya fruktosa ) . Kedua aldoses dan ketosa terjadi keseimbangan ( dimulai dengan panjang rantai C4 ) bentuk siklik . Ini dihasilkan oleh pembentukan ikatan antara salah satu kelompok hidroksil dari rantai gula dengan karbon dari gugus aldehid atau keto untuk membentuk ikatan hemiasetal . Hal ini menyebabkan jenuh beranggota lima ( di furanoses ) atau enam - beranggota ( dalam pyranoses ) cincin heterosiklik yang mengandung satu O sebagai hetero .
Langganan:
Komentar (Atom)