Pada proses biosintesis makromolekul dibentuk oleh berbagai elemen dari unit-unit yang disebut

Dhafi Quiz

Find Answers To Your Multiple Choice Questions (MCQ) Easily at cp.dhafi.link. with Accurate Answer. >>

Ini adalah Daftar Pilihan Jawaban yang Tersedia :

1. isomer
2. monomer
3. polimer
4. telomer
5. oligomer

Apa itu cp.dhafi.link??

Kuis Dhafi Merupakan situs pendidikan pembelajaran online untuk memberikan bantuan dan wawasan kepada siswa yang sedang dalam tahap pembelajaran. mereka akan dapat dengan mudah menemukan jawaban atas pertanyaan di sekolah. Kami berusaha untuk menerbitkan kuis Ensiklopedia yang bermanfaat bagi siswa. Semua fasilitas di sini 100% Gratis untuk kamu. Semoga Situs Kami Bisa Bermanfaat Bagi kamu. Terima kasih telah berkunjung.

MIKROBIOLOGI PANGAN

“Biosintesis Makromolekul”

OLEH

DARWIN HAMENTE

D1C1 13 092

KELAS TPG-B

2013

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN KONS. GIZI MASYARAKAT

JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2015

BIOSINTESIS MAKROMOLEKUL

Biosintesis merupakan proses pembentukan suatu metabolit (produk metabolisme ) dari molekul yang sederhana sehingga menjadi molekul yang lebih kompleks yang terjadi pada organisme hidup .            

Sel terdiri oleh banyak makromolekul yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda-beda. Makromolekul besar dalam sel dibentuk sebagai susunan berulang dari satuan-satuan struktutr dasar yang dinamakan monomer, antara monomer satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh ikatan kovalen.

Monomer tersebut dihubungkan dengan suatu reaksi kimia dimana dua molekul saling berikatan secara kovalen antara satu molekul dengan molekul yang lain dengan melepas satu molekul air (merupakan reaksi kondensasi atau karena molekul yang hilang adalah air, maka reaksi tersebut bisa disebut reaksi dehidrasi).

Monomer dirangkai bersama untuk kemudian membentuk suatu polimer melalui proses yang dikenal sebagai sintesis kondensasi. Sedangkan makromolekul yang dibentuk disebut dengan polimer. Saat dua monomer bergabung maka akan membebaskan molekul air (seperti yang telah digambarkan sebelumnya). Monomer yang satu kehilangan gugus hidroksi (OH) dan yang monomer yang lain akan kehilangan suatu gugus hidrogen (H).

Polisakarida merupakan polimer monosakarida, yang mengandung banyak satuan monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Formula empiriknya (C6H10O5)n. Bila dihidrolisis menghasilkan molekul gula sederhana. Polisakarida yang paling penting pada organisme hidup adalah amilum dan glikogen, subtansi cadangan makanan dalam sel tumbuhan dan hewan serta selulosa yang merupakan elemen struktural penting pada sel tumbuhan.

Polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida structural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang ketika dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi permintaan gula bagi sel. Sedangkan polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme. 

Polisakarida Simpanan

a.      Pati

Pati adalah polisakarida simpanan dalam tumbuhan. Bentuk pati yang paling sederhana adalah amilosa, yang hanya memiliki rantai lurus. Sedangkan bentuk pati yang lebih kompleks adalah amilopektin yang merupakan polimer bercabang dengan ikatan alfa 1-6 pada titik percabangan.

b.      Glikogen

Glikogen adalah polisakarida simpanan dalam tubuh hewan. Struktur glikogen mirip dengan amilopektin, namun memiliki lebih banyak percabangan. 

Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glikogen pada sel hati dan sel otot. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan permintaan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama.

c.       Dekstran

Dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-hlukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabang alfa 1-3 dan beberapa memiliki cabnga alfa 1-2 atau alfa 1-4. Plak di permukaan gigi yang disebabkan oleh bakteri diketahui kayak akan dekstran. Dekstran juga telah diproduksi secara kimia menghasilkan dekstran sintetis.

Polisakarida Struktural

a.      Selulosa

Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan.Selulosa adalah senyawa paling berlimpah di bumi, yaitu diproduksi hampir 100 miliar ton per tahun. Ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya terdapat dalam konfigurasi beta.

b.      Kitin

Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni menyerupai kulit, namun akan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding selcendawan. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh.

Polisakarida merupakan polimer yang disusun oleh rantai monosakarida. Berdasarkan fungsinya polisakarida dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu polisakarida struktural dan polisakarida nutrien.

Sebagai komponen struktural, polisakarida berperan sebagai pembangun dan penyusun komponen organel sel serta sebagai molekul pendukung intrasel. Polisakarida yang termasuk golongan ini adalah selulosa(ditemukan dalam dinding sel tanaman), kitin yang dibangun oleh turunan glukosa yaitu glukosamin diketemukan pada cangkang udang, kepiting dan lainnya.

Selulosa sebagai salah satu polisakarida struktural merupakan polimer yang tidak bercabang, terbentuk dari monomer β-D-glukosa yang terikat bersama-sama dengan ikatan β (1 → 4) glikosida. Jumlah rantai atau β-D-glukosa beraneka ragam, untuk beberapa jenis mencapai ribuan unit glukosa. Ikatan β (1→4) glikosida yang dimiliki selulosa membuatnya lebih cenderung membentuk rantai lurus, hal ini disebabkan ikatan glikosida yang terbentuk hanya sejenis yaitu β (1→4) glikosida.

Polisakarida struktural lainnya seperti glikogen memiliki struktur yang lebih kompleks dan tersusun atas rantai glukosa homopolimer dan memiliki cabang. Setiap rantai glukosa berikatan α (1→ 4) dan ikatan silang α (1→ 6) glikosida pembentuk cabang, dengan adanya cabang bentuk Glikogen menyerupai batang dan ranting pepohonan.

Polisakarida nutrien merupakan sumber dan cadangan monosakarida. Polisakarida yang termasuk kelompok ini adalah pati, selulosa dan glikogen. Setiap jenis polisakarida memiliki jumlah monomer atau monosakarida yang berbeda, demikianpula dengan ikatan yang menghubungkan setiap monosakarida yang satu dengan yang lainnya

Pati adalah polisakarida nutrien yang tersedia melimpah pada sel tumbuhan dan beberapa mikroorganisme. Pati umumnya berbentuk granula dengan diameter beberapa mikron. Granula pati mengandung campuran dari dua polisakarida berbeda, yaitu amilum dan amilopektin. Jumlah kedua poliskarida ini tergantung dari jenis pati. Pati yang ada dalam kentang, jagung dan tumbuhan lain mengandung amilopektin sekitar 75 – 80% dan amilum sekitar 20-25%.

Komponen amilum merupakan polisakarida rantai lurus tak bercabang terdiri dari molekul D-Glukopiranosa yang berikatan α (1→ 4) glikosida. Struktur rantai lurus ini membentuk untaian heliks, seperti tambang.

Polisakarida yang banyak digunakan dalam industri makanan adalah agar, alginate, carragenan dan Carboxymethyl Cellulose (CMC). Agar merupakan hasil isolasi polisakarida yang terdapat dalam rumput laut dan banyak dimanfaatkan sebagai media biakan mikroba. Agar juga merupakan bahan baku/tambahan dalam industri pangan. Hal ini dikarenakan adanya beberapa sifat dan kegunaan agar seperti; tidak dapat dicerna, membentuk gel, tahan panas serta dapat digunakan sebagai emulsifier (pengemulsi) dan stabilizer (penstabil) adonan yang berbentuk koloid.

Protein adalah polimer yang tersusun dari monomer yang biasa disebut asam amino. Asam amino adalah rangka karbon pendek yang mengandung gugus amino fungsional (nitrogen dan hidrogen dua) yang melekat pada salah satu ujung kerangka dan gugus asam karboksilat di ujung lain.

Protein tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan terkadang mengandung zat belerang (S) dan fosfor (P). Protein merupakan komponen utama makhluk hidup dan berperan penting dalam aktivitas sel. Protein mengatur aktivitas metabolisme, mengkatalisis reaksi-reaksi biokimia, dan menjaga keutuhan strukur sel. Protein terdapat dalam semua jaringan hidup dan disebut sebagai pembangun kehidupan.

Sintesis protein merupakan pembentukan protein dari monomer peptida yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti sel, sitoplasma dan ribosom. Mekanisme sintesis protein terjadi melalui dua tahap utama yaitu transkripsi dan translasi. Sintesis protein merupakan proses yang sangat kompleks. Informasi genetik yang dikode pada susunan basa DNA diterjemahkan ke dalam 20 macam asam amino.

Transkripsi adalah percetakan mRNA oleh DNA, sedangkan translasi adalah penerjemahan kode oleh tRNA berupa urutan yang dikehendaki. Proses transkripsi terjadi selama proses inisiasi, elongasi, dan terminasi. Enzim yang berperan dalam transkripi adalah RNA polymerase. Ada lima tahapan sintesis protein dan masing-masing memerlukan sejumlah komponen. Tahap-tahap sintesis protein yaitu:

Aktivitas asam amino

            Komponen yang diperlukan : 20 asam amino, 20 aminoasil t-RNA sintetase, 20 atau lebih RNA pemindahan, ATP, Mg2+. Ini merupakan tahap pertama, yang terjadi didalam sitosol dan bukan dalam ribosom. Masing-masing dari 20 asam amino ini diikat secara kovalen dengan suatu RNA pemindah spesifik (tRNA), dengan memanfaatkan energy ATP. Reaksi ini dikatalis oleh enzim pengaktifan dan memerlukan Mg2+ sebagai kofaktor, masing-masing spesifik bagi satu asam amino dan bagi tRNAnya.

Inisiasi rantai polipeptida

Pada tahap inisiasi, RNA polymerase menempel pada promoter, yakni urutan basa nitrogen khusus pada DNA yang dapat memberikan sinyal inisiasi transkripsi. Rantai DNA yang digunakan pada proses perekaman gen hanya satu buah, dinamakan rantai sense. Sementara rantai lainnya merupakan rantai noncoding atau antisense (tidak digunakan dalam transkripsi). Hal ini dikenali adanya promoter pada rantai sense. Umumnya, promoter mempunyai urutan gen TATAAT dan TTGACA dan rantai anti sense mengandung komplementernya (ATA TTA dan AAC TGT) yang tidak akan dikenali oleh RNA polymerase.

Inisiasi merupakan tahap kedua, pembawa pesan (mRNA) yang membawa sandi bagi polipeptida yang akan dibuat diikat oleh sub-unit ribosom yang berukuran lebih kecil, diikuti oleh inisiasi asam amino yang diikat oleh tRNAnya, membentuk suatu kompleks inisiasi. tRNA asam amino menginisiasi ini berpasangan dengan triplet nukleotida spesifik atau kodon pada mRNA yang menyandi permulaan rantai polipeptida. Proses ini yang memerlukan guanosis triposfat (GTP), dilangsungkan oleh tiga protein sitosol spesifik yang dinamakan factor.

Pemanjangan (elongasi)

Tahap elongasi ditunjukkan oleh aktivitas RNA polymerase yang bergerak sepanjang rantai DNA sehingga dihasilkan rantai RNA yang didalamnya mengandung urutan basa nitrogen pertama sebagai hasil perekaman (leader sequence). Rantai polipeptida sekarang diperpanjang oleh pengikatan kovalen unit asam amino berturut-turut, masing-masing diangkut menuju ribosom dan diletakkan ditempatnya secara benar oleh tRNA masing-masing, yang berpasangan dengan kodonnya pada molekul RNA pembawa pesan.

Pemanjangan digiatkan oleh protein sitosol yang dinamakan factor pemnjangan. Energy yang diperlukan untuk mengikat setiap aminoasil t-RNA yang dating dan untuk pergerakan ribosom disepanjang RNA pembawa pesan satu kodon deperoleh dari hidrolisis dua molekul GTP bagi setiap residu yang ditambahkan kepolipepida yang sedang tumbuh.

Terminasi dan pembebasan

Ketika memasuki tahap terminasi, proses perekaman (transkripsi) berhenti dan molekul RNA yang baru akan terpisah dari DNA template. Penyempurnaan rantai polipeptida, yang dicirikan oleh suatu kodon terminasi (pengakhir) pada mRNA, diikuti oleh pembebasannya dari ribosom, yang dilangsungkan oleh factor pembebas.

Pelipatan dan pengolahan

Untuk memperoleh bentuk aktifnya secara biologis polipeptida harus mengalami pelipatan menjadi konfirmasi tiga dimensi yang benar. Sebelum atau sesudah pelipatan polipeptida baru dapat mengalami pengolahan oleh kerja enzimatik untuk melepaskan asam amino penginisiasi, dan mengikat gugus fosfat, metil, karboksil atau gugus lain pada residu asam amino tertentu, atau untuk mengikat gugus oligosakarida atau gugus prostetik.

Kodon-kodon untuk asam amino terdiri dari triplet-triplet nukleotida spesifik. Urutan basa kodon dideduksi dari percobaan dari pertologan RNA pembawa pesan sintetik yang diketahui komposisi dan urutannya.

Lipid adalah senyawa yang merupakan ester dari asam lemak dengan gliserol yang kadang-kadang mengandung gugus lain. Lipid merupakan zat lemak yang berperan dalam berbagai sel hidup. Lipid terdapat pada tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme. 
Lipid terasa licin,tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam alkohol, eter, dan pelarut organik lainnya.

Pada daun hijau tumbuhan, asam lemak diproduksi di kloroplas. Pada bagian lain tumbuhan dan pada sel hewan (dan manusia), asam lemak dibuat di sitosol. Proses esterifikasi (pengikatan menjadi lipida) umumnya terjadi pada sitoplasma, dan minyak (atau lemak) disimpan pada oleosom.

Banyak spesies tanaman menyimpan lemak pada bijinya (biasanya pada bagian kotiledon) yang ditransfer dari daun dan organ berkloroplas lain. Beberapa tanaman penghasil lemak terpenting adalah kedelai, kapas, kacang tanah, jarak, raps/kanola, kelapa, kelapa sawit, jagung dan zaitun.            

Metabolisme Asam Lemak

Mula mula triasil gliserol belum dicerna didalam lambung.nanti pada saat di usus halus,ia akan  di bentuk micelle.selanjutnya sruktur micelle akan disintesis oleh garam-garam  dan akan bertemu dengan enzim lipase yang selanjutnya akan didegradasi (dipotong-potong) dan membentuk  triasilgliserol.

Selanjutnya asam lemak dan gliserol akan diserap oleh duodenum, jejunum dan ileum. Selanjutnya  bergabung dengan apolipoprotein dan kolesterol membentuk kilomikron pada pembuluh darah.

 Lemak ada dua kemungkinan yaitu dibawah ke jaringan adipose atau atau jaringan otot. Jika tidak dibutuhkan ia akan dibawah ke jsebagai sumber energy atau bahan bakar maka ia akan dibawa ke jaringan otot.  Selanjutnya masuk ke jalur beta oksidasi. Jika dalam makanan kehabisan karbohidrat maka jaringan lemak  akan dimanfaatkan sebagai energy.

Berikut mekanisme pembongkaran jaringan adipose. Mula-mula epinephrine memberi sinyal agar  jaringan adipose  mengaktifkan protein kinase mengaktifkan triasilgliserol. Awalnya triasilgliserol pada makanan itu tidak larut dalam air. namun dengan adanya struktur kolat menyebabkan lemak bias larut dalam air dan dapat didegradasi oleh enzim lipase.

Biosintesis asam lemak/biosintesis denovo

Biosintesis Asam lemak  dalam tubuh dikenal dengan biosintesis denovo. Subtrat pertama pada lintasan anabolik ini adalah asetil-KoA. Asetil-KoA dapat berasal dari oksidasi karbohidrat, lipid maupun protein.  Hasil akhir sintesis denovo adalah asam palmita. Mula-mula berawal dari asetil koa yang terikat pada acp.dan membentuk asetil acp. Selanjutnya asetil acp mentransfer asetilnya sehingga membentuk asetil sintase. Selanjutnya malonil masuk ke  acp dan melepas asetil coa dan bergabung dengan asetil acp.  

Selanjutnya terjadi peristiwa kondensasi dimana  malonil acp mentransfer acpnya dan membentuk asetoasetil acp.dan terjadi peristiwa reduksi terbentuk beta hidroxibutiril acp.dan juga terjadi dehidrasi. Selanjutnya pada peristiwa reduksi kedua, beta hidroksibutiril acp mentransfer acp dan membentuk butiril acp. Hasil akhir terbentuk asam palmitat berantai karbon yang sangat panjang yang selanjutnya dipecah  dan masuk ke beta oksidasi.

Jalur beta oksidasi

 Mula-mula asam lemak bebas diaktifkan menjadi asil koa oleh enzim tiokinase. Asil koa lalu dikonversikan menjadi asil karnitin palmitoil transferase 1. Selanjutnya senyawa asil karnitin menembus membrane interna mitokondria. Asil karnitin bereaksi dengan coa oleh bantuan enzim karnitin palmitoil transferase 2. Sehingga menjadi asil coa dan karnitin dibebaskan. Asil koa yang ada dalam mitokondria diubah menjadi delta2-trans-enoil-koa.

Pada tahap ini terjadi rantai respirasi menghasilkan energy 2 p. Delta2-trans-enoil-koa diubah menjadi L(+)-3-HIDROKSIL-ASIL-KOA.  L(+)-3-HIDROKSIL-ASIL-KOA diubah menjadi 3 asil koa .(terjadi rantai respirasi dengan menghasilkan energy 3p. Selanjutnya terbentuklah asetil koa yang mengandung 2 atom c dan asil koa yang telah kehilangan 2 atom c. Selanjutnya asetil koa masuk pada siklus asam sitrat. Dalam proses oksidasi ini, karbon beta asm lemak dioksidasi menjadi koleterol  yang selanjutnya digunakan untuk steroid.

Biosintesis kolesterol

 2 mol asetil coa berkondensasi dengan asetoasetil coa kemudian berkondensasi lagi dengan asetil ketiga membentuk HMG-koa yang dikatalis oleh enzim HMG-koA sintase.  HMG-Koa direduksi oleh reduktase dengan bantuan nadph dan h+ membentuk mevalonat.  Mevalonat lalu membentuk squalene 30 atom c. Kemudian terjadi penutupan cincin  membentuk lanosterol. Lanosterol kemudian mengalami kehilangan gugus metal sehingga membentuk demosterol dan hasil akhir barupa kolesterol.

Transportasi Kolesterol

 Transfor kolesterol dalam bentuk lipoprotein. Mula-mula kolesterol bersama lemak-lemak lain berikatan dengan lemak lemak lainnya membentuk senyawa yang larut yang disebut lipoprotein. Selanjutnya kilomikron membawa lemak ke hati. Dalam hati lemak diuraikan untuk digunakan sebagai energy. Bila berlebih maka akan dibawa ke jaringan lemak. Bila asupan kolesterol tidak mencukupi maka sel hati akan memproduksinya. Dari hati, selanjutnya ldl akan mengangkut kolesterol ke sel-sel tubuh yang membutuhkan.  Bila berlebih, hdl lalu membawa kembali lipoprotein untuk dibawa ke hati yang selanjutnya diuraikan dan dibuang ke dalam kantung empedu sebagai asam empedu.

Page 2