Konsep Teoritis Biomolekul (Gula, Karbohidrat, dan Asam Amino)

Gula

Monosakarida memiliki formula molekul yang biasanya merupakan kelipatan dari Glukosa CH2O (C6H12O6) adalah monosakarida yang paling umum. Monosakarida diklasifikasikan berdasarkan Lokasi gugus karbonil (seperti aldosa atau ketosa) dan Jumlah karbon dalam kerangka karbon.

Meskipun sering digambarkan sebagai kerangka linear, dalam larutan berair banyak gula yang membentuk cincin. Monosakarida berfungsi sebagai bahan bakar utama untuk sel dan sebagai bahan baku untuk membangun molekul.

Karbohidrat adalah senyawa polihidroksida aldehid atau polihidroksida keton, atau senyawa yang apabila di hidrolisa akan menghasilkan kedua senyawa tersebut. Karbohdirat terdapat dalam organisme yang hidup. Sebagai gula, tepung, pati, atau selulosa dalam kayu, kertas, dan katun. Berdasarkan molekul penyusunnya karbohidrat dibagi menjadi tiga yaitu :
Monosakarida
Karbohidrat yang tidak bisa dihidrolisis lebih lanjut untuk memberikan unit yang lebih sederhana dari polihidroksi aldehida atau keton disebut amonosakarida. Sekitar 20 monosakarida diketahui terjadi di alam. Beberapa contoh umum adalah glukosa, fruktosa, ribosa, dll.
Oligsakarida

Karbohidrat yang menghasilkan dua hingga sepuluh unit monosakarida, pada hidrolisis, disebut oligosakarida. Oligosakarida selanjutnya diklasifikasikan sebagai disakarida, trisakarida, tetrasakarida, dll, tergantung pada jumlah monosakarida, karbohidrat ini dapat hasilkan pada hidrolisis. Di antara ini yang paling umum adalah disakarida. Dua unit monosakarida diperoleh pada hidrolisis disakarida mungkin sama atau berbeda. Misalnya, satu molekul sukrosa hidrolisis menghasilkan satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosasedangkan maltosa hanya menghasilkan dua molekul glukosa saja

Polisakarida

Karbohidrat yang menghasilkan sejumlah besar unit monosakarida pada hidrolisis disebut polisakarida. Beberapa contoh umum adalah pati, selulosa, glikogen, gusi, dll. Polisakarida tidak rasanya manis, oleh karena itu mereka juga disebut non-gula.

Disakarida terbentuk ketika reaksi dehidrasi bergabung dengan dua monosakarida. Ikatan kovalen ini disebut hubungan glikosidik.

Polisakarida, polimer gula, memiliki peran penyimpanan dan struktural. Struktur dan fungsi polisakarida ditentukan oleh monomer gula dan posisi ikatan glikosidik. Pati adalah polisakarida penyimpanan pada tanaman, seluruhnya terdiri dari monomer glukosa. Tanaman menyimpan kelebihan pati sebagai butiran di dalam kloroplas dan plastida lainnya. Bentuk pati paling sederhana adalah amilosa.

Selulosa polisakarida adalah komponen utama dari dinding kuat pada sel tanaman. Seperti halnya pati, selulosa adalah polimer glukosa, tetapi ikatan glikosidiknya berbeda. Perbedaannya didasarkan pada dua bentuk cincin untuk glukosa: alfa (a) dan beta (b). Polimer dengan glukosa a heliks. Polimer dengan glukosa b mempunyai rantai yang lurus.

Dalam struktur lurus, atom H pada satu untai dapat berikatan dengan gugus OH pada untai lainnya. Molekul selulosa paralel yang disatukan dengan cara ini dikelompokkan menjadi mikrofibril, yang membentuk jaringan yang kuat untuk tanaman.

Asam amino adalah molekul organik dengan gugus karboksil dan amino. Asam amino berbeda dalam sifat-sifatnya karena rantai samping yang berbeda, yang disebut kelompok R.

Asam amino dihubungkan oleh ikatan peptida. Polipeptida adalah polimer asam amino. Panjang polipeptida berkisar dari beberapa hingga lebih dari seribu monomer. Setiap polipeptida memiliki urutan asam amino linier yang unik, dengan ujung karboksil (terminal-C) dan ujung amino (terminal-N). Protein fungsional terdiri dari satu atau lebih polipeptida yang diputar, dilipat, dan digulung menjadi bentuk yang unik.

Urutan asam amino menentukan struktur tiga dimensi protein. Struktur protein menentukan fungsinya.

Protein dibagi menjadi empat berdasarkan strukturnya :

Struktur primer protein adalah urutan unik asam amino. Struktur primer, urutan asam amino dalam protein, seperti urutan huruf dalam kata yang panjang. Struktur primer ditentukan oleh informasi genetik yang diturunkan.

 Struktur sekunder, ditemukan di sebagian besar protein, terdiri dari gulungan dan lipatan dalam rantai polipeptida. Kumparan dan lipatan struktur sekunder dihasilkan dari ikatan hidrogen antara konstituen berulang dari tulang punggung polipeptida. Struktur sekunder yang khas adalah koil yang disebut a heliks dan struktur terlipat yang disebut b lembaran

Struktur tersier ditentukan oleh interaksi antara berbagai rantai samping (kelompok R). Struktur tersier ditentukan oleh interaksi antara kelompok R, bukan interaksi antara konstituen backbone. Interaksi antara kelompok-kelompok R ini termasuk ikatan hidrogen, ikatan ion, interaksi hidrofobik, dan interaksi van der Waals. Ikatan kovalen yang kuat yang disebut jembatan disulfida dapat memperkuat struktur protein.

Struktur kuarter dihasilkan ketika protein terdiri dari banyak rantai polipeptida

Permasalahan : 

1. Selulosa dihasilkan oleh tumbuhan, manusia dan hewan tidak dapat memperoduksi selulosa mengapa hal tersebut dapat terjadi?

2. Bagaimana perananan rantai hidrofobik dan hidrofilik pada proses denaturasi?

3. Apakah mungkin karbohidrat dengan gugus aldehid dirubah menjadi karbohidrat dengan gugus keton?