Molekul Penyusun Sel

Kromosom

     Genetika adalah cabang ilmu dalam biologi yang mempelajari tentang pewarisan sifat dan variasi genetik. Variasi genetik merupakan akar dari keanekaragaman hayati yang dapat diamati baik dalam satu spesies maupun antar spesies. Genetika berfokus pada studi tentang gen. Gen didefinisikan sebagai unit dari keturunan, akan tetapi definisi teresebut masih samar dan belum dapat menggambarkan secara jelas mengenai gen sebagai unit molekuler yang memiliki peranan penting pada struktur dan fungsi sel itu sendiri. Pada tingkatan molekuler, gen merupakan segmen dari DNA yang menghasilkan produk fungsional. Produk fungsional dari gen adalah polipeptida, yaitu rangkaian asam amino yang tersusun secara linier, yang selanjutnya akan mengalami pelipatan membentuk protein. Secara umum, gen dideskripsikan berdasarkan kemampuannya dalam mempengaruhi sifat individu, yang merupakan karakteristik suatu organisme. Pada manusia karakterisitk tersebut seperti warna mata, warna rambut, tinggi badan, serta warna kulit.

Biokimia Sel

     Sel tersusun atas berbagai macam senyawa kimia yang kompleks dan memiliki keterkaitan satu sama lain. Molekul organik seperti glukosa dan asam amino dihasilkan dari hubungan antar atom melalui ikatan kimia. Sifat kimia dari molekul organik memiliki peran penting bagi kelangsungan hidup sel. Pertama, putusnya ikatan kimia selama proses degradasi dari molekul menghasilkan energi untuk menjalankan proses seluler. Kedua, molekul organik tersebut berperan penting sebagai bahan pembangun  untuk mensintesis molekul yang lebih besar. Empat kategori yang termasuk sebagai molekul yang lebih besar adalah asam nukleat (misalnya RNA dan DNA), protein, karbohidrat, dan lipid. Ketiga dari empat molekul tersebut (asam  nukleat, protein, dan karbohidrat) membentuk makromolekul yang tersusun atas blok bangunan yang berulang. Protein, RNA, dan karbohidrat dapat disusun oleh ratusan hingga ribuan mikromolekul yang tersusun secara berulang. DNA adalah makromolekul terbesar yang terdapat dalam sel. Satu DNA tersusun dari ratusan hingga jutaan ikatan basa nukleotida (A, T, G, dan C).

     Pembentukan struktur sel dipengaruhi oleh interaksi antara mikromolekul dan makromolekul. Misalnya, nukleotida adalah blok pembentuk DNA, yang merupakan unsur kromosom sel. Selain tiu, DNA dikaitkan dengan berbagai macam protein yang berperan dalam membentuk struktur kromosom. Padas el eukariot, kromosom terdapat di dalam kompartemen yang disebut nukleus sel. Kromosom dibatasi oleh 2 lapis membran berupa lipid dan protein yang melindungi kromososm di dalam lingkungan sel. Susunan kromosom di dalam nukleus melindungi kromosom dari kerusakan mekanis dan menyediakan kompartemen tunggal untuk aktivitas genetik seperti transkripsi gen. Pembentukan struktur sel yang lebih besar berasal dari interaksi antara mikromolekul dan makromolekul yang berbeda. Struktur seluler ini pada akhirnya berguna untuk menunjang kehidupan sel.

Molekul Penyusun Struktur Sel

Protein Membentuk Struktur dan Fungsi Sel

     Struktur dan fungsi dari sel tergantung dari jenis protein yang menyusun sel tersebut. Keseluruhan protein yang dibentuk oleh sel dalam jangka waktu tertentu disebut proteom. Setiap jenis protein memiliki fungsi yang berbeda sesuai dengan jenisnya. Beberapa jenis protein berfungsi sebagai komponen dari struktur sel dan mennetukan bentuk sel. Misalnya protein tubulin dapat berkumpul dan membentuk struktur yang lebih besar yang disebut mikrotubulus. Beberapa jenis protein yang lain terdapat pada membran sel dan berfungsi sebagai transporter ion dan molekul melewati membran sel. Myosin, salah satu jenis protein yang terdapat pada otot, berfungsi dalam mengontrol gerakan tubuh dengan cara kontrasksi dan relaksasi. Pada organisme multiseluler, protein juga dapat berfungsi sebagai tanda pengenalan antara satu sel dengan sel yang lain serta komunikasi dan koordinasi sel. Misalnya, hormon insulin disekresi oleh sel endokrin dan berikatan dengan insulin-receptor protein yang terdapat pada sel target.

     Enzim merupakan salah jenis protein yang berperan penitng dalam mempercepat reaksi kimia. Beberapa enzim berperan dalam pemecahan molekul dan makromolekul menjadi unit yang lebih kecil, yang dikenal sebagai enzim katabolik dan berperan dalam pembentukan energi di dalam sel. Sementara itu, enzim anabolik berperan dalam sintesis molekul dan makromolekul di dalam sel. Struktur sel sangat tergantung dari jenis protein yang terlibat dalam proses anabolisme karena hal ini diperlukan untuk mensitesis semua makromolekul seluler.


Edit: 10 Sep 2019


Referensi

• Brooker, R. J. (2015). Genetics: Analysis and principles (Fifth edition.). New York, NY: McGraw-Hill Education. Brooker, Robert J. Genetics: Analysis and Principles.