AIR DAN MOLEKUL ORGANIK (PART 2)

Struktur Air

Hal ini dapat cukup benar mengatakan bahwa ada kehidupan di Bumi karena air yang berlimpah. Planet lain memiliki air, tetapi mereka juga memilikinya sebagai gas (Venus) atau es (Mars). Hubungan ini ditunjukkan pada Gambar 1. Penelitian terbaru Mars mengungkapkan kadang kehadiran  di masa lalu cairan berjalan, mungkin air. Sifat kimia air demikian salah satunya, kita harus memeriksa karena menembus sistem kehidupan: air merupakan pelarut universal.

 Gambar 1. Air bisa ada di ketiga negara materi di Bumi, sementara hanya di satu negara di kedua planet tetangga terdekat.

Air adalah kutub terikat secara kovalen dalam molekul. Ini pembagian yang tidak sama dari hasil elektron dalam sisi sedikit positif dan yang sedikit negatif dari molekul. Molekul lain, seperti Etana, yang nonpolar, memiliki baik positif maupun sisi negatif, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Perbedaan antara molekul (etana) polar (air) dan nonpolar ini disebabkan oleh pembagian yang tidak merata elektron dalam molekul polar. Molekul nonpolar memiliki elektron ditanggung bersama dalamikatan kovalen mereka. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

Ini link oleh ikatan hidrogen dibahas sebelumnya. Akibatnya, air memiliki interkonektivitas besar molekul individu, yang disebabkan oleh ikatan hidrogen lemah secara individual, yang ditunjukkan dalam Gambar 3, yang bisa sangat kuat ketika diambil oleh miliaran.

Gambar 3. Pembentukan ikatan hidrogen antara sisi hidrogen dari satu molekul air dan sisi oksigen darimolekul lain air. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

 

Air telah disebut sebagai pelarut universal. Makhluk hidup terdiri dari atom dan molekul dalam larutan air (solusi yang memiliki bahan terlarut dalam air). Solusi adalah campuran seragam molekul dari dua atau lebih zat. Pelarut biasanya hadir zat dalam jumlah terbesar (dan biasanya juga cairan). Zat dalam jumlah kecil adalah zat terlarut.

Kelarutan banyak molekul ditentukan oleh struktur molekul mereka. Anda sudah familiar dengan ungkapan "pencampuran seperti minyak dan air." Dasar biokimia untuk frase ini adalah bahwa makromolekul organik yang dikenal sebagai lipid (lemak yang merupakan, penting meskipun sering merepotkan, kelompok) memiliki area yang tidak memiliki ikatan kovalen polar. Para kovalen polar molekul air terikat bertindak untuk mengecualikan molekul nonpolar, menyebabkan lemak mengumpul. Struktur molekul banyak dapat sangat mempengaruhi kelarutannya. Gula, seperti glukosa, memiliki banyak hidroksil (OH) kelompok, yang cenderung untuk meningkatkan kelarutan molekul. Aspek air diilustrasikan pada Gambar 4.

Gambar 4. Pembubaran suatu senyawa ionik berikat, natrium klorida, oleh molekul air. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman(www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

Air cenderung memisahkan menjadi ion H + dan OH-. Dalam pemisahan ini, oksigen mempertahankan elektron dan hanya salah satu hidrogen, menjadi ion bermuatan negatif dikenal sebagai hidroksida. Air murni memiliki jumlah yang sama (atau konsentrasi) H + OH-sebagai ion. Larutan asam memiliki lebih ion H + dari ion OH-. Solusi dasar memiliki pH opposite.The solusi umum beberapa ditunjukkan pada Gambar 5. Asam menyebabkan peningkatan jumlah ion H + dan basa menyebabkan peningkatan jumlah ion OH-.

Gambar 5. pH beberapa item umum. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan SinauerAssociates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

Skala pH adalah skala logaritma mewakili konsentrasi ion H + dalam suatu larutan. Ingat bahwa karena konsentrasi H + OH-meningkatkan konsentrasi menurun dan sebaliknya. Jika kita punya solusi dengan satu dari setiap sepuluh molekul menjadi H +, kita merujuk pada konsentrasi ion H + sebagai 1/10. Ingat dari aljabar yang kita dapat menulis pecahan sebagai eksponen negatif, sehingga 1/10 menjadi 10-1. Sebaliknya 1/100 menjadi 10-2, 1/1000 menjadi 10-3, dll Logaritma adalah eksponen yang angka (biasanya 10) telah dibangkitkan. Untuk contoh log 10 (diucapkan "log dari 10") = 1 (sejak 10 dapat ditulis sebagai 101). Log 1/10 (atau 10-1) = -1. pH, ukuran konsentrasi ion H +, adalah log negatif dari konsentrasi ion H +. Jika pH air 7, maka konsentrasi ion H + adalah 10-7, atau 1/10, 000,000. Dalam kasus asam kuat, seperti asam klorida (HCl), asam disekresikan oleh lapisan perut Anda, [H +] (konsentrasi ion H +, yang ditulis dalam singkatan kimia) adalah 10-1, sehingga pH 1.

Molekul organik

Molekul organik adalah mereka yang: 1) dibentuk oleh tindakan/perilaku mahluk hidup, dan / atau 2) memiliki tulang punggung karbon. Metana (CH4) adalah contoh dari ini. Jika kita menghapus H dari salah satu unit metana di bawah ini, dan mulai menghubungkan mereka, saat mengeluarkan unit H lain, kita mulai membentuk sebuah molekul organik. (CATATAN: Tidak semua metana organik berasal, metana merupakan komponen utama dari atmosfer Jupiter, yang menurut kita tidak memiliki kehidupan). Ketika methanes dua digabungkan, molekul yang dihasilkan adalah Etana, yang memiliki rumus kimia C2H6. Molekul terdiri dari H dan C dikenal sebagai hidrokarbon. Rumus dan representasi struktural dari beberapa molekul organik sederhana ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6. Tipe senyawa hidrokarbon dan struktur mereka. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

Para ilmuwan akhirnya menyadari bahwa sifat kimia tertentu adalah akibat dari kehadiran kelompok-kelompok fungsional tertentu. Kelompok fungsional adalah kelompok atom dengan struktur karakteristik dan fungsi. Molekul polar (dengan + / - beban) tertarik pada molekul air dan hidrofilik. Molekul nonpolar yang ditolak oleh air dan tidak larut dalam air; adalah hidrofobik. Hidrokarbon adalah hidrofobik kecuali jika ia memiliki gugus fungsional terlampir terionisasi seperti karboksil (asam) (COOH), kemudian molekul adalah hidrofilik. Karena sel adalah 70-90% air, sejauh mana molekul organik berinteraksi dengan air mempengaruhi fungsi mereka. Salah satu kelompok yang paling umum adalah-OH (hidroksil) kelompok. Kehadirannya akan memungkinkan molekul untuk larut dalam air.

Isomer adalah molekul dengan rumus molekul sama tetapi berbeda dalam susunan atom mereka (misalnya, gliseraldehida dan dihidroksiaseton). Kelompok fungsional yang dipilih dan data terkait ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7. Fungsional kelompok dalam molekul organik. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakandengan izin  

Karbon memiliki empat elektron di kulit luar, dan dapat mem-bond dengan sampai empat atom lain (biasanya H, O, N, atau yang lain C). Karena karbon dapat membentuk ikatan kovalen dengan atom karbon, karbon rantai dan cincin yang berfungsi sebagai tulang punggung molekul organik yang mungkin.
Kimia obligasi menyimpan energi. Ikatan kovalen CC memiliki 83,1 Kkal (kilokalori) per mol, sedangkan C = C ikatan kovalen ganda memiliki 147 Kkal / mol. Energi adalah dalam dua bentuk: kinetik, atau energi yang digunakan / gerak, dan potensial, atau energi pada saat istirahat atau di gudang. Ikatan kimia adalah energi potensial, sampai mereka diubah menjadi bentuk lain dari energi, energi kinetik (menurut kedua hukum termodinamika).
Setiap kelompok molekul organik memiliki molekul kecil (monomer) yang terhubung untuk membentuk molekul organik besar (makromolekul). Monomer dapat jouined sama untuk polimer bentuk yang merupakan makromolekul besar yang terbuat dari tiga sampai jutaan subunit monomer.
Makromolekul dibangun oleh ikatan kovalen monomer oleh reaksi kondensasi di mana air akan dihapus dari gugus fungsi pada monomer. Enzim selular melakukan kondensasi (dan pembalikan reaksi, hidrolisis polimer). Kondensasi melibatkan sintesis dehidrasi karena air yang akan dihapus (dehidrasi) dan obligasi dibuat (sintesis). Ketika dua monomer bergabung, kelompok (OH) hidroksil akan dihapus dari satu monomer dan hidrogen (H) akan dihapus dari yang lain. Ini menghasilkan air yang dilepaskan selama reaksi kondensasi. Hidrolisis (hidrasi) reaksi memecah polimer dalam kebalikan dari kondensasi, sebuah kelompok (OH) hidroksil dari air menempel pada satu monomer dan hidrogen (H) menempel ke yang lain.
Ada empat kelas makromolekul (polisakarida, trigliserida, polipeptida, asam nukleat). Kelas-kelas ini melakukan berbagai fungsi dalam sel.
1. Karbohidrat memiliki rumus umum [CH2O] n dimana n adalah angka antara 3 dan 6. Perhatikan unit CH2O berbeda pada Gambar 8. Karbohidrat berfungsi dalam jangka pendek penyimpanan energi (seperti gula), seperti jangka menengah penyimpanan energi (pati untuk tumbuhan dan glikogen untuk hewan), dan sebagai komponen struktural dalam sel (selulosa dalam dinding sel tanaman dan protista banyak), dan kitin di exoskeleton serangga dan arthropoda lainnya.
Gula secara struktural karbohidrat sederhana. Mereka adalah unit struktural yang membentuk jenis-jenis karbohidrat. Monosakarida adalah tunggal (mono = satu) gula. Monosakarida penting termasuk ribosa (C5H10O5), glukosa (C6H12O6), dan fruktosa (rumus yang sama tetapi struktur yang berbeda dari glukosa).
Gambar 8. Rantai (kiri) dan cincin (tengah dan kanan) representasi dari karbohidrat. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin. 

Kami mengklasifikasikan monosakarida dengan jumlah atom karbon dan tipe kelompok fungsional hadir dalam gula. Misalnya, glukosa dan fruktosa, diilustrasikan pada Gambar 9, memiliki rumus kimia yang sama (C6H12O6), tetapi struktur yang berbeda: glukosa memiliki aldehida (hidroksil internal yang ditampilkan seperti ini:-OH) dan fruktosa memiliki gugus keto (internal double-ikatan O, ditampilkan seperti ini: = O). Perbedaan fungsional kelompok, sekecil tampaknya, menyumbang rasa manis lebih besar fruktosa dibandingkan dengan glukosa.

Gambar 9. Model glukosa dan fruktosa. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan SinauerAssociates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

 Dalam larutan berair, glukosa cenderung memiliki dua struktur, a (alpha) dan b (beta), dengan bentuk lurus rantai menengah (ditunjukkan dalam Gambar 10). Para bentuk dan bentuk b berbeda dalam lokasi kelompok satu-OH, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9. Glukosa adalah heksosa umum, enam gula karbon, pada tumbuhan. Produk dari fotosintesis yang berkumpul untuk membentuk glukosa. Energi dari sinar matahari diubah menjadi dan disimpan sebagai energi ikatan CC kovalen. Energi ini dilepaskan dalam organisme hidup sedemikian rupa sehingga panas tidak cukup dihasilkan sekaligus untuk membakar organisme. Satu mol glukosa menghasilkan 673 Kcal energi. (Kalori adalah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan satu gram air satu derajat C. Kcal A memiliki 1000 kali lebih banyak energi sebagai kal.). Glukosa juga merupakan bentuk gula yang diukur dalam aliran darah manusia.

Gambar 10. D-Glukosa dalam berbagai pandangan (tongkat dan ruang-mengisi) dari web. Kanan gambar dari Purves et al, Kehidupan:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WHFreeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

Disakarida terbentuk ketika dua monosakarida secara kimiawi terikat bersama. Sukrosa, suatu disakarida tanaman umum terdiri dari monosakarida glukosa dan fruktosa. Laktosa, gula susu, adalah disakarida yang terdiri dari glukosa dan galaktosa monosakarida. Para maltosa bahwa rasa milkshake malt (dan item lainnya) juga merupakan disakarida yang terbuat dari dua molekul glose terikat bersama-sama seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11.

Gambar 11. Pembentukan suatu disakarida (atas) oleh kondensasi dan struktur dua disakarida umum.Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

Polisakarida adalah molekul besar terdiri dari unit monosakarida individu. Sebuah polisakarida tanaman umum adalah pati (ditunjukkan dalam Gambar 12), yang terdiri dari glucoses banyak (dalam polipeptida ini disebut sebagai glukan). Dua bentuk polisakarida, amilosa amilopektin dan make up apa yang biasanya kita sebut pati. Pembentukan ikatan ester oleh kondensasi (pemindahan air dari molekul) memungkinkan menghubungkan monosakarida menjadi disakarida dan polisakarida. Glikogen (lihat Gambar 12) adalah penyimpanan produk hewan yang terakumulasi di hati vertebrata.

Gambar 12. Gambar pati (atas), glikogen (tengah), dan selulosa (bawah). Gambar dari Purves et al, Life:.Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman(www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

 Selulosa, diilustrasikan pada Gambar 13 dan 14, adalah polisakarida yang ditemukan di dinding sel tanaman. Selulosa membentuk bagian fibrosa dari dinding sel tanaman. Dalam hal diet manusia, selulosa adalah dicerna, dan dengan demikian merupakan bagian yang penting dengan mudah diperoleh dari serat makanan. Dibandingkan dengan pati dan glikogen, yang masing-masing terdiri dari campuran glucoses a dan b, selulosa (polisakarida kitin dan hewan struktural) terdiri dari glucoses b saja. Struktur tiga dimensi dari polisakarida dengan demikian dibatasi ke dalam mikrofibril langsung oleh sifat seragam dari glucoses, yang menolak tindakan enzim (seperti amilase) bahwa kerusakan penyimpanan polisakarida (seperti pati).

Gambar 13. Struktur selulosa seperti yang terjadi pada dinding sel tanaman. Gambar dari Purves et al, Life:.Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman(www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

 Gambar 14. Selulosa Serat dari Kertas Cetak (SEM x1, 080). Gambar ini adalah hak cipta Dennis Kunkel di www.DennisKunkel.com, digunakan dengan izin.

Lipid yang terlibat terutama dengan penyimpanan jangka panjang energi. Mereka umumnya tidak larut dalam zat polar seperti air. Fungsi sekunder lipid termasuk komponen struktural (seperti dalam kasus fosfolipid yang merupakan blok bangunan utama di membran sel) dan "utusan" (hormon) yang memainkan peran dalam komunikasi dalam dan di antara sel. Lipid terdiri dari tiga asam lemak (biasanya) kovalen terikat pada gliserol 3-karbon. Asam lemak terdiri dari unit CH2, dan hidrofobik / tidak larut dalam air. Beberapa contoh asam lemak yang ditunjukkan pada Gambar 15.

Asam lemak dapat jenuh (yang berarti mereka memiliki sebagai banyak hidrogen terikat pada karbon mereka mungkin) atau tidak jenuh (dengan satu atau lebih ikatan ganda karbon menghubungkan mereka, hidrogen maka lebih sedikit). Lemak adalah padat pada suhu kamar, sedangkan minyak adalah cairan dalam kondisi yang sama. Asam lemak dalam minyak sebagian besar tak jenuh, sedangkan di sebagian besar lemak jenuh.

Gambar 15. Jenuh (atas dan tengah) dan tak jenuh (bawah) asam lemak. Istilah staurated mengacu pada"saturasi" dari molekul oleh atom hidrogen. Kehadiran ganda C = C ikatan kovalen mengurangi jumlahhidrogen yang dapat mem-bond untuk rantai karbon, maka penerapan satuan panas "tak jenuh". Gambar dariPurves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman(www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

Lemak dan minyak berfungsi dalam penyimpanan jangka panjang energi. Hewan mengkonversi gula berlebih (di luar kapasitas penyimpanan mereka glikogen) menjadi lemak. Kebanyakan tanaman menyimpan kelebihan gula sebagai pati, meskipun beberapa biji dan buah memiliki energi yang tersimpan sebagai minyak (misalnya minyak jagung, minyak kacang, minyak sawit, minyak canola, dan minyak bunga matahari). Lemak menghasilkan 9,3 Kkal / gram, sedangkan karbohidrat menghasilkan 3,79 Kkal / gram. Lemak sehingga menyimpan enam kali lebih banyak energi sebagai glikogen.

Diet merupakan upaya untuk mengurangi jumlah lemak yang ada di sel-sel khusus yang dikenal sebagai sel adiposa yang menumpuk di daerah tertentu dari tubuh manusia. Dengan membatasi asupan karbohidrat dan lemak, tubuh dipaksa untuk menggambar di toko sendiri untuk makeup utang energi. Tubuh merespon ini dengan menurunkan tingkat metabolisme, sering mengakibatkan setetes "tingkat energi." Diet yang sukses biasanya melibatkan tiga hal: mengurangi jumlah karbohidrat dan lemak, latihan, dan modifikasi perilaku.

Penggunaan lain dari lemak adalah sebagai isolator dan bantal. Tubuh manusia secara alami terakumulasi beberapa lemak di daerah "posterior". Subdermal ("bawah kulit") lemak berperan dalam isolasi.

Fosfolipid dan glikolipid merupakan komponen struktural penting dari membran sel. Fosfolipid, yang ditunjukkan pada Gambar 16, yang dimodifikasi sehingga gugus fosfat (PO4-) ditambahkan ke salah satu asam lemak. Penambahan kelompok ini membuat "kepala" polar dan nonpolar dua "ekor". Lilin merupakan komponen struktural penting bagi banyak organisme, seperti kutikula, lapisan lilin yang menutupi daun dan batang tanaman darat banyak, dan penutup pelindung pada kulit dan bulu binatang.

Gambar 16. Struktur model, fosfolipid ruang-mengisi (kiri) dan model rantai (kanan). Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman(www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

Kolesterol dan steroid: Sebagian besar menyebutkan kedua jenis lipid dalam berita biasanya negatif. Kolesterol, diilustrasikan pada Gambar 17, telah menggunakan biologi banyak, hal itu terjadi di membran sel, dan bentuk selubung dari beberapa jenis sel saraf. Namun, kelebihan kolesterol dalam darah telah dikaitkan dengan aterosklerosis, pengerasan pembuluh darah. Penelitian terbaru menunjukkan adanya hubungan antara endapan plak arteri dari kolesterol, antibodi terhadap bentuk pneumonia penyebab klamidia, dan serangan jantung. Plakat meningkatkan tekanan darah, banyak penyumbatan jalan dalam pipa pecah pipa penyebab di rumah-rumah tua.

Gambar 17. Struktur empat steroid. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan SinauerAssociates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.  

Protein adalah sangat penting dalam sistem biologis sebagai kontrol dan elemen struktural. Pengendalian fungsi protein dilakukan oleh enzim dan hormon protein. Enzim adalah bahan kimia yang bertindak sebagai katalis organik (katalis adalah zat kimia yang mendorong namun tidak diubah oleh reaksi kimia). Klik di sini untuk halaman diilustrasikan tentang enzim. Protein struktural berfungsi dalam membran sel, jaringan otot, dll

Blok bangunan protein apapun adalah asam amino, yang memiliki ujung amino (NH2) dan ujung karboksil (COOH). Para struucture dari asam aminio umum serta struktur spesifik dari 20 asam amino biologis diperlihatkan pada Gambar 18 dan 19 masing-masing. R menunjukkan komponen variabel (R-kelompok) dari masing-masing asam amino. Alanin dan valine, misalnya, keduanya adalah asam amino nonpolar, tetapi mereka berbeda, seperti semua asam amino, dengan komposisi-gugus R mereka. Semua makhluk hidup (dan bahkan virus) menggunakan berbagai kombinasi dari dua puluh asam amino yang sama. Sedikit sangat kuat bukti untuk sambungan filogenetik dari semua makhluk hidup.

Gambar 18. Struktur asam amino. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan SinauerAssociates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

 Gambar 19. Struktur di R-kelompok dari dua puluh asam amino yang ditemukan dalam semua makhluk hidup. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

 Asam amino dihubungkan bersama dengan bergabung akhir amino dari satu molekul ke ujung karboksil lain. Penghapusan air memungkinkan pembentukan suatu jenis ikatan kovalen dikenal sebagai ikatan peptida. Proses ini diilustrasikan pada Gambar 20.

Gambar 20. Pembentukan ikatan peptida antara dua asam amino oleh kondensasi (dehidrasi) dari ujungamino dari satu asam amino dan asam akhir dari asam amino lainnya. Gambar di atas adalah darihttp://zebu.uoregon.edu/internet/images/peptide.gif.

 Asam amino dihubungkan bersama ke dalam struktur, polipeptida utama dalam organisasi protein. Struktur primer protein adalah urutan asam amino, yang secara langsung berkaitan dengan urutan informasi dalam molekul RNA, yang pada gilirannya adalah salinan dari informasi dalam molekul DNA. Perubahan struktur primer dapat mengubah fungsi yang tepat dari protein. Fungsi protein biasanya terkait dengan tiga dimensi struktur mereka. Struktur primer adalah urutan asam amino dalam polipeptida ..

Struktur sekunder adalah kecenderungan dari polipeptida untuk kumparan atau wiru karena H-ikatan antara R-kelompok. Struktur tersier dikendalikan oleh ikatan (atau dalam beberapa tolakan kasus) antara R-kelompok. Struktur tersier dari protein HIV dan kesamaannya dengan interferon gamma yang ditunjukkan pada Gambar 22. Banyak protein seperti hemoglobin, terbentuk dari satu atau lebih polipeptida. Struktur tersebut disebut struktur kuartener. Protein struktural, seperti kolagen, memiliki struktur yang teratur primer diulang. Seperti karbohidrat struktural, komponen menentukan bentuk akhir dan akhirnya fungsi. Kolagen memiliki berbagai fungsi dalam makhluk hidup, seperti tendon, kulit, dan kornea mata sapi. Keratin merupakan protein struktural. Hal ini ditemukan dalam kuku, bulu, rambut, dan tanduk badak. Mikrotubulus, penting dalam pembelahan sel dan struktur dari flagela dan silia (antara lain), terdiri dari protein struktural bulat.

Gambar 21. HIV p17 protein dan kemiripan strukturnya dengan gamma interferon. Gambar adalah darihttp://nmra.ocms.ox.ac.uk/public/pdb/p17/p17.html.

 Asam nukleat merupakan polimer yang terdiri dari unit monomer yang dikenal sebagai nukleotida. Ada berbagai jenis sangat sedikit dari nukleotida. Fungsi utama dari nukleotida adalah penyimpanan informasi (DNA), sintesis protein (RNA), dan transfer energi (ATP dan NAD). Nukleotida, yang ditunjukkan pada Gambar 22, terdiri dari gula, basis nitrogen, dan fosfat. Gula baik ribosa atau deoksiribosa. Mereka berbeda dengan kurangnya oksigen dalam satu deoksiribosa. Keduanya pentosa biasanya dalam bentuk cincin. Ada lima basa nitrogen. Purin (Adenin dan Guanin) adalah dua cincin struktur, sementara pirimidin (Sitosin, Timin dan Urasil) adalah single-bercincin.

Gambar 22. Struktur dari dua jenis nukleotida. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, denganSinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

 Asam deoksiribonukleat (lebih dikenal sebagai DNA) adalah pembawa fisik warisan untuk 99% dari organisme hidup. Dasar dalam DNA adalah C, G, A dan T, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 23. Kita akan belajar lebih lanjut tentang struktur DNA dan fungsi kemudian dalam kursus (klik disini untuk melihat sekilas [benar-benar mengambil semua waktu yang Anda inginkan!];)).

Gambar 23. Struktur segmen heliks ganda DNA. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakandengan izin.

 fungsi DNA ialah dalam penyimpanan informasi. Abjad Inggris memiliki 26 huruf yang dapat dikombinasikan untuk membentuk berbagai lebih dari 50.000 kata. DNA memiliki empat huruf (C, G, A, dan T, basa nitrogen) yang kode untuk dua puluh kata (dua puluh asam amino yang ditemukan dalam semua makhluk hidup) yang dapat membuat berbagai tak terbatas kalimat (polipeptida). Perubahan urutan basesinformation ini dapat mengubah makna kalimat.
Misalnya mengambil kalimat: saya melihat Elvis. Ini berarti pengetahuan tertentu (yang saya sudah keluar di bawah sinar matahari terlalu lama tanpa topi, dll).
Jika kita mengubah kalimat dengan membalik kata tengah, kita mendapatkan: Aku adalah Elvis. Sekarang kita telah sangat mengubah informasi.
Sebuah perubahan ketiga akan berubah artinya: Saya Levis. Jelas makna kalimat asli sekarang sangat berubah.
Perubahan informasi DNA akan diterjemahkan ke dalam perubahan struktur utama dari polipeptida, dan dari sana ke struktur sekunder dan tersier. Mutasi adalah setiap perubahan urutan basa DNA. Kebanyakan mutasi yang berbahaya, hanya sedikit yang netral, dan sangat sedikit yang bermanfaat dan memberikan kontribusi keberhasilan reproduksi organisme. Mutasi adalah mata air variasi, variasi adalah pusat Darwin dan Wallace teori evolusi melalui seleksi alam.
Asam ribonukleat (RNA), ditunjukkan dalam Gambar 24 ditemukan setelah DNA. DNA, dengan pengecualian dalam kloroplas dan mitokondria, dibatasi ke inti (pada eukariota, wilayah nucleoid di prokariota). RNA terjadi dalam inti maupun sitoplasma (juga ingat bahwa itu terjadi sebagai bagian dari ribosom yang melapisi retikulum endoplasma kasar). Ada tiga jenis RNA:
Messenger RNA (mRNA) adalah cetak biru untuk pembangunan protein.
RNA ribosomal (rRNA) adalah situs konstruksi di mana protein dibuat.
RNA transfer (tRNA) adalah truk memberikan asam amino yang tepat ke situs pada waktu yang tepat.
Rincian RNA dan perannya dalam sintesis protein tersedia dengan mengklik di sini.
Gambar 24. Struktur dari molekul RNA. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakan dengan izin.

 Adenosine triphosphate, lebih dikenal sebagai ATP (Gambar 25), mata uang energi atau koin dari sel, transfer energi dari ikatan kimia untuk endergonik (menyerap energi) reaksi di dalam sel. Secara struktural, ATP terdiri dari (kelompok gula ribosa, basa adenin, dan fosfat, PO4-2) nukleotida adenin ditambah dua gugus fosfat lainnya.

Energi disimpan dalam ikatan kovalen antara fosfat, dengan jumlah terbesar energi (sekitar 7 kkal / mol) dalam ikatan antara gugus fosfat kedua dan ketiga. Ini ikatan kovalen dikenal sebagai ikatan pirofosfat.

Gambar 25. Pandangan kartun dan ruang-mengisi ATP. Gambar dari Purves et al, Life:. Ilmu Biologi, Edisi 4, dengan Sinauer Associates (www.sinauer.com) dan WH Freeman (www.whfreeman.com), digunakandengan izin.