Komponen terbesar penyusun dasar protoplasma adalah

Senyawa kimia penyusun sel disebut protoplasma, yaitu bagian hidup dari sebuah sel yang dikelilingi oleh membran plasma. Protoplasma merupakan istilah umum dari sitoplasma yang mengelilingi nukleus. Kandungan utama protoplasma adalah senyawa organik (karbohidrat, protein, lemak, dan asam nukleat) dan anorganik (air, garam mineral, dan gas-gas).

Pada sel hewan dan sel tumbuhan, protoplasma mengandung 75-85% air, 10-20% protein, 2-3% lemak, 1% karbohidrat, dan 1% zat-zat anorganik lainnya. Berdasarkan data tersebut, terlihat bahwa komponen terbesar penyusun protoplasma adalah air.

A. Komponen Protoplasma

1. Komponen Anorganik

a. Air

Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk, yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat. Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel, sedangkan sisanya merupakan air dalam bentuk terikat. Fungsi air sebagai komponen terbesar penyusun sitoplasma di antaranya yaitu:

• Pelarut zat organik dan anorganik.
• Media transportasi berbagai zat terlarut.
• Menyerap panas dan menstabilkan perubahan suhu.
• Media berbagai proses reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.
• Bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidrat.

b. Garam Mineral

Garam-garam mineral pada protoplasma memiliki dua fungsi, yaitu sebagai berikut

• Fungsi osmosis yang berarti bahwa konsentrasi total garam-garam terlarut berpengaruh terhadap transportasi air yang melintasi membran sel.
• Fungsi yang lebih spesifik, yaitu peran setiap ion terhadap struktur dan fungsi dari partikel-partikel seluler dan makromolekul.

Garam mineral memiliki beberapa peranan penting, yaitu sebagai berikut.

• Garam-garam mineral sangat penting bagi untuk kelangsungan aktivitas metabolisme sel.
• Beberapa ion anorganik berperan sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim, misalnya ion magnesium dan besi.
• Ion-ion kalsium dijumpai dalam sirkulasi darah dan di dalam sel.

c. Gas-gas

Di dalam sel juga terkandung berbagai jenis gas yang berasal dari lingkungan atau dihasilkan oleh metabolisme sel.

2. Komponen Organik

a. Protein

Protein merupakan makromolekul yang tersusun dari asam amino yang saling berikatan. Ada dua peran protein, yaitu peran katalitik dan peran mekanik.

• Peran katalitik merupakan peran protein dalam bentuk enzim sebagai katalisator reaksi-reaksi kimia dalam sel hidup.
• Peran mekanik merupakan peran protein sebagai pembangun (struktural) sel dan peran kontraktil seperti pada protein otot. Gerakan otot disebabkan oleh serabut protein sel otot yang berkontraksi.

Secara umum, protein memiliki beberapa sifat, yaitu sebagai berikut.

• Membentuk ion, protein dalam air dapat membentuk ion positif (dibentuk dalam suasana asam) dan ion negatif (dibentuk dalam suasana basa).
• Denaturasi, adalah perubahan konformasi alamiah menjadi suatu konformasi yang tidak menentu.

Berdasarkan fungsinya, protein dibedakan menjadi beberapa kelompok, yaitu sebagai berikut.

• Protein enzim yang mempercepat reaksi-reaksi biokimia.
• Protein transpor yang mengangkut substansi-substansi penting.
• Protein struktural yang mebentuk struktur-struktur biologis.
• Protein pertahanan yang melindungi tubuh dari invasi benda-benda asing.

Berdasarkan strukturnya, protein digolongkan menjadi kelompok berikut.

• Protein globular, protein ini memiliki lipatan-lipatan yang kompleks dan struktur tersier dengan bentuk yang tidak teratur. Rantai polipeptida protein ini juga mengandung banyak lipatan dan lilitan. Contohnya insulin, albumin, globulin plasma, dan sebagian besar enzim.
• Protein serabut, protein serabut (protein fibrosa) memiliki struktur memanjang dengan lipatan sederhana. Rantai polipeptida protein ini berbentuk spiral atau heliks yang dihubungkan oleh ikatan disulfida dan hidrogen. Contohnya keratin dan miosin.

Berdasarkan komposisi kimianya, protein digolongkan menjadi kelompok berikut.

• Protein sederhana adalah protein yang jika dihidrolisis hanya akan menghasilkan asam amino. Contohnya albumin dan globulin.
• Protein gabungan adalah protein yang jika dihidrolisis akan menghasilkan asam amino dan senyawa lain. Contohnya adalah sebagai berikut.
  • Glikoprotein, mengandung protein dan karbohidrat.
  • Nukleoprotein, mengandung protein dan asam nukleat.
  • Lipoprotein, mengandung protein dan lipid.
  • Kromoprotein, mengandung protein dan bahan zat warna (hemoglobin atau hemosianin).

b. Lemak (lipid)

Lemak tersusun atas senyawa gliserol dan asam lemak. Makromolekul ini mempunyai sifat tidak larut air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti eter, kloroform, dan alkohol. Dalam sel hidup, lemak berfungsi sebagai komponen membran plasma, hormon, dan vitamin. Lemak terdapat dalam bentuk lemak sederhana, lemak gabungan, atau turunan lemak.

• Lemak sederhana adalah lemak yang dibangun oleh satu gliserol dan tiga asam lemak (trigliserida). Asam lemak penyusun lemak dapat berupa asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh adalah jenis asam yang molekulnya tersusun dari rangkaian atom-atom karbon yang memiliki ikatan tunggal, misalnya asam stearat dan asam palmitat. Asam lemak tak jenuh adalah jenis asam lemak yang molekulnya tersusun dari rangkaian atom-atom karbon yang memiliki ikatan ganda, misalnya asam oleat dan asam linoleat.
• Lemak gabungan adalah ester asam lemak yang jika dihidrolisis menghasilkan asam lemak, alkohol, dan zat-zat lain. Contohnya yaitu fosfolipid, Glikolipid, Lipoprotein, dan karotenoid.
• Turunan lemak misalnya steroid. Steroid merupakan senyawa turunan lemak dengan rantai hidrokarbon berbentuk cincin (siklik). Biasanya terdapat pada protoplasma sel hewan, yaitu hormon kelamin (progesteron dan testosteron), vitamin D, kolesterol, dan estradiol.

c. Karbohidrat

Karbohidrat tersusun atas unsur karbon (C), oksigen (O), dan hidrogen (H). Pada tumbuhan, karbohidrat dibentuk oleh sel-sel berklorofil melalui proses fotosintesis.

Berdasarkan fungsinya, karbohdrat dapat digolongkan menjadi kelompok berikut.

• Karbohidrat rantai sederhana sebagai sumber energi
• Karbohidrat rantai panjang sebagai cadangan energi
• Karbohidrat rantai panjang sebagai komponen struktural organel dan bagian sel lainnya.

Berdasarkan jumlah sakarida yang dikandungnya, karbohidrat digolongkan menjadi tiga, yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

• Monosakarida adalah karbohidrat sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk lebih sederhana lagi. Monosakarida hanya memiliki beberapa atom C saja dengan rantai karbon berikatan tunggal dan tidak bercabang. Contoh monosakarida yang umum dikenal yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa.
• Disakarida adalah karbohidrat yang jika dihidrolisis akan menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda. Pada kebanyakan disakarida, ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut ikatan glikosidik. Contohnya yaitu maltosa (glukosa+glukosa), laktosa (glukosa+galaktosa), dan sukrosa (glukosa+fruktosa).
• Polisakarida adalah karbohidrat yang merupakan polimer dari ratusan hingga ribuan monosakarida yang digabungan dengan ikatan glikosidik. Contohnya yaitu amilum, glikogen, lignin, selulosa, pektin, kitin, heparin, dan hemiselulosa.

d. Asam nukleat

Asam nukleat merupakan materi inti sel. Ada dua macam asam nukleat, yaitu DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid). Asam nukleat berfungsi untuk mengontrol aktivitas sel dan membawa materi informasi genetik.

Asam nukleat yang merupakan polimer nukleotida tersusun atas komponen-komponen berikut.

• Fosfat (P).
• Gula pentosa, yaitu ribosa dan deoksiribosa.
• Basa nitrogen, terdiri atas basa purin dan basa pirimidin. Basa purin, baik pada DNA maupun RNA terdiri atas adenin (A) dan guanin (G). Basa pirimidin pada DNA terdiri atas sitosin (C) dan timin (T), sedangkan pada RNA, timin (T) digantikan oleh urasil (U).

B. Sifat Protoplasma (Sifat Fisika dan Sifat Kimia Protoplasma)

1. Sifat Fisika Protoplasma

Protoplasma memiliki sifat-sifat fisika sebagai berikut.

1. Cairannya bersifat koloid
2. Cairannya dapat menghantarkan arus listrik
3. Efek Tyndall, yaitu kemampuan menghamburkan cahaya bila arah datangnya sinar tepat mengenai sistem koloid.
4. Gerak Brown, yaitu gerak partikel-partikel protoplasma yang tidak beraturan karena adanya molekul air.
5. Viskositas, yaiu tegangan permukaan yang terjadi karena adanya tarikan antara partikel-partikel di permukaan matriks protoplasma dan partikel-partikel yang ada di bawahnya.
6. Koagulasi, yaitu penggumpulan partikel koloid sehingga terbentuk endapan. Koagulasi dapat terjadi secara fisik melalui pemanasan, pendinginan, dan pengadukan.

2. Sifat Kimia Protoplasma

Sifat-sifat kimia yang dimiliki oleh protoplasma adalah sebagai berikut.

1. Terdiri dari senyawa-senyawa organik dan anorganik.
2. Mengandung enzim sebagai biokatalisator.
3. Mempunyai pH netral, berkisar 6,8-7,2.

Baca juga
Sel : Pengertian, Kisaran Ukuran dan Tipe-Tipe Sel