Komponen Kimia Sel

Dari 92 elemen kimia yang ditemukan secara alami, 25 diantaranya dibutuhkan dalam proses kehidupan. Akan tetapi hanya 4, yaitu karbon (C), Oksigen (O), Hidrogen (H), Nitrogen (N) yang membangun 96% dari struktur kehidupan.

Materi terdiri atas unsur kimiawi dalam bentuk murni dan dalam bentuk kombinasi yang disebut senyawa. Organisme tersusun atas materi, yaitu segala sesuatu yang menempati ruang dan memiliki massa. Materi terdiri atas unsur kimiawi dalam bentuk murni dan dalam bentuk kombinasi yang disebut senyawa. Unsur merupakan bahan yang tidak dapat dipecah lagi menjadi bahan lain dengan reaksi kimiawi. Senyawa merupakan zat yang terdiri atas dua unsur atau lebih yang dikombinasikan dengan rasio yang tetap.

Sifat-sifat unsur kimiawi dan sifat-sifat senyawa yang dibentuknya, termasuk senyawa-senyawa yang penting bagi kehidupan, dihasilkan dari struktur atomnya. Atom ialah bagian terkecil materi yang masih tetap mempertahankan sifat-sifat suatu unsur. Struktur atom menetukan perilaku suatu elemen. Elemen adalah suatu substansi yang tidak dapat diuraikan menjadi substansi yang lebih sederhana melalui reaksi kimia biasa. Suatu atom memilki inti yang tersusun dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang bermuatan netral serta kulit yang terdiri dari elektron-elektron yang bermuatan negatif. Perilaku kimia atom sangat ditentukan oleh konfigurasi elektron yang dimilikinya.

Atom-atom bergabung melalui ikatan kimiawi untuk membentuk molekul. Atom-atom dengan kulit valensi yang belum pernah berinteraksi dengan atom-atom lain tertentu dengan cara yang sedemikian rupa sehingga setiap pasangan melengkapi kulit valensinya. Interaksi ini biasanya menyebabkan atom-atom berdekatan satu sama lain, ditahan oleh gaya tarik menarik yang disebut ikatan kimiawi. Jenis terkuat ikatan kimiawi adalah ikatan kovalen dan ikatan ionik.

Ikatan Kovalen ialah pemakaian bersama sepasang elektron valensi oleh dua atom. Ikatan ionik terbentuk ketika satu atau lebih elektron berpindah dari satu atom ke atom yang lain, menghasilkan ion yang bermuatan positif (kation) dan ion yang bermuatan negatif (anion) yang saling tarik-menarik. Sebagian besar proses kimia dalam kehidupan melibatkan ikatan kimia lemah seperti ikatan hidrogen dan interaksi Van der Waals. Pembentukan dan pemutusan ikatan kimia merupakan dasar dari reaksi kimia yang terjadi di alam.

Sel memiliki dua bagian besar yaitu nukleus dan sitoplasma. Nukleus dipisahkan dari sitoplasma oleh membran nuklear dan sitoplasma dipisahkan dari cairan disekelilingnya oleh membran sel. Berbagai bahan yang membentuk suatu sel secara kolektif disebut protoplasma. Protoplasma terutama terdiri dari lima bahan dasar yaitu : air, elektrolit, protein, lemak dan karbohidrat.

a. Air

Medium cairan utama dari sel adalah air, yang terdapat dalam konsentrasi 70-85%. Banyak bahan-bahan kimia sel larut dalam air, sedangkan yang lain terdapat dalam bentuk suspensi atau membranous.

b. Elektrolit

Elektrolit terpenting dari sel adalah Kalium, Magnesium, Fosfat, Bikarbonat, Natrium, Klorida dan Kalsium. Elektrolit menyediakan bahan inorganis untuk reaksi seluller dan terlibat dalam mekanisme kontrol sel.

c. Protein

Protein memegang peranan penting pada hampir semua proses fisiologis dan dapat diringkaskan sebagai berikut :

1. Proses enzimatik
2. Proses transport dan penyimpanan
3. Proses pergerakan
4. Fungsi mekanik
5. Proses imunologis
6. Pencetus dan penghantar impuls pada sel saraf
7. Mengatur proses pertumbuhan dan regenerasi

d. Lemak

Asam lemak yang merupakan komponen membran sel adalah rantai hidrokarbon yang panjang, sedang asam lemak yang tersimpan dalam sel adalah triasilgliserol, merupakan molekul yang sangat hidrofobik. Karena molekul triasilgliserol ini tidak larut dalam air/larutan garam maka akan membentuk lipid droplet dalam sel lemak (sel adiposa) yang merupakan sumber energi. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil (fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air sedangkan gugus yang lainnya hidrofobik (tidak terikat air) sehingga disebut anfifatik.

e. Karbohidrat

Suatu karbohidrat tersusun atas atom C, H dan O. Karbohidrat yang mempunyai 5 atom C disebut pentosa, 6 atom C disebut hexosa adalah karbohidrat-karbohidrat yang penting untuk fungsi sel.

Karbohidrat yang tersusun atas banyak unit disebut polisakarida. Polisakarida berperan sebagai sumber energi cadangan dan sebagai komponen yang menyusun permukaan luar membran sel. Karbohidrat yang berikatan dengan protein (glikoprotein) dan yang berikatan dengan lemak (glikolipid) merupakan struktur penting dari membran sel. Selain itu glikolipid dan glikoprotein menyusun struktur antigen golongan darah yang dapat menimbulkan reaksi imunologis.

Demikian pula dengan mahluk hidup lain, senyawa kimia penyusun selnya sama. Senyawa kimia penyusun sel disebut protoplasma. Protoplasma merupakan substansi yang kompleks. Sebagian besar protoplasma tediri dari air. meski demikian protein memberikan ciri pada strukturnya. Senyawa organik dalam protoplasma berupa karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat.

Contoh-contoh rantai senyawa penyusun:

Karbohidrat

Protein

                      Lemak