Download - MIDDLE SEMESTER EXAMS .docx
-
7/24/2019 MIDDLE SEMESTER EXAMS .docx
1/5
1. Fungsi di dalam sel banyak diperankan oleh ikatan lemah. Ada berapa macam
ikatan lemah? Mengapa ikatan lemah merupakan bagian yang dipikirkan sebagai
pemeran proses hidup serta mekanisme kerja organela sel?
Ikatan lemah merupakan interaksi non kovalen dimana ikatan ini merupakan ikatan
dengan kebutuhan energi rendah. Ikatan ini mudah terbentuk dan juga mudah lepas, terjadi
antara dua atom dalam satu molekul atau dua atom yang masing-masing adalah anggota
dari dua molekul. Ikatan ini sangat penting dalam proses hidup serta mekanisme kerja
organela sel karena ikatan ini menentukan sifat dan fungsi biomolekul, seperti protein, asam
nukleat, karbohidrat, dan lipid.
Terdapat empat macam ikatan lemah, yakni ikatan ionik, ikatan hidrogen, ikatan van
der Waals, dan ikatan hidrofobik.
1. Ikatan ionik
Ikatan ionik merupakan hasil dari tarik-menarik antara ion bermuatan positif (kation)
dengan ion bermuatan negatif (anion). Ikatan ionik ini tidak memiliki arah geometris yang
tetap atau spesifik karena bidang elektrostatis di sekitar ion seragam di seluruh arah.
ebagai contoh, asam amino aspartat dan glutamat bermuatan negatif, sedangkan lisin,
histidin, dan arginin bermuatan positif. !uatan yang berbeda-beda itu menyebabkan asam-
asam amino tersebut dapat membentuk ikatan ionik. "ika asam-asam amino yang
muatannya berbeda terletak pada bagian rantai polipeptida yang berjauhan, maka rantai
polipeptida tersebut dapat melipat sedemikian rupa sehingga bagian-bagian tersebut dapat
menjadi berdekatan karena adanya ikatan ionik. ebaliknya, jika bagian-bagian rantai
polipeptida tersebut terdiri atas asam-asam amino yang bermuatan, maka akan terjadi efek
tolak-menolak. Ikatan ionik merupakan interaksi nonkovalen oleh p# yang ekstrem atau
dengan kadar garam yang tinggi. $ontoh lain ikatan ionik adala %a$l.
$ontoh ikatan Ionik pada %a$l &
Gambaran contoh ikatan ionik pada NaCl. 'lektron yang hilang dari odium tom
digantikan oleh tom lorin untuk memproduksi Ion odium dan Ion lorida
-
7/24/2019 MIDDLE SEMESTER EXAMS .docx
2/5
. Ikatan hidrogen
Ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antar molekul atau antar dipol-dipol yang
terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berla*anan. Walaupun
lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari
ikatan kovalen dan ikatan ion . Ikatan terjadi apabila atom hidrogen yang secara kovalen
terikat pada + atom elektronegatif juga tertarik ke arah atom elektronegatif lainnya. Ikatan
ini mempunyai energi + - kj/mol. Interaksi atom hidrogen yang bermuatan positif
sebagian dalam dipole molekul (misalnya air) dengan elektron dari atom lain yang tidak
berpasangan, baik dalam molekul yang sama (intramolekuler) maupun molekul yang
berbeda (intermolekuler). Ikatan hidrogen terjadi jika atom # dalam molekul dapat
tertarik oleh atom yang sangat elektronegatif, yaitu 0, 1, atau % dari molekul lain
yang berdekatan. $ontohnya pada molekul air dan amonia.Ikatan hidrogen merupakan ikatan yang banyak terdapat dalam sistem biologis,
misalnya pada asam nukleat dan protein. 2ada asam bukelat, ikatan hidrogen
menyebabkan terjadinya pasangan antar-untaian ( interstrand ) antar basa nukleotida,
misalnya antara adenin dengan thymin ( -T), dan antara guanosine dengan cystosine
(3-$). 2ada protein, ikatan hidrogen terjadi antara gugus %# dan $1 pada rantai utama
4-heliks.
$ontoh Ikatan #idrogen pada air &
Gambaran contoh ikatan hidrogen pada air. etiap molekul air terikat pada empat
molekul air yang berdekatan melalui ikatan hidrogen. tom oksigen dalam tiap molekul air
memiliki dua elektron tunggal yang dita*arkan, yang segera terikat dengan dengan atom
hidrogen dalam molekul air lainnya. elanjutnya, dua atom hidrogen yang terikat pada
setiap ikatan oksigen ke molekul oksigen dalam molekul air yang berdekatan. Ikatan
antarmolekul ini bertanggung ja*ab atas titik didih air yang relatif tinggi
https://id.wikipedia.org/wiki/Molekulhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kovalenhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_ionhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_ionhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_kovalenhttps://id.wikipedia.org/wiki/Ikatan_ionhttps://id.wikipedia.org/wiki/Molekul -
7/24/2019 MIDDLE SEMESTER EXAMS .docx
3/5
!. Ikatan "an der #aals
Ikatan 5an 6er Walls merupakan gaya yang sangat lemah dibandingkan dengan
ikatan ion atau ikatan kovalen. Terjadi antara partikel yang sama atau berbeda yang
dipengaruhi oleh adanya sifat kepolaran partikel tersebut, makin kecil kepolaran makin
kecil pula gaya van der *alls nya
etika dua atom apapun saling mendekat, mereka membentuk ikatan lemah non
spesifik yang disebut ikatan van der Waals. 2ada atom apapun, fluktuasi acak distribusi
elektron-elektronnya akan menyebabkan terjadinya d*ikutub sementara ( transition
dipole ), atau dengan kata lain distribusi muatan tidak simetris. "ika dua atom yang terikat
secara nonkovalen berada cukup dekat satu sama lain, maka d*ikutub sementara pada
atom yang satu akan menyebabkan terjadinya d*ikutub sementara pada atom kedua.
"ika interaksi antara dua atom tepat seimbang dengan kekuatan saling tolak antara
keduanya, maka dikatakam kedua atom tersebut berada pada jarak kontak van der
Waals. Interaksi van der Waals terjadi misalnya antara molekul antibodi dengan antigen
spesifiknya, dan antara en7im dengan substratnya yang spesifik.
$ontoh 3ambaran ikatan 5an der Waals &
$. Ikatan hidro%obikInteraksi #idrofobik merupakan interaksi yang bersifat menghindari lingkungan cair
dan cenderung untuk berkelompok bersama-sama di sebelah dalam struktur globular.
!olekul-molekul nonpolar bersifat tidak larut dalam air sehingga disebut juga sebagai
molekul hidrofobik. Ikatan kovalen atara dua atom karbon dan antara atom karbon
dengan hydrogen adalah contoh-contoh ikatan nonpolar. ekuatan yang mendorong
terjadinya asosiasi atau agregasi antara molekul-molekul hidrofobik di dalam air disebut
sebagai interaksi hidrofobik. Interaksi hidrofobik merupakan kekuatan utama yang
menyebabkan terjadinya pelipatan makromolekul, misalnya protein, dan pembentukanmembran sel.
-
7/24/2019 MIDDLE SEMESTER EXAMS .docx
4/5
$ontoh gambaran ikatan hidrofobik &
. &iomembrane bersi%at dua lapis dengan skala beberapa puluh nanometer.&agian hidro%obik adalah bagian berupa asam lemak ada di bagian dalam
membran. 'arap dijelaskan atas prinsip tersebut (si%at hidro%obik) sehingga bagian
asam lemak ada di bagian dalam membran?
8iomembran adalah lembaran luas fleksibel yang berperan sebagai pembatas sel
dan organel intraseluler, serta membentuk permukaan terluar pada beberapa virus.
!embran menjelaskan apakah sel (membran terluar dan isi di dalam membran) dan apa
yang bukan sel (ruang ekstraselular di luar membran). Tidak seperti protein, asamnukleat, dan polisakarida, membran tersusun dari hubungan non kovalen antar
komponennya. 2enyusun utama semua biomembran adalah fosfolipid, yang sifat fisiknya
bertanggungja*ab dalam pembentukan struktur membran yang seperti lembaran.
0osfolipid terdiri dari dua rantai panjang, kelompok fatty acyl non polar yang
dihubungkan (umumnya oleh ikatan ester) dengan kelompok kecil yang sangat polar,
meliputi fosfat. 2ada fosfogliserida, kelompok utama fosfolipid, rantai sisi fatty acyl
diesterifikasi dengan dua dari tiga kelompok hidroksil pada gliserol. edangkan kelopok
ketiga diesterifikasi dengan fosfat. 2ada sebagian besar fosfolipid yang ditemukan dimembran, kelompok fosfat diesterifikasi dengan kelompok hidroksil pada lapisan hidrofilik
lainnya. !uatan negatif pada fosfat sebagaimana kelompok polar atau bermuatan yang
diesterifikasi terhadapnya dapat berinteraksi kuat terhadap air. 0osfat dan kelompok
teresterifikasi yang berkaitan, kelompok 9kepala: fosfolipid, bersifat hidrofilik. edangkan
rantai fatty acyl, yakni 9ekor:, bersifat hidrofobik.
-
7/24/2019 MIDDLE SEMESTER EXAMS .docx
5/5
ifat amfifatik fosfolipid, yang berperan dalam interaksinya, merupakan hal penting
dalam struktur biomembran. etika suspensi fosfolipid secara mekanis dilarutkan dalam
larutan air, fosfolipid akan beragregasi membentuk salah satu dari tiga bentuk& misel
sferis, liposom, serta lembaran bilayer dua molekul tebal fosfolipid. "enis struktur yangdibentuk oleh fosfolipid alami atau campuran fosfolipid nergantung pada beberapa faktor,
diantaranya panjang rantai fatty acyl, derajat saturasi, dan temperatur.
2ada semua struktur tersebut, efek hidrofobik menyebabkan rantai fatty acyl
berkumpul dan menyingkirkan molekul air dari inti. 2ada kondisi yang sesuai, komponen
fosfolipid pada sel secara spontan membentuk lapisan bilayer fosfolipid yang simetris.
!asing-masing lapisan fosfolipid pada struktur lamellar ini disebut leaflet. ;antai fatty
acyl pada tiap leaflet memperkecil kontak dengan air dengan cara membentuk barisan
yang rapat di bagian tengah lapisan bilayer, membentuk inti hidrofobik dengan ketebalan
sekitar < nm.
emasan tertutup ekor non polar ini distabilisasi oleh ikatan hidrofobik dan interaksi
van der Waals di antaranya. Ikatan ion dan hidrogen menstabilisasi interaksi kelompok
kepala polar fosfolipid satu sama lain dan dengan air.
=apisan fosfolipid bilayer dapat mengandung hingga sepuluh juta molekul fosfolipid.
arena inti hidrofobiknya, bilayer menjadi impermeabel terhadap garam, gula, dan
sebagian besar molekul hidrofilik lain. =apisan fosfolipid bilayer merupakan unit struktural
dasar hampir semua membran biologis. !eski lapisan ini mengandung molekul lain
(misalnya kolesterol, glikolipid, protein), biomembran memiliki inti hidrofobik yang
memisahkan dua larutan air dan berperan sebagai pembatas permeabilitas.