Istilah "biomolekul" atau "molekul biologis" digunakan secara longgar untuk menyebut molekul di dalam tubuh yang melakukan fungsi penting dalam proses biologis tertentu, seperti morfogenesis, perkembangan, dan pembelahan sel. Biomolekul terdiri dari molekul kecil seperti metabolit primer, metabolit sekunder, dan produk alami, serta makromolekul besar (atau polianion) seperti protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat. Materi biologis adalah nama yang lebih umum untuk kelompok ini. Biomolekul, yang biasanya berasal dari organisme itu sendiri atau dibuat di dalamnya, adalah komponen penting bagi organisme hidup. Meskipun demikian, organisme biasanya membutuhkan biomolekul eksogen, seperti nutrisi tertentu, untuk bertahan hidup.
Biologi dan subdisiplinnya, biokimia dan biologi molekuler, menyelidiki biomolekul dan reaksi mereka. Sebagian besar biomolekul adalah senyawa organik, terdiri dari hanya empat unsur: nitrogen, hidrogen, karbon, dan oksigen. Meskipun demikian, sejumlah bahan tambahan, seperti berbagai biometal, ditemukan dalam jumlah kecil.
Dengan demikian, biomolekul dan lintasan metabolisme ini disebut sebagai "universal biokimia" atau "teori kesatuan material makhluk hidup", sebuah konsep yang menggabungkan teori sel dan teori evolusi dalam biologi. Keanekaragaman jenis biomolekul dan lintasan metabolisme ini merupakan ciri khas dari keanekaragaman bentuk kehidupan.
Sakarida
Monosakarida, yang namanya berasal dari kata "mono" yang berarti "satu" dan "sakarida" yang berarti "gula", adalah jenis karbohidrat paling sederhana yang terdiri dari satu gula. Dalam strukturnya, monosakarida mengandung gugus aldehida (disebut aldosa) atau gugus keton (disebut ketosa). Monosakarida yang terdiri dari tiga atom karbon disebut triosa; monosakarida dengan empat atom karbon disebut tetrosa, lima atom karbon disebut pentosa, enam atom karbon disebut heksosa, dan seterusnya. Contoh monosakarida adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, ribosa, dan deoksiribosa. Ketika dikonsumsi, glukosa dan fruktosa memiliki tingkat pengosongan lambung yang berbeda, diserap dengan cara yang berbeda, dan menjalani kehidupan metabolik yang berbeda. Ini memberi banyak peluang bagi dua jenis sakarida untuk memengaruhi jumlah makanan yang dikonsumsi seseorang. Respirasi seluler menghasilkan sebagian besar sakarida. Disakarida terbentuk ketika dua monosakarida membentuk ikatan glikosidik dengan menghilangkan molekul air. Selain itu, satu molekul disakarida dapat dihidrolisis menjadi dua molekul monosakarida. Sukrosa, maltosa, dan laktosa adalah contoh disakarida.
Monosakarida yang terpolimerisasi menjadi karbohidrat kompleks, seperti pati, selulosa, dan glikogen, dikenal sebagai polisakarida. Molekul polisakarida biasanya berukuran besar dan sering memiliki konektivitas bercabang yang kompleks. Oligosakarida adalah polisakarida yang lebih pendek yang terdiri dari tiga hingga sepuluh monomer.
Jenis-jenis
Lipid
Lipid, yang merupakan ester asam lemak, membangun membran biologis dan menyimpan energi (seperti trigliserida). Sebagian besar lipid terdiri dari kepala yang bersifat polar atau hidrofilik (biasanya terdiri dari gliserol), dan ekor yang terdiri dari satu hingga tiga molekul asam lemak yang bersifat nonpolar atau hidrofobik. Lipit disebut sebagai molekul amfifilik karena kedua sifat ini. Rantai atom karbon tidak bercabang asam lemak biasanya terdiri dari empat belas hingga dua puluh empat kelompok karbon, dengan rentang antara empat belas dan dua puluh empat kelompok karbon dalam jenis asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Kepala hidrofilik lipid di membran biologis berasal dari salah satu dari tiga kelompok: (1) glikolipid, yang kepalanya terdiri dari oligosakarida dengan residu sakarida antara satu hingga lima belas; (2) fosfolipid, yang kepalanya terdiri dari gugus fosfat bermuatan positif yang dihubungkan ke ekornya oleh gugus fosfat bermuatan negatif; atau (3) sterol, yang kepalanya terdiri dari cincin steroid planar, seperti kolesterol. Lipid lain termasuk prostaglandin dan leukotrien, yang keduanya dibuat dari salah satu jenis asam lemak, asam arakidonat.
- Asam Amino
Asam amino adalah biomolekul yang mengandung gugus fungsi amina (–NH2) dan karboksil (–COOH), serta rantai samping (gugus "R" yang unik untuk masing-masing jenis asam amino. Molekul ini adalah monomer yang dapat bergabung untuk membentuk protein dan peptida (baik polipeptida maupun oligopeptida). Asam amino proteinogenik adalah dua puluh dua asam amino yang memiliki kemampuan untuk membentuk protein. 20 asam amino dari kumpulan ini disandi oleh kode genetik standar, dan dua asam amino terakhir dimasukkan ke dalam protein melalui mekanisme translasi tertentu yang dilakukan oleh beberapa organisme. Misalnya, selenosistein dimasukkan ke dalam beberapa protein pada kodon UGA, yang biasanya merupakan kodon akhir, dan pirolisin dimasukkan ke dalam beberapa protein pada kodon UAG, yang terjadi dalam beberapa organisme metanogen dalam enzim Asam amino lainnya yang penting untuk proses biologi termasuk taurin, ornitin, GABA, dan karnitin (digunakan untuk mengangkut lipid dalam sel).
- Nukleosida dan nukleotida
Nukleosida dibuat dengan menempelkan nukleobasa ke cincin gula pentosa yang terdiri dari ribosa atau deoksiribosa. Contohnya adalah sitidin (C), uridin (U), timidin (T), guanosin (G), dan adenosin (A). Untuk menghasilkan nukleotida, nukleosida dapat difosforilasi, yaitu ditambahkan gugus fosfat. Namun, baik DNA maupun RNA terdiri dari polimer yang terdiri dari molekul linier panjang yang dirakit oleh enzim polimerase dari unit struktural berulang atau monomer, yang terdiri dari nukleotida tunggal. DNA menggunakan deoksinukleotida C, G, A, dan T, sedangkan RNA menggunakan ribonukleotida C, G, A, dan U. Basa termodifikasi (seperti gugus metil pada dasar cincin) sering ditemukan, seperti yang ditemukan dalam RNA ribosomal atau RNA transfer, atau untuk membedakan unting DNA baru dari unting DNA lama setelah replikasi.
- Lignin
Lignin adalah makromolekul polifenol kompleks yang terutama terdiri dari hubungan beta-O4-aril. Ini adalah biopolimer kedua yang paling banyak ditemukan setelah selulosa dan merupakan komponen struktural utama sebagian besar tumbuhan. Subunit molekul ini berasal dari alkohol parakoumaril, alkohol koniferil, dan alkohol sinapil, dan karena tergolong rasemat, mereka tidak biasa di antara biomolekul lainnya.
Sumber: