APA GUGUS FOSFAT? FITUR DAN FUNGSI - KIMIA - 2025

Sebuah gugus fosfat adalah molekul terdiri dari atom fosfor terikat ke empat oksigen. Rumus kimianya adalah PO43-. Kelompok atom ini disebut gugus fosfat ketika terikat pada molekul yang mengandung karbon (molekul biologis apa pun).

Semua makhluk hidup terbuat dari karbon. Gugus fosfat hadir dalam materi genetik dalam molekul energi yang penting untuk metabolisme sel, membentuk bagian dari membran biologis dan beberapa ekosistem air tawar.

Gugus fosfat terikat pada rantai R.

Jelas bahwa gugus fosfat hadir di banyak struktur penting dalam organisme.

Elektron yang terbagi antara empat atom oksigen dan atom karbon dapat menyimpan banyak energi; kemampuan ini sangat penting untuk beberapa peran mereka di dalam sel.

6 fungsi utama gugus fosfat

1- Dalam asam nukleat

DNA dan RNA, materi genetik semua makhluk hidup, adalah asam nukleat. Mereka terdiri dari nukleotida, yang pada gilirannya terdiri dari basa nitrogen, gula 5-karbon, dan gugus fosfat.

Gula 5-karbon dan gugus fosfat dari setiap nukleotida berkumpul untuk membentuk tulang punggung asam nukleat.

Ketika nukleotida tidak bergabung satu sama lain untuk membentuk molekul DNA atau RNA, mereka bergabung dengan dua kelompok fosfat lainnya sehingga menimbulkan molekul seperti ATP (adenosine triphosphate) atau GTP (guanosine triphosphate).

2- Sebagai penyimpan energi

ATP merupakan molekul utama yang menyuplai energi ke sel agar dapat menjalankan fungsi vitalnya.

Misalnya, saat otot berkontraksi, protein otot menggunakan ATP untuk melakukannya.

Molekul ini terdiri dari adenosin yang terkait dengan tiga gugus fosfat. Ikatan yang terbentuk di antara kelompok-kelompok ini adalah energi tinggi.

Artinya, ketika ikatan ini putus, sejumlah besar energi dilepaskan yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan di dalam sel.

Penghilangan gugus fosfat untuk melepaskan energi disebut hidrolisis ATP. Hasilnya adalah fosfat bebas ditambah molekul ADP (adenosin difosfat, karena hanya memiliki dua gugus fosfat).

Gugus fosfat juga ditemukan pada molekul energi lain yang kurang umum dibandingkan ATP, seperti guanosine triphosphate (GTP), cytidine triphosphate (CTP), dan uridine triphosphate (UTP).

3- Dalam aktivasi protein

Gugus fosfat penting dalam aktivasi protein, sehingga dapat menjalankan fungsi tertentu dalam sel.

Protein diaktifkan melalui proses yang disebut fosforilasi, yang merupakan penambahan gugus fosfat.

Ketika gugus fosfat telah terikat pada protein, protein tersebut dikatakan telah terfosforilasi.

Itu berarti telah diaktifkan untuk dapat melakukan tugas tertentu, seperti membawa pesan ke protein lain di dalam sel.

Fosforilasi protein terjadi di semua bentuk kehidupan, dan protein yang menambahkan gugus fosfat ini ke protein lain disebut kinase.

Menarik untuk disebutkan bahwa terkadang tugas kinase adalah memfosforilasi kinase lain. Sebaliknya, defosforilasi adalah penghilangan gugus fosfat.

4- Dalam membran sel

Gugus fosfat dapat bergabung dengan lipid untuk membentuk tipe lain dari biomolekul sangat penting yang disebut fosfolipid.

Kepentingannya terletak pada kenyataan bahwa fosfolipid adalah komponen utama membran sel dan ini adalah struktur penting bagi kehidupan.

Banyak molekul fosfolipid disusun dalam baris untuk membentuk apa yang disebut lapisan ganda fosfolipid; yaitu, lapisan ganda fosfolipid.

Lapisan ganda ini merupakan komponen utama dari membran biologis, seperti membran sel dan selubung inti yang mengelilingi nukleus.

5- Sebagai pengatur pH

Makhluk hidup membutuhkan kondisi netral untuk kehidupan karena kebanyakan aktivitas biologis hanya dapat terjadi pada pH tertentu yang mendekati netral; artinya, tidak terlalu asam maupun sangat basa.

Gugus fosfat adalah buffer pH penting dalam sel.

6- Dalam ekosistem

Di lingkungan air tawar, fosfor merupakan nutrisi yang membatasi pertumbuhan tumbuhan dan hewan.

Meningkatkan jumlah molekul yang mengandung fosfor (seperti gugus fosfat) dapat meningkatkan pertumbuhan plankton dan tanaman.

Peningkatan pertumbuhan tanaman ini menghasilkan lebih banyak makanan bagi organisme lain, seperti zooplankton dan ikan. Dengan demikian, rantai makanan terus berlanjut hingga mencapai manusia.

Peningkatan fosfat pada awalnya akan meningkatkan jumlah plankton dan ikan, tetapi terlalu banyak peningkatan akan membatasi nutrisi lain yang juga penting untuk kelangsungan hidup, seperti oksigen.

Penipisan oksigen ini disebut eutrofikasi, dan dapat membunuh hewan air.

Fosfat dapat meningkat karena aktivitas manusia, seperti pengolahan air limbah, pembuangan industri, dan penggunaan pupuk di bidang pertanian.

Referensi

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (edisi ke-6th). Ilmu Garland.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemistry (edisi ke-8th). WH Freeman dan Perusahaan.
3. Hudson, JJ, Taylor, WD, & Schindler, DW (2000). Konsentrasi fosfat di danau. Alam, 406 (6791), 54-56.
4. Karl, DM (2000). Ekologi akuatik. Fosfor, tongkat kehidupan. Nature, 406 (6791), 31-33.
5. Karp, G. (2009). Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments (edisi ke-6th). Wiley.
6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (edisi ke-8th). WH Freeman dan Perusahaan.
7. Nelson, D. & Cox, M. (2017). Lehninger Principles of Biochemistry (edisi ke-7th). WH Freeman.
8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level (edisi ke-5). Wiley.
9. Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, YG (2014). Dinamika redoks arsenik yang dimediasi oleh Cyanobacteria diatur oleh fosfat dalam lingkungan akuatik. Ilmu dan Teknologi Lingkungan, 48 (2), 994–1000.