PERKEMBANGAN BIOLOGI MOLEKULER

Perkembangan Biologi Molekuler 

Ruang Lingkup, Perkembangan, serta Hubungan dengan Ilmu Lain

Biologi Molekuler merupakan cabang ilmu pengetahuan yg mempelajari interaksi antara struktur serta fungsi molekul-molekul hayati dan donasi interaksi tadi terhadap aplikasi serta pengendalian aneka macam proses biokimia. Secara lebih ringkas bisa dikatakan bahwa Biologi Molekuler memeriksa dasar-dasar molekuler setiap kenyataan biologi. Oleh karena itu, materi kajian primer pada dalam ilmu ini merupakan makromolekul biologi, khususnya asam nukleat, dan proses pemeliharaan, transmisi, dan aktualisasi diri informasi hayati yg meliputi replikasi, transkripsi, serta translasi. 

Meskipun menjadi cabang ilmu pengetahuan tergolong nisbi masih baru, Biologi Molekuler sudah mengalami perkembangan yang sangat pesat semenjak tiga dasawarsa yg lalu. Perkembangan ini terjadi ketika aneka macam sistem biologi, khususnya prosedur alih keterangan hayati, pada bakteri serta bakteriofag dapat diungkapkan. Begitu juga, berkembangnya teknologi DNA rekombinan, atau dikenal juga menjadi rekayasa genetika, pada tahun 1970-an telah menaruh donasi yg sangat besar bagi perkembangan Biologi Molekuler. Pada kenyataannya banyak sekali teknik eksperimental baru yang terkait menggunakan manipulasi DNA memang sebagai landasan bagi perkembangan ilmu ini.

Biologi Molekuler sebenarnya merupakan ilmu multidisiplin yang melintasi sejumlah disiplin ilmu terutama Biokimia, Biologi Sel, dan Genetika. Akibatnya, tak jarang terjadi tumpang tindih pada antara materi-materi yg dibahas meskipun seharusnya terdapat batas-batas yang memisahkannya. Sebagai model, reaksi metabolisme yg diatur oleh impak konsentrasi reaktan dan produk merupakan materi kajian Biokimia. Tetapi, apabila reaksi ini dikatalisis sang sistem enzim yg mengalami perubahan struktur, maka kajiannya termasuk pada lingkup Biologi Molekuler. Demikian pula, struktur komponen intrasel dipelajari di pada Biologi Sel, tetapi keterkaitannya menggunakan struktur dan fungsi molekul kimia pada dalam sel adalah cakupan studi Biologi Molekuler. Komponen serta proses replikasi DNA dipelajari pada dalam Genetika, namun macam-macam enzim DNA polimerase bersama fungsinya masing-masing dipelajari di pada Biologi Molekuler.

Beberapa proses biologi yg dibahas pada dalam Biologi Molekuler bersifat sirkuler. Untuk menyelidiki replikasi DNA, misalnya, kita usahakan perlu memahami mekanisme pembelahan sel. Tetapi sebaliknya, alangkah baiknya jika pengetahuan tentang replikasi DNA sudah dikuasai terlebih dahulu sebelum kita menyelidiki pembelahan sel. 

Tinjauan Sekilas tentang Sel

Oleh karena sebagian akbar makromolekul biologi terdapat di pada sel, maka kita perlu melihat balik sekilas tentang sel, terutama pada kaitannya menjadi dasar pembagian terstruktur mengenai organisme. Berdasarkan atas struktur selnya, secara garis besar organisme bisa dibagi menjadi dua kelompok, yaitu prokariot serta eukariot. Di antara ke 2 gerombolan ini masih ada grup peralihan yg dinamakan Archaebacteria atau Archaea. 

Prokariot

Prokariot merupakan bentuk sel organisme yang paling sederhana menggunakan diameter dari 1 sampai 10 µm. Struktur selnya diselimuti oleh membran plasma (membran sel) yg tersusun berdasarkan lemak lapis ganda. Di sela-sela lapisan lemak ini terdapat sejumlah protein integral yang memungkinkan terjadinya kemudian lintas molekul-molekul tertentu berdasarkan pada dan ke luar sel. Kebanyakan prokariot juga mempunyai dinding sel yg kuat di luar membran plasma buat melindungi sel menurut lisis, terutama saat sel berada di dalam lingkungan menggunakan osmolaritas rendah. 

Bagian pada sel secara holistik dinamakan sitoplasma atau sitosol. Di dalamya terdapat sebuah kromosom haploid sirkuler yang dimampatkan dalam suatu nukleoid (nukleus semu), beberapa ribosom (tempat berlangsungnya buatan protein), serta molekul RNA. Kadang-kadang dapat jua dijumpai adanya plasmid (molekul DNA sirkuler di luar kromosom). Beberapa pada antara molekul protein yg terlibat dalam berbagai reaksi metabolisme sel nampak melekat dalam membran plasma, tetapi tidak terdapat struktur organel subseluler yg menggunakan jelas memisahkan berlangsungnya masing-masing proses metabolisme tadi.

Permukaan sel prokariot adakalanya membawa sejumlah struktur berupa rambut-rambut pendek yang dinamakan pili dan beberapa struktur rambut panjang yang dinamakan flagela. Pili memungkinkan sel buat menempel pada sel atau bagian atas lainnya, sedangkan flagela digunakan buat berenang jika sel berada pada dalam media cair.

Sebagian akbar prokariot bersifat uniseluler meskipun ada juga beberapa yang memiliki bentuk multiseluler dengan sel-sel yg melakukan fungsi-fungsi khusus. Prokariot bisa dibagi sebagai 2 subdivisi, yaitu Eubacteria serta Archaebacteria atau Archaea. Namun, pada atas sudah disinggung bahwa Archaea merupakan kelompok peralihan antara prokariot dan eukariot. Dilihat dari struktur selnya, Archaea termasuk dalam grup prokariot, tetapi evolusi molekul rRNA-nya memperlihatkan bahwa Archaea lebih mendekati eukariot. 

Perbedaan antara Eubacteria dan Archaea terutama terletak pada sifat biokimianya. Misalnya, Eubacteria mempunyai ikatan ester pada lapisan lemak membran plasma, sedangkan pada Archaea ikatan tersebut berupa ikatan eter.

Salah satu contoh Eubacteria (bakteri), Escherichia coli, mempunyai ukuran genom (kandungan DNA) sebesar 4.600 kilobasa (kb), suatu fakta genetik yang mencukupi buat buatan kurang lebih tiga.000 protein. Aspek hayati molekuler spesies bakteri ini telah sangat poly dipelajari. Sementara itu, genom bakteri yang paling sederhana, Mycoplasma genitalium, hanya terdiri atas 580 kb DNA, suatu jumlah yang hanya relatif buat menyandi kurang lebih 470 protein. Dengan protein sesedikit ini spesies bakteri tadi memiliki kemampuan metabolisme yg sangat terbatas. 

Kelompok Archaea umumnya menempati daerah asal ekstrim seperti suhu serta salinitas tinggi. Salah satu model Archaea, Methanocococcus jannaschii, memiliki genom sebanyak 1.740 kb yg menyandi 1.738 protein. Bagian genom yang terlibat pada produksi energi dan metabolisme cenderung menyerupai prokariot, sedangkan bagian genom yg terlibat dalam replikasi, transkripsi, serta translasi cenderung menyerupai eukariot.

Gambar  Diagram skematik sel prokariot

Eukariot

Secara taksonomi eukariot dikelompokkan sebagai empat kingdom, masing-masing fauna (animalia), tumbuhan (plantae), fungi (jamur), dan protista, yang terdiri atas alga serta protozoa. Salah satu ciri sel eukariot adalah adanya organel-organel subseluler dengan fungsi-fungsi metabolisme yang telah terspesialisasi. Tiap organel ini terbungkus dalam suatu membran. Sel eukariot pada biasanya lebih akbar daripada sel prokariot. Diameternya berkisar menurut 10 sampai 100 µm. Seperti halnya sel prokariot, sel eukariot diselimuti oleh membran plasma. Pada flora dan kebanyakan fungi serta protista terdapat pula dinding sel yang kuat di sebelah luar membran plasma. Di dalam sitoplasma sel eukariot selain terdapat organel serta ribosom, jua dijumpai adanya serabut-serabut protein yg disebut sitoskeleton. Serabut-serabut yang terutama berfungsi buat mengatur bentuk dan konvoi sel ini terdiri atas mikrotubul (tersusun berdasarkan tubulin) serta mikrofilamen (tersusun berdasarkan aktin). 

Gambar  Diagram skematik sel eukariot (fauna)

Sebagian besar organisme eukariot bersifat multiseluler menggunakan grup-gerombolan sel yang mengalami diferensiasi selama perkembangan individu. Peristiwa ini terjadi lantaran pembelahan mitosis akan menghasilkan sejumlah sel dengan perubahan pola aktualisasi diri gen sehingga mempunyai fungsi yg tidak selaras dengan sel asalnya. Dengan demikian, kandungan DNA pada sel-sel yg mengalami diferensiasi sebenarnya hampir selalu sama, namun gen-gen yang diekspresikan tidak selaras antara satu serta lainnya. 

Diferensiasi diatur sang gen-gen pengatur perkembangan. Mutasi yang terjadi pada gen-gen ini bisa mengakibatkan abnormalitas fenotipe individu, misalnya tumbuhnya kaki pada tempat yang seharusnya digunakan buat antena dalam lalat Drosophila. Namun, justru dengan menyelidiki mutasi dalam gen-gen pengatur perkembangan, kita bisa tahu berlangsungnya proses perkembangan embrionik.

Pada organisme multiseluler koordinasi aktivitas sel pada antara banyak sekali jaringan serta organ diatur oleh adanya komunikasi pada antara sel-sel tersebut. Hal ini melibatkan molekul-molekul frekuwensi misalnya neurotransmiter, hormon, serta faktor pertumbuhan yang disekresikan oleh suatu jaringan serta diteruskan pada jaringan lainnya melalui reseptor yang terdapat pada bagian atas sel.

Organel subseluler

Pada eukariot terdapat sejumlah organel subseluler misalnya nukleus, mitokondria, kloroplas, retikulum endoplasmik, serta mikrobodi. Masing-masing akan kita bicarakan sepintas berikut adalah.

Nukleus mengandung sekumpulan DNA seluler yang dikemas dalam beberapa kromosom. Di pada nukleus terjadi transkripsi DNA menjadi RNA dan prosesing RNA. Selain DNA, pada dalam nukleus juga masih ada nukleolus yg merupakan tempat berlangsungnya buatan rRNA dan perakitan ribosom secara parsial.

Mitokondria merupakan loka berlangsungnya respirasi seluler, yang melibatkan oksidasi nutrien sebagai CO2 dan air menggunakan membebaskan molekul ATP. Secara evolusi organel ini asal dari simbion-simbion prokariotik yang tetap mempertahankan beberapa DNA, RNA, dan mesin sintesis proteinnya. Meskipun demikian, sebagian akbar proteinnya disandi oleh DNA pada dalam nukleus. Sementara itu, kloroplas adalah tempat berlangsungnya proses fotosintesis dalam flora serta alga. Pada dasarnya kloroplas mempunyai struktur yang menyerupai mitokondria menggunakan sistem membran tilakoid yang berisi klorofil. Seperti halnya mitokondria, kloroplas pula mempunyai DNA sendiri sehingga kedua organel ini sering dinamakan organel otonom. 

Retikulum endoplasmik merupakan sistem membran sitoplasmik yang meluas dan menyambung menggunakan membran nukleus. Ada 2 macam retikulum endoplasmik, yaitu retikulum endoplasmik halus yg membawa poly enzim buat reaksi biosintesis lemak serta metabolisme xenobiotik dan retikulum endoplasmik kasar yg membawa sejumlah ribosom buat sintesis protein membran. Protein-protein ini diangkut melalui vesikula transpor menuju kompleks Golgi buat prosesing lebih lanjut serta pemilahan sinkron dengan tujuan akhirnya masing-masing.

Mikrobodi terdiri atas lisosom, peroksisom, dan glioksisom. Lisosom berisi enzim-enzim hidrolitik yang bisa memecah karbohidrat, lemak, protein, serta asam nukleat. Organel ini bekerja sebagai sentra pendaurulangan makromolekul yang dari dari luar sel atau organel-organel lain yang rusak. Sementara itu, peroksisom berisi enzim-enzim yg dapat mendegradasi hidrogen peroksida dan radikal bebas yg sangat reaktif. Glioksisom merupakan peroksisom dalam flora yg mengalami spesialisasi menjadi loka berlangsungnya reaksi siklus glioksilat. 

Makromolekul

Secara garis besar makromolekul biologi mencakup polisakarida, lemak, protein, dan asam nukleat. Selain itu, terdapat pula makromolekul kompleks, yang merupakan adonan 2 atau lebih di antara makromolekul tersebut.

Polisakarida

Polisakarida adalah polimer beberapa gula sederhana yang satu sama lain secara kovalen dihubungkan melalui ikatan glikosidik. Makromolekul ini terutama berfungsi menjadi cadangan makanan dan materi struktural. 

Selulosa dan pati (amilum) sangat banyak dijumpai pada tanaman . Kedua-duanya adalah polimer glukosa, namun berbeda macam ikatan glikosidiknya. Pada selulosa monomer-monomer glukosa satu sama lain dihubungkan secara linier oleh ikatan 1,4 b glikosidik, sedangkan pada amilum ada dua macam ikatan glikosidik karena amilum memiliki dua komponen, yaitu a-amilosa dan amilopektin. Monomer-monomer glukosa dalam a-amilosa dihubungkan oleh ikatan 1,4 a glikosidik, sedangkan dalam amilopektin, yg adalah rantai cabang amilum, ikatannya merupakan 1,6 a glikosidik.

Pada flora selulosa adalah komponen utama penyusun struktur dinding sel. Sekitar 40 rantai molekul selulosa tersusun paralel membangun lembaran-lembaran horizontal yg dihubungkan sang ikatan hidrogen sebagai akibatnya menghasilkan serabut-serabut tidak larut yang sangat kuat. Sementara itu, amilum bermanfaat menjadi cadangan kuliner yg bisa dijumpai dalam bentuk butiran-butiran akbar di dalam sel. Adanya 2 macam ikatan glikosidik pada amilum mengakibatkan molekul ini nir dapat dikemas dengan konformasi yang kompak. Oleh karena itu, amilum mudah larut di dalam air.

Fungi serta beberapa jaringan fauna menyimpan cadangan kuliner glukosa pada bentuk glikogen, yg memiliki ikatan glikosidik misalnya dalam amilopektin. Polisakarida lainnya, kitin merupakan komponen utama penyusun dinding sel fungi serta eksoskeleton dalam serangga dan Crustacea. Kitin memiliki struktur molekul menyerupai selulosa, hanya saja monomernya berupa N-asetilglukosamin. Mukopolisakarida (glikosaminoglikan) membentuk larutan misalnya gel yg di dalamnya terdapat protein-protein serabut pada jaringan ikat. 

Penentuan struktur polisakarida berukuran akbar sangatlah rumit karena ukuran serta komposisinya sangat bervariasi. Selain itu, tidak selaras menggunakan protein serta asam nukleat, makromolekul ini tidak dapat dipelajari secara genetik.

Gambar  Perbedaan ikatan glikosidik antara amilum dan selulosa

Lemak (lipid)

Molekul lemak berukuran akbar terutama berupa hidrokarbon yang sukar larut pada air. Beberapa pada antaranya terlibat dalam penyimpanan dan transpor tenaga, sementara ada pula yang sebagai komponen primer membran, lapisan pelindung, serta struktur sel lainnya.

Struktur generik lemak adalah gliserida menggunakan satu, 2, atau tiga asam lemak rantai panjang yang mengalami esterifikasi dalam suatu molekul gliserol. Pada trigliserida hewan, asam lemaknya jenuh (tanpa ikatan rangkap) sebagai akibatnya rantai molekulnya berbentuk linier serta dapat dikemas menggunakan kompak membuat lemak berwujud padat pada suhu ruang. Sebaliknya, minyak flora mengandung asam lemak tidak jenuh menggunakan satu atau lebih ikatan rangkap sehingga rantai molekulnya sulit buat dikemas menggunakan kompak, menciptakan lemak yang didapatkan berwujud cair dalam suhu ruang.

Membran plasma serta membran organel subseluler mengandung fosfolipid, berupa gliserol yg teresterifikasi dalam dua asam lemak serta satu asam fosfat. Biasanya, fosfat ini pula teresterifikasi pada suatu molekul mini misalnya serin, etanolamin, inositol, atau kolin (Gambar 1.4). Membran jua mengandung sfingolipid, contohnya seramid, yang galat satu asam lemaknya dihubungkan oleh ikatan amida. Pengikatan fosfokolin dalam seramid akan membentuk sfingomielin.

Gambar  Struktur molekul fosfolipid, khususnya fosfatidilkolin

Protein

Secara garis akbar bisa dibedakan 2 grup protein, yaitu protein globuler serta protein serabut (fibrous protein). Protein globuler dapat dilipat menggunakan kompak serta di dalam larutan kurang lebih berbentuk seperti partikel-partikel bulat. Kebanyakan enzim merupakan protein globuler. Sementara itu, protein serabut memiliki nisbah aksial (panjang berbanding lebar) yg sangat tinggi serta acapkali adalah protein struktural yg krusial, contohnya fibroin pada sutera dan keratin dalam rambut serta bulu domba.

Ukuran protein berkisar menurut beberapa ribu Dalton (Da), misalnya hormon insulin yg mempunyai berat molekul lima.734 Da, sampai kurang lebih lima juta Da misalnya dalam kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Beberapa protein berikatan dengan materi nonprotein, baik dalam bentuk gugus prostetik yang bisa bekerja sebagai kofaktor enzim juga dalam asosiasi dengan molekul ukuran besar misalnya dalam lipoprotein (dengan lemak) atau glikoprotein (menggunakan karbohidrat).

Protein tersusun berdasarkan sejumlah asam amino yg satu sama lain dihubungkan secara kovalen oleh ikatan peptida. Ikatan ini menghubungkan gugus a-karboksil pada suatu asam amino dengan gugus a-amino pada asam amino berikutnya sehingga menghasilkan suatu rantai molekul polipeptida linier yg memiliki ujung N serta ujung C. Tiap polipeptida umumnya terdiri atas 100 hingga 1.500 asam amino. Struktur molekul protein misalnya ini dinamakan struktur utama.

Polaritas yg tinggi dalam gugus C=O serta N-H pada dalam tiap ikatan peptida, selain membuahkan ikatan tersebut sangat kuat, pula memungkinkan terbentuknya sejumlah ikatan hidrogen di antara asam-asam amino dalam jeda eksklusif. Dengan demikian, rantai polipeptida dapat mengalami pelipatan menjadi suatu struktur yg dipersatukan sang ikatan-ikatan hidrogen tersebut. Struktur semacam ini adalah struktur sekunder molekul protein.

Struktur sekunder yg paling dikenal adalah a-heliks. Rantai polipeptida menciptakan heliks (spiral) putar kanan dengan 3,6 asam amino per putaran sebagai akibat terjadinya ikatan hidrogen antara gugus N-H pada suatu residu asam amino (n) serta gugus C=O pada asam amino yg berjarak 3 sisa dengannya (n+3). Struktur a-heliks banyak dijumpai terutama pada protein-protein globuler.

Di samping a-heliks, terdapat jua struktur sekunder yang dinamakan lembaran b (b-sheet). Struktur ini terbentuk karena gugus N-H dan C=O pada suatu rantai polipeptida dihubungkan oleh ikatan hidrogen menggunakan gugus-gugus yg komplementer dalam rantai polipeptida lainnya. Jadi, gugus N-H berikatan dengan C=O serta gugus C=O berikatan menggunakan N-H sebagai akibatnya ke 2 rantai polipeptida tadi membangun struktur seperti lembaran dengan rantai samping (R) menunjuk ke atas serta ke bawah lembaran. Apabila kedua rantai polipeptida memiliki arah yang sama, misalnya menurut ujung N ke ujung C, maka lembarannya dikatakan bersifat paralel. Sebaliknya, bila ke 2 rantai polipeptida mempunyai arah antagonis, maka lembarannya dikatakan bersifat antiparalel. Lembaran b adalah struktur yang sangat kuat serta banyak dijumpai dalam protein-protein struktural, contohnya fibroin sutera.

Kolagen, suatu protein penyusun jaringan ikat, memiliki struktur sekunder yang tidak lazim, yaitu heliks rangkap 3. Tiga rantai polipeptida saling berpilin sebagai akibatnya membuat molekul tadi sangat bertenaga.

Gambar Penampang rantai polipeptida, yang memberitahuakn bahwa struktur a-heliks terbentuk karena gugus C=O pada asam amino ke-n berikatan dengan gugus N-H dalam asam amino ke-(n+tiga).

Beberapa bagian struktur sekunder bisa mengalami pelipatan sehingga terbentuk struktur tiga dimensi yang adalah struktur tersier molekul protein. Sifat yang memilih struktur tersier suatu molekul protein sudah ada pada pada struktur primernya. Begitu diperoleh syarat yg sinkron, kebanyakan polipeptida akan segera melipat menjadi struktur tersier yang sempurna karena umumnya struktur tersier ini merupakan konformasi menggunakan tenaga yg paling rendah. Akan namun, secara in vivo pelipatan yang sempurna acapkali dibantu sang protein-protein tertentu yang disebut kaperon.

Baca Juga

• Perkembangan Biologi Molekuler Saat Ini
• Perkembangan Biologi Molekuler Pdf
• Perkembangan Biologi Molekuler Yang Sekarang
• Sejarah Perkembangan Biologi Molekuler
• Jelaskan Perkembangan Biologi Molekuler Saat Ini
• Perkembangan Ilmu Biologi Molekuler
• Perkembangan Bioteknologi Dan Biologi Molekuler
• Sejarah Dan Perkembangan Biologi Molekuler

Gambar Struktur protein sekunder

a) a-heliks b) lembaran b

Ketika pelipatan terjadi, asam-asam amino menggunakan rantai samping hidrofilik akan berada di bagian luar struktur dan asam-asam amino dengan rantai samping hidrofobik berada pada pada struktur. Hal ini membuahkan struktur tersier sangat stabil. Di antara sejumlah rantai samping asam-asam amino bisa terjadi banyak sekali macam interaksi nonkovalen misalnya gaya van der Waals, ikatan hidrogen, jembatan garam elektrostatik antara gugus-gugus yang muatannya antagonis, serta hubungan hidrofobik antara rantai samping nonpolar pada asam amino alifatik dan asam amino aromatik. Selain itu, ikatan disulfida (jembatan belerang) kovalen bisa terjadi antara 2 sisa sistein yg pada dalam struktur primernya terpisah jauh satu sama lain.

Banyak molekul protein yg tersusun menurut 2 rantai polipeptida (subunit) atau lebih. Subunit-subunit ini bisa sama atau tidak selaras. Sebagai model, molekul hemoglobin memiliki dua rantai a-globin dan 2 rantai b-globin. Interaksi nonkovalen dan ikatan disulfida seperti yang dijumpai dalam struktur tersier terjadi jua di antara subunit-subunit tersebut, menghasilkan struktur yang dinamakan struktur kuaterner molekul protein. Dengan struktur kuaterner dimungkinkan terbentuknya molekul protein yang sangat akbar ukurannya. Selain itu, fungsionalitas yang lebih akbar juga dapat diperoleh karena adanya penggabungan sejumlah aktivitas yang berbeda. Modifikasi interaksi di antara subunit-subunit oleh pengikatan molekul-molekul kecil bisa menunjuk pada impak alosterik misalnya yg terlihat pada regulasi enzim.

Di dalam suatu rantai polipeptida dapat dijumpai adanya unit-unit struktural dan fungsional yg semi-independen. Unit-unit ini dikenal menjadi domain. Jika dipisahkan berdasarkan rantai polipeptida, contohnya melalui proteolisis yang terbatas, domain bisa bertindak sebagai protein globuler tersendiri. Sejumlah protein baru diduga sudah berkembang melalui kombinasi baru pada antara domain-domain. Sementara itu, pengelompokan elemen-elemen struktural sekunder yang sering dijumpai dalam protein globuler dikenal sebagai motif (struktur supersekunder). Contoh yg generik dijumpai merupakan motif bab, yg terdiri atas 2 struktur sekunder berupa lembaran b yg dihubungkan sang sebuah a-heliks. Selain domain serta motif, terdapat jua famili protein, yang didapatkan berdasarkan duplikasi dan evolusi gen seasal. Sebagai model, mioglobin, rantai a- serta b-globin dalam hemoglobin orang dewasa, serta rantai g-, e-, dan z-globin pada hemoglobin janin adalah polipeptida-polipeptida yang berkerabat di pada keluarga globin.

Asam amino

Di atas sudah dikatakan bahwa protein adalah polimer sejumlah asam amino. Bahkan waktu membicarakan struktur molekul protein, khususnya struktur sekunder dan tersier, kita sudah menyinggung beberapa istilah yang berkaitan dengan struktur asam amino misalnya rantai samping, gugus karboksil, serta gugus amino. Oleh karena itu, berikut adalah akan dibahas sekilas struktur molekul asam amino.

Kecuali prolin, dari 20 macam asam amino yg menyusun protein masih ada struktur molekul umum berupa sebuah atom karbon (a-karbon) yang keempat tangannya masing-masing berikatan dengan gugus karboksil (COO-), gugus amino (NH3+), proton (H), serta rantai samping (R). Selain dalam glisin, atom a-karbon bersifat khiral (asimetrik) karena keempat tangannya mengikat gugus yang berbeda-beda. Pada glisin gugus R-nya berupa proton sebagai akibatnya dua tangan dalam atom a-karbon mengikat gugus yang sama. 

Perbedaan antara asam amino yg satu serta lainnya dipengaruhi sang gugus R-nya. Gugus R ini dapat bermuatan positif, negatif, atau netral sebagai akibatnya asam amino yang membawanya bisa bersifat asam, basa, atau netral. Pengelompokan asam amino atas dasar muatan dan struktur gugus R-nya dapat dipandang dalam Tabel .

Tabel Pengelompokan asam amino

gugus R

asam amino

lambang

bermuatan negatif

asam aspartat

Asp atau D

asam glutamat

Glu atau E

bermuatan positif

histidin

His atau H

lisin

Lys atau K

arginin

Arg atau R

tidak bermuatan, polar

serin

Ser atau S

treonin

Thr atau T

asparagin

Asn atau N

glutamin

Gln atau Q

sistein

Cys atau C

alifatik, nonpolar

glisin

Gly atau G

alanin

Ala atau A

valin

Val atau V

leusin

Leu atau L

isoleusin

Ile atau I

metionin

Met atau M

prolin

Pro atau P

aromatik

fenilalanin

Phe atau F

tirosin

Tyr atau Y

triptofan

Trp atau W