Apa itu biosintesis pati?
Pati adalah jenis polimer yang dikenal sebagai polisakarida yang terdiri dari rantai molekul glukosa dan disintesis dalam jumlah yang relatif besar oleh tanaman.Glukosa adalah jenis gula mdash sederhana;atau sakarida mdash;dikenal sebagai monosakarida.Polisakarida dibangun dari banyak unit monosakarida, mungkin ribuan, bergabung bersama.Biosintesis pati pada tanaman dimulai dengan gula yang diproduksi oleh fotosintesis dan melibatkan sejumlah enzim, atau katalis organik.
Dua jenis pati diproduksi oleh tanaman.Amylose sebagian besar terdiri dari rantai molekul glukosa yang tidak bercabang, atau glukans, biasanya jumlahnya 1.000 hingga 4.400.Dalam amilopektin, rantai ini multi-bercabang dan umumnya mengandung antara 10.000 dan 100.000 glukans.Sekitar 70% pati di sebagian besar tanaman adalah dalam bentuk amilopektin, tetapi ini dapat bervariasi di antara spesies yang berbeda.Tanaman menyimpan pati dalam bentuk butiran di dalam sel.
Biosintesis pati terjadi dalam amiloplas dan juga sampai batas tertentu dalam kloroplas.Keduanya adalah jenis plastid mdash;Mayat dalam sel tanaman yang melakukan fungsi khusus.Mereka dianggap berasal dari alga biru-hijau simbiotik yang dimasukkan ke dalam sel pada tahap awal dalam evolusi tanaman.Di dalam plastid ini, molekul pati dirakit dari blok bangunan glukosa.Glukosa datang dalam bentuk senyawa glukosa-fosfat yang merupakan produk tidak langsung dari fotosintesis.
Molekul glukosa memiliki gugus hidroksil (OH) yang terikat pada atom karbon.Unit glukosa mengikat bersama ketika atom hidrogen dikeluarkan dari gugus hidroksil pada satu molekul glukosa dan seluruh gugus hidroksil dihilangkan dari yang lain, pada dasarnya menghilangkan air (H2 O).Atom oksigen yang tersisa dari satu molekul kemudian terikat ke atom karbon dari mana gugus hidroksil dihilangkan di yang lain mdash;Reaksi dapat direpresentasikan sebagai: r-oh + ho-r rarr;R-O-R + H 2 O, di mana R berdiri untuk sisa molekul glukosa.Dengan cara ini, rantai panjang molekul glukosa dibangun.Jenis ikatan antara molekul sakarida ini dikenal sebagai ikatan glikosida.
Rincian proses, bagaimanapun, lebih rumit daripada ini mdash;melibatkan sejumlah enzim mdash;tetapi dapat diringkas sebagai berikut.Proses dimulai dengan kombinasi glukosa-1-fosfat dengan adenosine trifosfat (ATP) untuk membentuk adenosin difosfat glukosa (ADP-glukosa), yang dikatalisis oleh enzim Agpase.ADP-glukosa kemudian dapat menambahkan molekul glukosa ke molekul glukosa yang ada, membentuk ikatan glikosida dan dengan demikian, melalui banyak pengulangan proses ini, membangun molekul amilosa.Reaksi ini dikatalisis oleh enzim pati synthase.Amylopectin dibentuk oleh aksi enzim percabangan pati (SBE) yang menempa hubungan antara rantai molekul glukosa yang ada untuk menciptakan polimer bercabang. Tujuan biosintesis pati pada tanaman adalah untuk menyediakan penyimpanan energi.Glukosa, yang diproduksi oleh fotosintesis, menyediakan kebutuhan energi langsung, tetapi cadangan energi yang akan digunakan ketika kondisi mencegah sintesis glukosa yang cukup memiliki nilai kelangsungan hidup yang jelas.Banyak tanaman telah berevolusi untuk menyimpan pati dalam jumlah besar dalam umbi;Dalam kentang, misalnya, 60-80% dari berat kering terdiri dari pati.Pada 2011, ada sejumlah besar penelitian yang sedang berlangsung ke biosintesis pati pada tanaman, dengan maksud untuk meningkatkan produksi pati tanaman pangan tertentu.