PRINSIP- PRINSIP BIOKIMIA TUBUH

Disusun oleh :

Nurul Farhani Mufida

Dita Oviyanda

Wisnu Adi Prayogo

S1 KEPERAWATAN

STIKES BINA PERMATA MEDIKA

KATA PENGANTAR

Puju syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta berkat-Nya sehingga penyusunan makalah ini dapat diselesaikan dengan tepat waktu.

Makalah ini disusun untuk diajukan sebagai tugas mata kuliah Ilmi Dasar Keperawan (IDK) III dengan judul “PRINSIP-PRINSIP BIOKIMIA TUBUH” di Sekilah Tinggi Ilmu Kesehatan Bina Permata Medika bidang S1 Keperawatan.

Terima kasih kami ucapkan kepada Bapak dr. Arif Rahman Wardhani selaku dosen pembiming mata kuliah IDK yang telah membimbing dan memberikan materi kuliah demi lancarnya penyelesaian makalah ini.

Kami menyadari dalam menyusun materi yang telah kami sajikan ini masih jauh dari sempurna, dimana banyak kekurangan dan perlu perbaikan. Untuk itu kami sangat mnegharapkan saran dan kritik yag membangun dari pembaca.

Demikian makalah ini disusun semoga dapat digunakan sebagaimana mestinya dan memberikan manfaat bagi para pembacanya.

Tangerang, 25 Desember 2015

Penyusun

DAFTAR ISI

COVER .............................................................................................................................. i

KATA PENGANTAR ...................................................................................................... ii

DAFTAR ISI .................................................................................................................... iii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2 Permasalahan ................................................................................................ 1

1.3 Tujuan ........................................................................................................... 2

BAB II PEMBAHASAN ................................................................................................. 3

2.1 Pengertian Biokimia ...................................................................................... 3

2.2 Asal Mula Timbulnya Biokimia .................................................................... 3

2.3 Ruang Lingkup Biokimia .............................................................................. 4

2.3.1 Komposisi Dan Struktur Makhluk Hidup ......................................... 4

2.3.2 Senyawa Anorganik .......................................................................... 5

2.3.2.1 Air ………………………………………………………....5

2.3.2.2 Asam, Basa, dan Derajat Keasaman (pH) ………………...6

2.3.3 Senyawa Organik .............................................................................. 6

2.3.3.1 Komponen ………………………………....……………...6

2.3.3.2 Karbohidrat ……………………………………………….7

2.3.3.3 Lipid ………………………………………………………9

2.3.3.4 Protein …………………………………………………...10

2.3.3.5 Asam nukleat …………………………………………….13

2.4 Prinsip-prinsip Biokimia............................................................................... 14

2.5 Manfaat Biokimia........................................................................................ 14

BAB III PENUTUP ........................................................................................................ 15

3.1 Kesimpulan ................................................................................................. 15

3.2 Saran ........................................................................................................... 15

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 16

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Makhluk hidup baik tumbuhan, hewan, maupun manusia terdiri atas unit-unit kecil yang disebut sel. Selama makhluk itu masih hidup banyak sekali prosesatau perubahan yang terjadi dalam sel. Aktivitas yang terjadi didalam sel inilah yang menunjang fungsi organ-organ dalam makhluk hidup itu dan dengan demikian juga merupakan penunjang terlaksananya fungsi makhluk hidup itu sendiri. Fenomena kehidupan yang ditandai oleh adanya pertumbuhan dan reproduksi serta hal-hal yang berkaitan, merupakan ruang lingkup biologi dan ilmi-ilmu relevan, misalnya ilmu kedokteran atau kesehatan.

Ilmu kimia di pihak lain adalah suatu ilmu tentang benda-benda serta proses perubahannya yang ditinjau berdasarkan susunan dan sifat atom-atom ayau molekul yang membentuknya. Jadi berbeda dengan biologi, ilmu kimia terutama menitik beratkan pembahasannya pada hubungan antara struktur kimia benda-benda dengan fungsi reaksi-reaksinya dengan benda lain.

1.2 Permasalahan

Perbedaan antara sudut pandang ilmu kimia dengan sudut pandang biologi telah diperkecil oleh suatu disiplin ilmu yang meninjau organism hidup serta proses yang terjadi didalamnya secara kimia, yaitu biokimia. Jadi biokimia antara lain meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat senyawa serta reaksi kimia yang terjadi dalam susunan kimia sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organisme hidup serta energy yang diperlukan atau dihasilkan. Reaksi kimia yang terjadi didalam sel disebut metabolism dan merupakan bagian penting serta pusat perhatian dalam biokimia. Para ahli biokimia mempunyai perana penting dalam menjawab masalah-masalah di bidang biologi dengan menggunakan ilmu kimia dan teknik-teknik kimia, fisika dan biologi sebagai perangkatnya.

Dengan mempelajari struktur senyawa dan reaksi yang terjadi, sifat-sifat umum organisme hidup dapat dijelaskan lebih terinci. Disamping itu factor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi aktifitas kehidupan dapat diketahuai, sehingga dapat dihindari terjadinya dampak lingkungan yang negative.

1.3 Tujuan

1) Mengetahui asal mula timbulnya biokimia sebagai suatu disiplin ilmu.

2) Mengetahui manfaat biokimia bagi peningkatan kesejahteraan masyarakat.

3) Memahami bagaimana kehidupan dimulai.

4) Memahami secara lengkap semua proses kimia yang berkaitan dengan sel-sel hidup pada tingkat molekuler.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pegertian Biokimia

Biokimia merupakan salah satu cabang sains yang menemuka dua bidang yang sama penting yaitu biologi dan kimia. Biokimia menunjuk mengenai bahan kimia yang dihasilkan oleh benda hidup, kesannya kegunaannya dan cara memanfaatkan bahan aktif tersebut bagi meningkatkan taraf hidup manusia. Biokimia juga dapat diartikan sebagai ilmu kimia kehidupan yaitu ilmu yang mempelajari tentang dasar kimia kehidupan (kata Yunani, bios berarti “kehidupan”). Sel merupakan unit struktural dan fungsional dari system hidup. Hal ini membawa kita kepada definisi fungsional biokimia sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari unsure-unsur kimia pembentuk sel hidup dan dengan reaksi serta proses yang dijalaninya.

Berdasarkan definisi ini, biokimia mencakup erbagai bidang pengetahuan biologi sel, biologi molekuler, dan genetika molekurar yang luas. Jadi biokimia adalah meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat senyawa serta reaksi yag terjadi didalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organism hidup serta energi yang diperlukan untuk kehidupan.

2.2 Asal Mula Timbulnya Biokimia

Istilah biokimia telah dikemukakan oleh Karl Neuberg, seorang ahli kimia Jerman pada tahun 1903, namun satu setengah abad sebelumnya, yaitu pada pertengahan abad XVIII Karl Wilhelm Scheele seorang ahli kimia Swedia telah melakukan penelitian mengenai susunan kimia jaringan pada tumbuhan dan hewan. Selain itu ia juga telah dapat mengisolasi asal oksalat, asam laktat, asam sitrat serta beberapa ester dan kasein dari bahan alam.

Biokimia memperoleh bentuk yang nyata sebagai suatu bidang studi pada awal abad XIX, dengan dipelopori oleh penelitian yang dilakukan oleh Friedrich Wohler. Sebelum itu orang percaya bahwa organism hidup itu terdiri dari zat-zat yang mempunyai sifat yang sangat berbeda dengan zat yang terdapat pada benda-benda mati, misalnya logam atau batu-batuan. Pada tahun 1828 Wohler menunjukan bahwa urea, suatu senyawa yang terdapat dalam urine, ternate dapat dibuat dalam laboratorium dengan jalan memanaskan alkali sianat dengan gram ammonium. Mula-mula ia meman mengharapkan akan terjadi ammonium sianat, tetapi ia memperoleh urea.

Meskipun telah dapat ditunjukan atau dibuktikan bahwa suatu senyawa yang berasal dari dalam tubuh manusia atau organisme hidup dapat juga dibuat dalam laboratorium dari zat-zat yang berasal dari benda mati, namun masih ada orang yang percaya bahwa suatu senyawa dalam organisme hidup tentulah terbentuk dalam sel hidup melalui suatu proses yang melibatkan “kekuatan hidup”. Pendapat ini dapat dihilangkan oleh penemuan dua bersaudara Eduard dan Hans Buchner. Mereka menyatakan bahwa ekstrak dari sel-sel ragi yang telah dirusak atau telah mati, tetap dapat menyebabkan terjadinya proses peragian atau proses fermentasi gula menjadi alkohol. Penemuan mereka merupakan pembuka kemungkinan dilakukannya analisis reaksi-reaksi biokimia dan proses-proses biokimia dengan alat-alat laboratoriu (in virto) dan bukan sel hidup (in vivo). Selanjutnya metabolism yang terjadi dalam sel dapat pula dilakukan dalam laboratorium, termasuk reaksi-reaksi yang menggunakan enzim, yaitu biokatalis yang mempercepat berlangsungnya reaksi biokimia tersebut.

2.3 Ruang lingkup Biokimia

Diatas telah dibahas mengenai pengertian biokimia yaitu merupakan salah satu cabang sains menunjuk mengenai bahan kimia yang dihasilkan oleh benda hidup yang memanfaatkan bahan aktif untuk meningkatkan taraf hidup manusia.

Antara kelas bahan kimia yang dikaji dalam bidang yang termasuk biokimia yaitu:

2.3.1 Komposisi dan stuktur makhluk hidup

Sebagian besar zat kimia yang ada dalam tubuh manusia berbentuk senyawa, yang terbagi menjadi dua kelompok utama: senyawa organik dan senyawa anorganik.

1. Senyawa anorganik tidak mengandung karbon. Sebagian besar zat kimia dalam tubuh tidak termasuk zat organik.

a. Air, sekitar 70% dari total berat badan, adalah senyawa anorganik terpenting dalam tubuh manusia.

b. Senyawa anorganik penting lainnya merupakan senyawa kecil dan sederhana seperti asam, basa, dan garam

c. Karbon dioksida (CO2) dan senyawa yang mengandung karbonat diklasifikasikan sebagai senyawa anorganik, walaupun mengandug karbon.

2. Senyawa organik mengandung atom karbon dan terkandung dalam ribuan senyawa kimia yang ditemukan di organisme hidup. Ilmu kimia mengenal kehidupan disebut kimia karbon.

2.3.2 Senyawa anorganik

2.3.2.1 Sifat air, air memiliki sifat fisik dan kimia berikut ini:

a. Kohesif dan adhesif. Karena ikatan hidrogennya, maka molekul air memiliki kecenderungankuat untuk tetap berkaitan (kohesi) dan juga kecenderungan untuk berkaitan dengan zat lain (adhesi). Karena kedua sifat tersebut, maka air memiliki:

1) Tegangan permukaan yang tinggi. Karena sifat kohesifnya, maka molekul air membentuk suatu lapisan permukaan yang kuat.

2) Gaya kapilar. kecenderungan air untuk naik secara kapilar (pada selang yang sangat kecil) karena sifat adhesif dan kohesifnya.

b. Kalor jenis yang tinggi.

1) Air dapat menyerap atau melepas sejumlah besar panas hanya dengan sedikit perubahan dalam suhunya.

2) Karena sifat tersebut, maka perubahan suhu tubuh yang tiba-tiba akibat factor eksternal atau internal dapat dicegah.

c. Kalor uap yang tinggi.

1) Jika air mengalami evaporasi (perubahan bentuk dari cair ke gas), maka panas yang dibutuhkan hamir dua kali lipat panas yang dipakai untuk menguapkan alkohol atau cairan lainnya.

2) Saat keringat berevaporasi dari kulit, maka saat itu pula sejumlah besar panas dkeluarkan dari tubuh ke lingkungan, memberikan suatu mekanisme pendinginan yang efisien.

d. Air sebagai solven.

1) Karena polaritas molekul air dan kecenderungannya yang membentuk ikatan hydrogen, air merupakan solven (zat pelarut) untuk sebagai jenis molekul ion, dan molekul non-ion polar (molekul hidrofilik).

a) Molekul-molekul air membentuk kulit solven (hidrasi) yang terarah disekitat molekul dan atom bermuatan negative, dengan cara mendekatkan kutub positifnya (hidrogen) ke ion negatif.

b) Kutub negatif okesigen pada molekul air mengarah keluar dan menarik kutub positif molekul air lain.

c) Disekitar ion muatan positif, arah molekul air menjadi terbalik. Bergantung pada arah molekul, kulit solven dapat menarik kutub positif maupun negatif dari molekul air yang banyak.

d) Dengan demikian, jika gaya tarik antar partikel terlarut melemah, maka suatu larutan akan terbentuk.

2.3.2.2 Asam, basa, dan derajat keasaman (pH)

a. Ionisasi air

1) Molekul air memiliki sedikit kecenderungan untuk berionisasi; yaitu, untuk pecah menjadi ion hidrogen (H+) dan ion hidroksida (OH-).

2) Ada satu per sepuluh juta mol ion hidrogen dalam setiap liter air murni, dan satu per sepuluh juta mol ion hidroksida.

b. Asam dan Basa

1) Larutan akan bersifat asam jika larutan tersebut mengandung konsentrasi ion hidrogen yang lebih tinggi dari konsentrasi ion hidroksida. Asam adalah zat yang melepas ion hindrogen (pro-ton) saat larut dalam air.

2) Larutan akan bersifat basah jika konsentrasi ion hidrogen yang terkandung lebih rendah dari konsentrasi ion hidroksida. Basa adalah suatu zat yang melepas ion hidroksida dan menerima ion hidrogen, memisahkan ion-ion hidrogen dari larutan saat larut dalam air.

c. Skala pH dipakai untuk menggambarkan kadar keasaman atau alkalinitas (kebasaan) satu larutan.

1) Skala pH, berkisar dari 0 sampai 14 (0 adalah asam terkuat, 14 adalah basa terkuat, dan 7 bersifat netral) memperlihatkan rentan konsentrasi ion hidrogen dan ion hidroksida dalam satu larutan.

2) Kadar keasaman (pH) dari suatu ion larutan adalah logaritma negative (dengan angka dasar 10) dari konsentrasi ion hidrogen yang dinyatakan dalam mol per liter.

3) Perhatikan bahwa pH akan turun seiring dengan peningkatan konsentrasi ion hidrogen. Larutan dengan pH 2mengandung konsentrasi ion hidrogen 10 kali lebih besar dari larutan dengan pH 3.

2.3.3 Senyawa Organik

2.3.3.1 Komponen. Karbon merupakan komponen inti dari senyawa organic.

a. Atom karbon dengan empat elaktron dalam kulit terluarnya dapat mencapai stabilitas dengan cara membagi empat elektronnya dengan atom karbon lain atau dengan unsure lain untuk membentuk empat ikatan kovalen tunggal, atau dengan membentuk sedikit ikatan ganda atau tripel. Dengan cara ini, karbon dapat membentuk rantai yang panjang atau cabang rantai.

b. Karbon umumnya berkaitan dengan unsure karbon juga, atau dengan hidrogen, oksigen, atau nitrogen.

c. Gugus fungsional (yaitu gugus atom yang menentukan karakteristik, solubilitas (daya larut), dan reaktivitas molekul organik yang terkandung dalam gugus) terikat pada rantai karbon. Sebagian besar senyawa organik mengandung dua gugus fungsional atau lebih. Gugus fungsional yang ada dalam molekul biologis meliputi :

1) Hidrogen (-H) ditemukan di hampir semua molekul organik. Ikatan anatara karbon dan hidrogen membentuk gugus fungsional nonpolar seperti gugus metil, -CH3

2) Gugus hidroksil (-OH) ditemukan dalam karbohidrat, asam nukleat, beberapa asam organik, alkohol dan steroid. Senyawa organik yang mengandung gugus hidroksil merupakan zat polar dan dapat larut dalam air.

3) Gugus karbonil (-CO atau –COOH) terdiri dari satu atom yang bergabung dalam atom oksigen dalam ikatan ganda. Senyawa organik yang kita kenal sebagai gula mengandung gugus karbonil dan gugus hidroksil.

4) Gugus karboksil (-C-O-O-H atau –COOH) terdiri dari satu atom oksigen yang berkaitan ganda dengan satu atom karbon yang juga terikat dengan gugus hidroksil. Gugus ini ditemukan dalam asam organik seperti asam amino dan asam lemak.

5) Gugus amino (-NH2) mengandung satu atom nitrogen yang terikat pada dua ataom hidrogen dan pada rantai karbon. Gugus ini ditemukan dalam senyawa organik yang disebut amina, yang merupakan bagian dari protein dan asam nukleat.

6) Gugus fosfat (-PO4) ditemukan dalam asam nukleat, fosfolipid, dan fosfat organik. Fosfat organik meyimpan enargi yang dapat dipindahkan dari satu molekul ke molekul lainnya dengan cara memindahkan satu gugus fosfat.

7) Gugus sulfhidril (-SH) terdiri dari satu atom sulfur yang berkaitan dengan satu atom hidrogen. Senyawa yang mengandung sulfhidril disebut thiol.

2.3.3.2 Karbohidrat (gula dan zat tepung) adalah senyawa yang mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Ciri khasnya adalah molekul mengandung atom hidrogen yang dua kali lebih banyak daripada atom oksigen, sama dengan proporsinya dalam molekul air. Karbohidrat diklasifikasikan sebagai monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

a. Monosakarida (gula sederhana) merupakan molekul karbohidrat dasar. Sebagian monosakarida mengandung sedikitnya tiga atom karbon (triosa); lainnya mengandung lima (pentose) atau enam (heksosa) atom karbon.

1) Semua gula sederhana mengandung satu gugus karbonil. Jika O ikatan ganda teah berkaitan dengan atom karbon utama dari rantai kabon (atom karbon bagian ujung), gula tersebut adalah gula aldehid; jika O ikatan ganda berkaitan dengan atom karbon di bagaian selain ujungnya, maka gula tersebut dinamakan gula keton.

2) Glukosa, fruktosa, dan galaktosa (semuanya heksosa) adalah gula sederhana yang memiliki jumlah dan jenis atom yang sama (C6H12O6), tetapi berbeda dalam pengaturan stuktur tiga dimensi dan sifatnya. Senyawa yang demikian disebut isomer.

b. Disakarida (gula ganda)

1) Disakarida dibentuk dengan penggabungan dua monosakarida melalui sintesin dehidrasi (juga dekenal sebagai reaksi kondensasi), yang melibatkan pemindahan satu molekul air.

2) Disakarida dapat diurai menjadi sub-unit monosakarida dengan menambah satu molekul air, reaksi yang terjadi disebut hidrolisis.

3) Contoh-contoh disakarida, meliputi ;

a) Sukrosa, atau gula meja, mengandung unit glukosa dan fruktosa.

b) Laktosa, atau gula susu, mengandung unit glukosa dan galaktosa.

c) Maltose, ditemukan dalam gandum, disusun dari dua molekul glukosa.

c. Polisakarida adalah polimer, molekul berantai panjang yang tersusun dari unit yang sama. Polisakarida terbentuk dari monosakarida yang saling berkaitan melalui proses dehidrasi untuk membentuk zat tepung (pada tumbuhan) atau glikogen (pada binatang), yang merupakan senyawa struktural dan simpanan energi yang penting. Contoh-contoh polisakarida meliputi :

1) Amilase dan amilopektin adalah zat tepung tumbuhan yang dapat dicerna yang menjadi sebagian makanan manusia.

2) Selulosa, yang merupakan polisakarida paling banyak dialam, adalah suatu kompenen struktural pada dinding sel. Selulosa adalah salah satu komponen “kasar” atau serat yang tidak dapat dicerna dalam makanan manusia.

3) Gilkogen adalah simpanan glukosa-polisakarida yang ditemukan di hepar dan otot rangka.

2.3.3.3 Lipid adalah sekelompok molekul yang beragam; semuanya tidak dapat larut dalam air, namun dapat larut dalam zat pelarut nonpolar seperti eter dan kloroform. Lipid biologis yang penting meliputi lemak netral, zat lilin, fosfolipid dan steroid.

a. Minyak sayur dan lemak binatang termasuk lemak netral, atau disebut juga trigliserida. Lemak netral dan zat lilin hanya mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen.

1) Lemak netral adalah persenyawaan asam lemak dengan gliserol. Tiga molekul asam lemak (rantai panjang atom karbon dan hidrogen dengan satu gugus karboksil disalah satu ujungnya) berikatan kovalen dengan satu molekul gliserol (satu molekul terdiri dari tiga karbon dengan tiga sisi gugus hidroksil)

a) Lemak cenderung memadat pada suhu kamar. Molekul asam lemak memiliki rantai panjang dengan atom-atom karbon berikatan kovalen tunggal dan dengan atom hidrogen yang menempati seluruh posisi ikatan yang ada pada atom karbon. Lemak tersebut disebut lemak saturasi (jenuh) karena memiliki atom hidrogen sebanyak yang dapat diikatnya.

b) Minyak cenderung tetap berbentuk cair pada suhu kamar. Pada minyak yang mengalami beragam derajat unsaturasi (ketak-jenuhan) dan polisaturasi (ketakjenuhan ganda), sebagian ikatan antar karbon merupakan ikatan kovalen ganda, dan akibatnya jumlah atom hidrogen lebih kecil jika dibandingkan dengan jumlah hidrogen pada lemak jenuh.

c) Minyak dapat diubah ke bentuk lemak melalui proses hidrogenasi; yaitu, dengan memecah ikatan ganda antar atom karbon dan menggantinya dengan ikatan kovalen tunggal serta dengan menambah atom karbon kedalam posisi ikatan yang tersisa. Contoh lemak dihidrogenasi (lemak padat) adalah lemak sayur padat, selai kacang padat, dan margarine.

d) Sebagian besar asam lemak yang termasuk lemak dan minyak yang dapat dimakan memiliki rantai karbon utama yang panjang. Asam lemak yang paling umum adalah asam stearat dan oleat, yang masing-masing mengandung 18 atom karbon, dan asam palmitat yang mengandung 16 atom karbon.

2) Zat lilin sama dengan lemak dan minyak, terkecuali bahwa asam lemak yang ada dalam zat lilin mengikat rantai karbon alkohol, bukannya gliserol.

b. Fosfolopid adalah unsure pokok dari membrane sel.

1) Dari segi struktur, fosfolipid serupa dengan trigliserida, terkecuali bahwa satu dari tiga molekul asam lemaknya diganti dengan gugus fosfat yang memiliki gugus nitrogen yang pendek dan polar disalah satu ujungnya.

a) Nitrogen yang berisi bagian kepala molekul, bersifat polar, hidrofilik (menarik air), dan larut dalam air.

b) Ujung lain molekul berisi dua bagian ekor asam lemak, jenuh dan tak jenuh, yang hidrofobik (anti-air) dan tidak larut dalam air.

2) Secara fungsional, sifat ganda fosfolipid tersebut merupakan factor penting dalam struktur membrane sel.

a) Bagian kepala molekul fosfolipid bersentuhan dengan larutan yang mengandung air pada permukaan membran sel.

b) Ekor mengarah ke pusat membrane, dan interaksi hidrofobik antar hidrokarbon membantu dalam mempertahankan kebersamaan molekul membrane tersebut, yang membentuk ikatan antar sel dan lingkungan eksternal.

c. Steroid adalah molekul lipid yang besar, susunannya bukan terdiri dari rantai hidrokarbon melainkan dari empat cincin yang bergabung (inti steroid) yang mengikat beragam gugus fungsional.

1) Kolesterol, komponen umum dalam membran sel hewan adalah suatu steroid yang penting; sebagian besar steroid lainnya merupakan hasil sintetis kolesterol

2) Contoh steroid dalam tubuh meliputi hormone pria dan wanita (misalnya; testosterone, estrogen, dan progesterone), hormone adrenal kortikoid dan garam empedu.

2.3.3.4 Protein secara kimia lebih kompleks lagi, tetapi seperti karohidrat dan lipid, protein juga tersusun dari senyawa gabungan yang sederhana. Semua protein mengandung atom karbon, oksigen, hidrogen, dan nitrogen serta protein-protein yang mengandung sulfur dan fosfor.

a. Asam amino adalah unit molekular dasar yang membentuk polimer protein panjang. Ada 20 jenis asam amino dalam protein yang menjadi dasar struktur dan fungsi tubuh manusia.

1) Setiap asam amino mengandung sedikitnya satu gugus asam karboksil (-COOH) dan sedikitnya satu gugus amino (-NH2). Kedua gugus tersebut terikat pada atom karbon yang sama. Setiap asam amino mempunyai anak rantai yang disebut sebagai satu gugus R.

a) Asam-asam amino memiliki perbedaan dalam gugus R-nya, yang member ciri khas dan mempengaruhi sifat protein tempat asam amino tersebut bergabung.

b) Gugus R nonpolar menyebabkan asam amino relatif tidak larut dalam air. Gugus R yang polar atau bermuatan listrik menyebabkan asam amino larut dalam air.

2) Asam-asam amino bergabung untuk membentuk protein melalui reaksi kondensasi (dehidrasi) antara gugus karboksil dari salah satu asam amino dan gugus amino dari asam amino lain.

a) Air yang terbentuk sebagai ikatan kovalen dihasilkan diantara dua jenis asam amino.

b) Ikatan itu disebut ikatan peptida dan senyawa yang terbentuk disebut peptide.

c) Dua asam amin yang bergabung dalam ikatan peptide disebut dipeptida, tiga asam amino membentuk tripeptida, dan sepuluh asam amino atau lebih membentuk polipeptida.

d) Rantai panjang mengandung sampai 100 asam amino disebut rantai polipeptida. Rantai polipeptida membentuk struktur primer protein.

b. Struktur protein

1) Rantai polipeptida memilin, melipat, dan membungkus diri kedalam model yang khas untuk membentuk protein dengan kesesuaian bentuk (conformation) yang berbeda-beda.

a) Protein struktural atau fibrosa disusun dari makromolekul linear yang panjang. Contohnya meliputi kolagen, myosin (protein otot), fibrin, dan keratin pada rambut, kuku, dan kulit.

b) Protein globular adalah protein yang sangat terpilin dan terlipat dalam bentuk yang hampir sferikal, atau mirip gulungan benang kusut. Contohnya meliputi enzim, hormon, dan protein darah.

2) Ada empat tingkat organisasi struktur protein.

a) Struktur primer adalah rantai polipeptida dan jumlah serta urutan asam amino dalam setiap rantai.

b) Struktur skunder adalah lilitan rantai peptida yang menyerupai spiral helix atau jenis kesesuaian bentuk lainnya.

(i) Alpha helix adalah lilitan geometris yang seragam dengan 3,6 asam amino menempati setiap lekuk heliks, terbentuk saat terjadi ikatan higrogen antar asam amino pada lekukan yang berurutan dari spiral. Bentuk tersebut merupakan bentuk dasar struktur protein pada rambut, kulit, dan kuku.

(ii) Struktur lembaran terlipat terbentuk dari ikatan hidrogen untuk mempertahankan kedekatan rantai-rantai dalam konfigurasi yang berbentuk zig-zag. Lembaran terlipat seperti itu menjadi inti dari protein globular.

c) Struktur tersier berada diatas struktur sekunder biasa dengan sedikit mengubah, melipat dan mengusut rantai peptida biasa untuk membentuk model tiga dimensi yang kompleks.

d) Struktur kuarter adalah susunan kompleks yang terdiri dari dua rantai polipeptida atau lebih, yang setiap rantainya bersama dengan struktur primer, skunder, dan tersier membentuk satu molekul protein yang besar dan aktif secara biologis.

c. Denaturasi protein. Protein dapat mempertahankan kesesuaian bentuknya asalkan lingkungan fisik dan kimianya dipertahankan. Jika lingkungan berubah, maka protein dapat terurai atau mengalami perubahan sifat (denaturasi); mereka dapat kehilangan struktur sekunder, tersier, dan kuaternya sehingga aktivitas biologisnya juga hilang.

1) Kesesuaian bentuk protein bergantung pada ikatan hidrogen, yang lemah dan sangat sensitif terhadap perubahan pH dan suhu.

2) Paparan singkat pada suhu yang tinggi (diatas 60’C) atau paparan pada asam atau basa kuat dalam periode waktu yang lama akan menyebabkan denaturasi karena ikatan hidrogen rupture.

a) Sebagian protein dapat dikembalikan kebentuk aslinya, jika terdenaturasi tanpa harus menjadi insoluble (tidak dapat larut). Contoh, setelah pemanasan ringan, protein dapat kembali kebentuk aslinya jika kembali ke suhu normal.

b) Perbedaan panas yang besar dpat menyababkan denaturasi yang menetap. Putih telur (albumin) akan menadat dan menjadi insoluble jika dipanaskan

(i) Suhu tubuh yang sangat tinggi dapat menyebabkan koagulasi protein selular.

(ii) Jika suhu tubuh naik sampai diatas 41’C atau 42’C, maka degenerasi sel, terutama otak, mulai terjadi akibat denaturasi protein.

2.3.3.5 Asam nukleat adalah struktur molekular kompleks yang terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan fosfor. Asam nukleat adalah molekul turunan dan mengatur fungsi protein dalam sel.

a. Ada dua jenis asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA).

1) DNA dapat ditemukan dalam kromosom semua makhluk hidup dan memiliki kemampuan untuk menggandakan dirinya.

2) RNA berfungsi dalam sintesis protein dibawah perintah DNA.

b. Struktur asam nukleat. DNA dan RNA terdiri dari rantai-rantai sub-unit yang disebut nukleotida, yang disatukan melalui proses sintesis dehidrasi.

1) Setiap nuklotida terdiri dari tiga bagian: nukleotida mengandung basa nitrogen yang bergabung dengan satu pentosa (gula lima karbon), yang kemudian terikat pada satu gugus fosfat.

a) Ada dua jenis basa nitrogen dalam nuklotida.

(i) Primidin adalah molekul bercincin tunggal yang mengandung karbon, hidrogen, dan nitrogen. Primidin pada asam nukleat adalah sitosin (C) dan timin (T), dan urasil (U). Sitosin ditemukan dalam DNA dan RNA, timin hanya ada dalam DNA, dan urasil hanya ditemukan didalam RNA.

(ii) Purin adalah molekul bercincin ganda. Yang termasuk purin adalah adenine (A) dan guanine (G), dan keduanya dapat ditemukan dalam DNA dan RNA.

b) Pentosa yang terikat dengan basa nitrogen adalah dioksiribosa dalam DNA dan ribosa dalam RNA.

2) Dalam polimer DNA, nukleotida disambung secara berurutan (satu diatas yang lain) kedalam dua rantai yang berlawanan untuk membentuk double helix.

3) Dalam polimer RNA, nukleotidanya juga bertumpang tindih, tetapi karna RNA berantai tunggal, maka double helix tidak terbentuk.

c. Fungsi asam nukleat. Beberapa nukleotida ada dalam sel hidup sebagai bagian dari molekul lain. Contohnya:

1) Nukleotida siklik, merupakan pembawa pesan intraselular.

2) Adenosine trifosfat, molrkul berenergi tinggi yang dapat menyimpan energi untuk dilepaskan kemudian.

3) Dan koenzim, membantu enzim dalam menjalankan fungsinya sebagai katalis biologis.

2.4 Prinsip-prinsip biokimia

Dalam prosesnya system biokimia memiliki aturan ataupun prinsip kerja. Adapun prinsip-prinsip biokimia antara lain yaitu:

1) Struktur kimia dari komponen makhluk hidup dan hubungan antara struktur kimia dengan fungsi biologis.

2) Mempelajari metabolisme yaitu keseluruhan reaksi kimia dalam makhluk hidup.

3) Proses kimia dan subtansi yang menyimpan dan mengirimkan informasi biologis, serta molekul genetis (sifat genetis)

2.5 Manfaat biokimia

Sebagai disiplin ilmu, biokimia mengalami kemajuan berkat penelitian yang telah dilakukan oleh para ahli biokimia. Maanfaat yang diperoleh tampak pada penerapan hasil-hasil penelitian tersebut.

Pada dasarnya penerapan biokimia banyak dalam bidang pertanian dan kedokteran. Sebagai contoh biokimia mempunyai peranan dalam mencegah masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi terutama pada anak-anak. Biokimia juga dapat menjelaskanhal-hal dalam bidang farmakologi dan toksikologi karena dua bidang ini berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolism. Obat-obatan biasanya mempengaruhi jalur metabolic tertentu, misalnya antibiotic penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat pembentukan polisakarida pada dinding sel bakteri. Dengan demikian bakteri akan mati karena tidak dapat membentuk dinding sel.

Diatas telah dijelaskan tentang manfaat biokimia sebagai suatu disiplin ilmu. Manfaat apakah yang dapat kita peroleh bagi diri kita sendiri maupun bagi orang lain dengan mempelajari biokimia ini ? Dengan mempelajari biokimia kita mengetahui tentang reaksi-reaksi kimia penting yang terjadi dalam sel. Hal ini berarti kita dapat memahami proses-proses yang terjadi didalam tubuh. Dengan demikian diharapkan kita akan mampu menghindari hal-hal dari luar yang akan mempengaruhi proses dalam sel-sel tubuh, misalnya kita akan dapat mengatur makanan yang akan kita makan sehingga kita akan mampu menghindari dampak dari suatu lingkungan yang tercemar oleh limbah membahayakan kesehatan.

Manfaat mempelajari biokimia tersebut tentu dapat kita berikan kepada orang lain, masyarakat atau kepada anak didik apabila kita bekerja sebagai guru.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Biokimia adalah ilmu yang mempelajari proses kimia dalam organism hidup. Biokimia mengatur semua organism hidup dan proses hidup. Dengan mengontrol arus informasi melaluli sinyal biokimia dan aliran energi kimia melalui metabolisme, proses biokimia menimbulkan fenomena yang tampaknya magis kehidupan. Sebagian besar biokimia berkaitan dengan struktur dan fungsi komponen selular seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat, dan biomolekul lainnya. Biokimia juga dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan yang meliputi studi tentang susunan kimia sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organism hidup serta energi yang diperlukanatau dihasilkan (Poedjiadi, 1994). Biokimia berkenaan dengan keseluruhan sprektrum bentuk kehidupan, mulai dari virus dan bakteri sederhana hingga manusia yang kompleks.

3.2 Saran

Dengan mengetahui beberapa informasi dan pengetahuan tentang biokimia, pembaca diharapkan memahami dan mengerti ilmu yang tercantum didalamnya serta dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.