Tugas Campus ~ Mata Kuliah Kimia Semester 2

Biokimia Dalam Kehidupan

BAB 1

PENDAHULUAN

Biokimia adalah suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari gejala-gejala kimiawi yang terjadi didalam makhluk hidup.

            Organisme hidup dibangun oleh sel. Organisme yang dibangun oleh suatu sel disebut uniseluler seperti bakteri sedangkan organisme bertingkat tinggi merupakan kumpulan sel atau disebut multiseluler yang berkelompok secara bersama-sama dan dibedakan atas bentuk dan fungsinya.

            Organisme hidup dibentuk dari senyawa-senyawa organic disebut biomolekul, mempunyai sifat yang khas sebagai produk aktifitas hidup. Istilah biomolekul digunakan untuk menunjukkan molekul-molekul besar dan kecil yang erat kaitannya dengan kimia dalam system hidup. Unsur-unsur atomik dari biomolekul adalah karbon, oksigen, hidrogen, posfor dan belerang. Senyawa-senyawa biomolekul biasanya dikenali dalam empat bentuk yaitu : karbohidrat, protein, asam nukleat dan lipid. Karena keempat jenis biomolekul tersebut mempunyai berat molekul yang sangat besar, maka keempat jenis biomolekul tersebut disebut makromolekul.

            Organisme hidup tidak terkecuali pertumbuhan dan pemeliharaannya membutuhkan energy. Energi yang dibutuhkan dalam bentuk energy bebas yang diperoleh dari sekelilingnya, energi digunakan untuk melangsungkan berbagai bentuk kerja dan kemudian mengembalikan bentuk-bentuk energi kebentuk energi yang lain, yang kurang bermanfaat.

            Didalam organism hidup berlangsung reaksi-reaksi kimia secara teratur dan terorganisasi kerena adanya enzim. Enzim adalah katalisator yang mampu meningkatkan reaksi kimia spesifik tanpa ikut bereaksi. Enzim merupakan molekul protein yang amat spesifik.

            Salah satu sifat organism hidup yang paling khas adalah kemampuan berproduksi sehingga terus menerus bergenerasi. Informasi genetik dari organisme hidup dapat dipelajari dalam molekul DNA ( deoxyribonucleic acid ).

BAB II

LATAR BELAKANG BIOKIMIA DALAM KEHIDUPAN

       

Zaman semakin berkembang dengan pesat, teknologi pun juga semakin berkembang begitu juga dengan ilmu pengetahuan. Ilmu biokimia saat ini sedang mengalami perkembangan khususnya di negara Indonesia.

Peranan ilmu biokimia bagi kehidupan manusia sangat luar biasa bahkan hampir menyangkup berbagai aspek kehidupan.

Contohnya dalam bidang pangan, sekarang sudah banyak produk pangan yang menggunakan enzim untuk mengkatalis proses pembuatan produk tersebut, begitu pula di dalam bidang kesehatan. Contoh lain, berkembangnya metode rekayasa genetika dan kultur jaringan yang dilakukan untuk meningkatkan hasil pertanian dan perkebunan dan masih banyak hal lainnya mengenai ilmu biokimia.

Pengembangan dari aplikasi ilmu biokimia di Indonesia dapat dipastikan semakin lama akan menambah kemajuan teknologi di Indonesia dan negara ini dapat memanfaatkan sumber daya alam dengan ilmu biokimia.

BAB III

PEMBAHASAN

A.    Ciri-Ciri Organisme Hidup Dan Sifat Khusus

Organisme hidup mempunyai sifat yang kompleks dan terorganisasi secara baik. Pada organisme hidup terdapat berjuta spesies yang berbeda. Organisme hidup ada yang terdiri dari satu sel (uniseluler) seperti bakteri dan ada juga yang dibentuk dari ribuan sel atau jutaan sel atau jutaan sel (multi seluler) yang berkelompok secara bersama-sama dan dibedakan atas bentuk dan fungsinya. Tiap komponen organism hidup mempunyai fungsi atau tujuan tertentu.

            Makhluk hidup dapat menyerap energy dan bahan dari sekelilingnya untuk keperluan pertumbuhan, melakukan kerja mekanik dan kimiawi. Pengambilan bahan oleh organisme hidup berlangsung melalui cara yang spesifik dan terkendali. Hal ini tidak terjadi pada system tak hidup. Pembentukan struktur dalam dan pembentukan molekul kompleks yang diorganisasikan sedemikian rupa bukanlah merupakan proses spontan, usaha harus dilakukan agar proses-proses itu terjadi.

            Organism hidup mampu memproduksi diri sendiri berulang-ulang dengan suatu cara yang tepat turun-temurun. Cirri-ciri ini merupakan kunci dalam menentukan batasan materi hidup. Sebuah sel hidup dapat melakukannya karena mempunyai informasi genetik yang diperlukan untuk mengarahkan pembuatan protein dan asam-asam nukleat yang menetapkan seluruh biokimia sel, dan dengan demikian mendefenisikan sel itu. Informasi genetik diteruskan dari satu generasi sel ke sel berikutnya dalam bentuk molekul asam dioksi ribonukleat (DNA). Sifat yang paling istimewa dari organisme ini adalah kemampuannya dalam melakukan replikasi diri sacara tepat, suatu sifat yang dipandang sebagai inti dari keadaan hidup.

B.     Mengenal Benda Mati

Benda mati adalah terdiri dari campuran atau senyawa kimia yang lebih sederhana, seperti tanah liat, pasir, batuan dan air. Benda mati tidak menggunakan energi secara terencana untuk mempertahankan strukturnya dan untuk melakukan kerja, bahkan jika dibiarkan melakukan kerja, bahkan jika dibiarkan benda mati cenderung terurai keadaan yang bersifat lebih acak bersamaan dengan waktu, menuju keseimbangan dengan lingkungannya.

Benda mati tidak memperlihatkan kemampuan untuk tumbuh, dan berproduksi menjadi benda-benda yang sama dalam massa, bentuk, dan struktur internalnya dari generasi kegenerasi berikutnya. Hal inilah yang menjadi perbedaan yang paling khas dengan benda hidup atau organism hidup.

C.     Biokimia Mencari Pengertian Keadaan Hidup

Organisme hidup sangat berbeda dengan benda mati. Para ahli filsafat berpendapat bahwa organisme hidup dikaruniai sesuatu kekuatan hidup yang misterius dan ilahi, pendapat ini dikenal dengan vitalisme. Kemudian pendapat ini ditolak oleh ilmu pengetahuan modern, yang mencari fenomena yang rasional, dan diatas segalanya, fenomena alam yang dapat dipuji. Tujuan dari ilmu biokimia adalah untuk menentukan bagaimana sekumpulan benda mati yang menyusun Organisme hidup berinteraksi satu dengan yang lain untuk mempertahankan dan melangsungkan keadaan hidup.

Molekul-molekul yang membentuk organisme hidup mengikuti hukum-hukum kimia yang telah dikenal, tetapi molekul-molekul ini juga dengan seperangkat prinsip lain, yang kita kenal sebagai logika molekul keadaan hidup.

Sel tunggal bakteri escherechia coli mengandung kira-kira 5000 jenis senyawa organic yang berbeda-beda, termasuk sejumlah 3000 jenis protein dan 1000 jenis asam nukleat yang berbeda.

Molekul asam deoxy ribonukleat (deoxy ribonucleic acid = DNA) yang panjang, serupa rantai dibentuk dari hanya 4 jenis unit penyusunnya deoksiribonukleoida yang berbeda, tersusun secara berurutan.

Protein dibangun dari 20 jenis asam amino, yang strukturnya berikatan secara kovalen terdapat tumbuhan meskipun ke 20 unit asam amino pembangun protein pada setiap organisme hidup namun jumlahnya berbeda-beda. Asam-asam amino yang berbeda bukan hanya merupakan unit penyusunnya molekul protein, tetapi berfungsi sebagai pemula hormon, alkaloid, piqmen, dan banyak biomolekul lainnya.

D.    Biomolekul Pembentuk Organisme Hidup

Ada 15 unsur yang pada umunya merupakan unsur pembentuk makhluk hidup. Unsur tersebut adalah : oksigen, karbon, hydrogen, nitrogen, kalsium, fosfor, kalium, belerang, natrium, khlor, magnesium, mangan, besi, tembaga, dan yodium.

Sebagian besar unsur-unsur tersebut terdapat sebagai senyawa kimia yang kompleks seperti karbohidrat, protein, asam nukleat dan lemak sebagai pembangun organisme hidup.

E.     Karbohidrat, Protein, Lemak

·        Karbohidrat

Karbohidrat adalah merupak sumber energi utama bagi tubuh kita, berasal dari kata karbon dan hidrat yang dapat diartikan sebagai suatu senyawa yang dibentuk dari karbon dan air, dengan rumus empiris Cn (H₂O) atau (CH₂O)n.

Energi yang terkandung dalam karbohidrat itu pada dasarnya berasal dari energy matahari. Karbohidrat, dalam hal ini glukosa, dibentuk dari karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klofofil dalam daun. Selanjutnya glukosa yang terjadi diubah menjadi amilum dan disimpan dalam bagian lain, misalnya dalam buah maupun umbi. Proses ini disebut Fotosintesis.

                                                         Sinar matahari

6 CO₂        +          6 H₂O                          →                    C6H₁₂O₆          +          6 O₂

                                                                                            glukosa

Karbohidrat umumnya digolongkan menurut strukturnya yaitu monosakarida, oligosakarida dan polisakarida. Sakarida berasal dari bahasa latin artinya gula. Hasil hidrolisis ketiga kelas utama karbohidrat saling berkaitan :

                  Polisakarida  →  Oligosakarida  →  Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat sederhana, tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana. Monosakarida yang paling sederhana ialah gliseraldehid dan dihidroksiketon.

Oligosakarida adalah senyawa yang mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang berkaitan satu dengan yang lain, membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang paling banyak terdapat dalam alam ialah disakarida.

Laktosa adalah suatu disakarida yang jika dihidrolisis akan menghasilkan D-glukosa dan D-glukosa. Molekul glukosa masih mempunyai gugus –OH glikosidik.

Maltosa adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa. Ikatan yang terjadi ialah antara karbon nomor 1 dan atom karbon nomor 4, oleh karenanya maltosa masih mempunyai gugus –OH glikosidik dan dengan demikian masih mempunyai sifat mereduksi. Maltosa merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan enzim. Hasil hidrolisis amilum akan memberikan hasil akhir glukosa. Dalam tubuh kita amilum mengalami hidrolisis menjadi maltosa oleh enzim amilase.

Rafinosa adalah trisakarida yang penting terdiri atas tiga molekul monosakarida yang berikatan, yaitu : galaktosa-glukosa-fruktosa. Rafinosa apabila dihidrolisis sempurna, rafinosa akan menghasilkan galaktosa, glukosa dan fruktosa.

Polisakarida mempunyai molekul besar dan lebih kompleks dari pada mono dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida. Polisakarida terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida.

Amilum merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam tumbuh-tumbuhan seperti pada umbi, batang, daun dan biji-bijian. Amilum terdiri atas dua macam polisakarida yang kedua-duanya adalah polimer dari glukosa, yaitu amilosa dan amilopektin.

Glikogen seperti amilum akan menghasilkan D-glukosa jika dihidrolisis, pada tubuh kita glikogen terdapat dalam hati dan otot, mempunyai struktur rantai bercabang dengan berat molekul sangat tinggi sekitar 400.000 atau lebih.

Selulosa merupakan polisakarida penyusun dinding sel pertumbuhan berfungsi sebagai penopang struktur sel dan sebagai penyangga seluruh beret tumbuhan tersebut.

¨      Reaksi Identifikasi Karbohidrat

Reaksi indetifikasi atau reaksi pengenal adanya karbohidrat dalam suatu sampel dapat dilakukan berdasarkan : 1. Uji pembentukan warna, dan pembentukan endapan atau reaksi terhadap gugus karbonil. Berikut ini beberapa uji identifikasi untuk karbohidrat.

1.     Uji Warna Terhadap Karbohidrat

§  Uji Molisch

Uji Molisch adalah uji warna yang bersifat umum. Pereaksi Molisch terdiri dari larutan a-naftol dalam alcohol dan pada proses reaksinya ditambahkan asam sulfat pekat.

§  Uji Seliwanoff, Tollens, dan Uji Bial

Uji Seliwanoff, Tollens, dan Uji Bial adalah juga uji identifikasi untuk karbohidrat. Prinsip dasar uji tersebut adalah sama dengan uji Molisch, perbedaannya asam sulfat pekat diganti dengan asam klorida pekat, disamping itu pereaksi a-naftol pada uji Molisch diganti dengan resersinol untuk uji Seliwanoff, phloroglucinol untuk uji Tollens, dan pereaksi orcinol untuk uji Bial.

Uji Seliwanoff digunakan untuk kelompok uji ketosa, hasil positif menunjukkan warna merah, dengan adanya reaksi antar 4-hidroksimetilfurfural dengan recorcinol. Uji Bial untuk kelompok pentose, sedangkan uji Tollens untuk pentose, galaktosa, dan asam uronat. Pada uji anthron asam sulfat tetap digunakan, hanya a-naftol diganti dengan pereaksi anthron, adanya karbohidrat ditunjukkan dengan warna biru.

§  Uji Jodium

Uji joduim digunakan untuk polisakarida. Jodium dengan amilum (pati) memberikan warna biru, dengan glikogen dan fraksi amilopektin dari pati memberiakan warna merah.

2.     Uji Reaksi Terhadap Gugus Karbonil (Sifat Mereduksi)

Sifat mereduksi disebabkan oleh karena adanya gugus karbonil bebas dalam karbohidrat yang diuji. Reaksi seperti ini lebih cepat berlangsung dalam suasana basa (alkalis) misalnya uji Fehling dan Uji Benedict, tetapi uji Barfoed justru lebih cepat berlangsung dalam suasana asam.

§  Pereaksi Fehling

Pereaksi Fehling terdiri atas dua jenis yaitu Fehling A dan Fehling B. Fehling A ( CuSO₄ dalam air ) yang menghasilkan Cu⁺⁺ berperan sebagai pengoksidasi. Fehling B adalah K-Na-tartarat dan NaOH dalam air, berfungsi sebagai pengompleks untuk mencegah Cu⁺⁺ mengendap suasana basa.

§  Pereaksi Benedict

Pereaksi Benedict lebih baik digunakan dibandingkan dengan pereaksi fehling karena :

1.      Pereaksi Benedict lebih mudah karena hanya terdiri atas satu jenis larutan pereaksi saja, sedangkan fehling terdiri dari dua jenis larutan

2.      Pereaksi Benedict dapat dipakai untuk uji gula sampel yang mengandung asam urut atau kreanitin (misalnya pada urin), warna yang ditunjukkan bervariasi hijau, kuning, dan merah bata bergantung pada kadar karbohidrat yang dijui.

§  Uji Barfoed

Uji Barfoed digunakan untuk mambedakan gula preduksi monosakarida dan disakarida. Monosakarida yang mereduksi Cu⁺⁺ dan menjadi Cu⁺ lebih cepat dibandingkan dengan (endapan Cu₂O lebih cepat terbentuk pada monosakarida).

§  Uji Tauber

Uji Tauber merupakan uji yang dimodifikasikan dari uji Boerfoed. Pada uji ini asetat diganti dengan asam laktat dan ino Cu⁺ yang dihasilkan reksi dengan pereaksi warna fosfomolibdat hingga menghasilkan warna biru dengan monosakarida.

§    Uji Osazon

Uji Osazon merupakan uji yang cukup baik terhadap sikap mereduksi dari monosakarida dan gula pereduksi yang lain.

·        Asam Amino dan Protein

              Protein adalah suatu senyawa organic yang dibangun dari 21 jenis asam amino, mempunyai bobot molekul tinggi dari ribuan hingga jutaan, terdiri dari atom C,H,O dan N serta unsure lainnya seperti P dan S yang membentuk unit-unit asam amino.

              Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Ada 20 jenis asam amino pembangun protein. Asam amino menurut struktur kimianya dapat dibagi : alifatik, aromatik dan heterositlik, atau menurut gugus R nya.

Tabel Asam Amino Pembangun Protein

No	Nama Asam Amino	Singkatan	No	Nama Asam Amino	Singkatan
1	Alanin	Ala	9	Histidin	His
2	Arginin	Arg	10	Isoleusin	Ile
3	Asparigin	Asn	11	Leusin	Leu
4	Asam Aspartat	Asp	12	Lysin	Lys
5	Sistein	Cys	13	Metionin	Met
6	Glutamin	Gln	14	Prolin	Pro
7	Asam Glutamat	Glu	15	Serin	Ser
8	Glisin	Gly

·        Lemak

Lipida atau Lemak adalah senyawa organik yang tidak larut dalam  air tetapi dapat diekstraksi dengan pelarut nonpolar seperti kloroform, eter dan benzen. Terdapat pada semua sel dan berfungsi sebagai komponen struktur sel, sebagai simpanan bahan bakar metabolic, sebagai bentuk untuk mengangkut bahan bakar, sebagai komponen pelindung dinding sel, dan juga sebagai komponen pelindung kulit vertebrata.

Penggolongan Lemak

Lemak digolongkan menurut sifat kimia dan sifat fisiknya. Penggolongan lemak menurut Bloor adalah sebagai berikut :

1.      Lemak Sederhana

2.      Lemak Majemuk

3.      Derivat Lemak

Asam Lemak

Asam Lemak merupakan senyawa pembangun berbagai lemak, terdapat sebagai ester trigselirida atau lemak, baik berasal dari hewan yang disebut lemak hewani, maupun tumbuhan, yang disebut asam lemak nabati. Asam ini merupakan rantai karboksilat yang mempunyai rantai karbon yang panjang dengan rumus umum :

                                                            O

                                                             ǀ

                                                    R — C — OH

Beberapa Senyawa Asam Lemak yang Umum

Asam	Struktur	Titik Cair ( °C )
Asam Lemak Jenuh
Asam Laurat	CH₃(CH₂)₁₀COOH	44
Asam Miristat	CH₃(CH₂)₁₂COOH	54
Asam Palmitat	CH₃(CH₂)₁₄COOH	63
Asam Stearat	CH₃(CH₂)₁₆COOH	70
Asam Arakidat	CH₃(CH₂)₁₈COOH	77
Asam Behenat	CH₃(CH₂)₂₀COOH	80
Asam Lignoserat	CH₃(CH₂)₂₂COOH	86
Asam Monoenoat
Asam Oleat	CH₃( CH₂)₇CHcisCH(CH₂)₇COOH	13
Asam Vaksenat	CH₃( CH₂)₅CHcisCH(CH₂)₉COOH	44
Asam Lemak Dienoat
Asam Linoleat	CH₃(CH₂)₄CH=CHCH₂CH=CH(CH₂)₇COOH	-5
Asam Lemak Trienoat
Asam Linolenat	CH₃CH₂CH=CHCH₂CH=CHCH2CH=CH(CH₂)₇COOH	-11
Asam Lemak Tetraenoat
Asam Arakidonat	CH₃(CH₂)₄(CH=CHCH₂)₄(CH₂)₂COOH	-50

BAB IV

PENUTUP

Biokimia adalah kimia mahluk hidup. Biokimiawan mempelajari molekul dan reaksi kimia terkatalisis oleh enzim yang berlangsung dalam semua organisme. Lihat artikel biologi molekular untuk diagram dan deskripsi hubungan antara biokimia, biologi molekular, dan genetika.

Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat, dan biomolekul lainnya. Saat ini biokimia lebih terfokus secara khusus pada kimia reaksi termediasi enzim dan sifat-sifat protein.

Saat ini, biokimia metabolisme sel telah banyak dipelajari. Bidang lain dalam biokimia di antaranya sandi genetik (DNA, RNA), sintesis protein, angkutan membran sel, dan transduksi sinyal.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, H., 1982, Penuntun Balajar KimiamTPB II : Elektro Kimia, FMIPA Institut Teknologi

            Bandung.

Achmad, H. ,1989, Kimia Unsur dan Radiokimia, FMIPA Institut Teknologi Bandung.

Allinger, N.L., M.P. Cava, D.C, De Jough, C.R., Johnson, N.A. Lebel and C.L. Steven, 1976, Organic Chemistry, second edition, Worth Publishers Inc, New York.

Chang, R, 2001, Kimia Dasar “Konsep-konsep Inti”, Jilid II (Terjemahan Suminar, A.), Edisi

            Ketiga, Erlangga, Jakarta Negeri Yogyakarta, Yogyakarta.

Fassenden, R, J.,dan Fassenden, J, S., 1986,’’ Kimia Organik”, (Pudjaatmaka, A, H.,.), Penerbit

            Erlangga, Jakarta.

Harold H.,1983, ,,Kimia Organik”, (Terjemahan Suminar, A), Edisi keempat, Erlangga,

            Jakarta.

Oxtoby, D. W., dkk., 2001, ,,Prinsip-Prinsip Kimia Modern” Jilid 1, Edisi keempat, Erlangga,

            Jakarta.

Parlan dan Wahyudi, 2003, ,,Kimia Organik I” (Common Textbook), IMSTEP, Universitas negeri Malang, Malang.