biokimia

I.                    Pendahuluan

Biokimia = logika melekul benda hidup

Benda hidup ­à tersusun atas molekul yang tidak bernyawa à tidak bertentangan dengan hokum fisika dan kimia benda mati

Tetapi organism hidup punya sifat2 kusus yang tidak diperlihatkan oleh benda mati

·         Sifat khusus benda hidup

-          Kompleks dan terorganisasi secara baik

-          Tiap komponen punya fungsi dan tujuan tertentu

-          Mempunyai kemampuan u/ mengekstrak, mengubah dan mengggunakan enervi

-          Punya kemampuan mereplikasi diri secara tepat

Dipandang sbg inti dari keadaan hidup

·         Tujuan dasar ilmu biokimia

-          Menentukan bagaimana sekumpulan benda mati yang menyusun organism hidup berinteraksi satu dengan yang lain untuk melangsungkan & melangsungkan keadaan hidup

-          Perhatian utama = kkeingintahuan terhadap kehidupan & organism hidup

·         Semua organism hidup mengandung makro molekul organic yang dibangun sesuai dengan perencanaan berlaku umum

n  Kebanyakan komponen kima organism hidup adalah shenyawa organic (C,H,O,N)

-          Tiap spesies organism punya sekumpulan protein as.nukleat sendiri2 yang hamper semuanyan berbeda

·         Sel hidup memperoleh, menyimpan, mengangkut energu dalam bentuk kimia terutama ATP (adenosine triphospate)

ATP= sebagai pembawa utama energy kimia dalam sel semua spesies hidup

ATP adalah penyambunhan kimia diantara sumber2 energi

·         Sel yang tumbuh secara serempak dapat melangsungkan sintesa ribuan jenis molekul protein dan asam nukleat dalam proprsi yang tepatà menyusun protoplasma hidup yang fungsional, khas

·         Salah satu sifat sel yang Nampak adalah kemampuannya u/ bereproduksi. 

3 sifat yang utama mendasari dalam mempelajari biokimia

1.       Organism hidup besifat kompleks

Semua informasi genetic semua sel terkandung dalam molekul tunggal DNA

2.       Stabilita iinformasi genetic didalam DNA (meski kadan mmolekul DNA dapat mengalami sedikit perubahan / mutasi)

3.       Informasi genetic terjadi dalam bentuk linear 1 dimensi menjadi 3dimensi dari nukloetida penyusun DNA

·         Molekul organic yang sangat bergeda tersebut dapat disederhanakan karena ( molekul tersusun dari mikro molekul)

Mts = DNA ( deoxybonuleociacid) tersusun atas nukleotida

·         Prinsip logika molekul keadaan hidup

1.       Terdapat suatu kesederhanaan mendasar dalam struktur mikromolekul biologi

2.       Semua organism hidup menggunakan molekul unit penyusun yang sama

3.       Identitas tiap spesies / organism dipertahankan oleh spesoes yang bersangkutan

4.       Semua biomolekul punya fungsi spesifik ddidalam sel

·         Organism hidup mempertukarkan energy dan senyawa

Organism hidup tunduk terhadap hokum fisis yang mengatur pertukaran energy

Bentuk energy bernmanfaat yang dibutuhkan oleh sel adalah energy bebas

-          Organism hidup membentuk dan mempertahankan struktur fungsional yang kompleks dan teratur dengan menggunakan energy bebas dari lingkungannya dan mengembalikan bentuk2 energi yang kuran bermanfaat ke lingkungan tersebut

Molekul2 organik = lemah tidak tsabil, tidak tahan suhu tinggi/aliran listrik kuat, keadaan terlalu asam/basa

-          Kebutuhan energy organism secara langsung/tidak diberikan oleh matahari

·         Sel dapat berfungsi sebagi mesin kimia karena ada ENZIM (katalisator yang menaikkan secara kimia spesifik tanpa ikut bereaksi)

Enzim lebih efisien dibanding katalisator buatan mesin karena,

1.       Molekul enzim lebih spesifik

2.       Daya katalisatornya lebih efisien

3.       Dapat berfungsi pada kondisis suhu dan konsentrasi ion hydrogen normal

II.                  Sel

·         Reaksi2 biokimia =           didalam ukuran yang kecil pada sel hidup/bagiannya dengan dinding rapuh, tipis

Berlangsung didalam media cair, suhu tetap(relative rendah)

·         SEL = unit struktur dan funsional organism

Organism terkecil terdiri dari sel tunggal

                Sel sangat berfariasi à tapi menunjukkan kesamaan cirri struktur dasar

                Ada2 kelas utama sel= prokaryotis dan eukaryotis

·         Sel terkecil, paling sederhana, paliing tua = prokaryotis

Terdiri dari berbagai kelas mikroorganisme tunggal (bakteri)

                Sel eukaryotis = berukuran lebih besar, kompleks, menunjukkan kisaran ragam dan perbedaan Lebih luas

                Merupakan jenis sel yang ditemukan pada Janis hewan, tumbuhan dan jamur bersel banyak

Karyon= inti

·         PROKARYOTIS

-          Terdiri ± 3000 spesies bakteri, termasuk ganggan hijau-biru(blue green algae / sianobakteri)

-          Sianobakteri = datpat berfotosintesa dan menghasilakan oksigen (seperti tumbuhan tak tinggi)

-          Beberapa bakteri bersifat patogenik

-          Prokaryotis memegang peranan penting dalam pertukaran biologi dari bahan dan energy di muka bumi

-          Cir penting = bereproduksi secar aseksual sederhana

1.       Ribosom mengandung sa.ribonkleat dan sejumlah molekul protein à sintesa protein

Mempentuk poliribosom / polisom

2.       Terdapat granula = mengandun simpanan nutrient

3.       Sitosol = mengandung enzim, berbagai molekul pembangun yang bersifat sebagai precursor makromolekul sel

Meskipun prokaryotis bersifat sederhana dan berukuran kecil dibanding eukaryotis damun beberapa diaantaranya dapat melakukan aktifitas komplek contoh fenomena kemotaksis

Beberapa spesies prokaryotis cenderung berkelompok / membentuk filament

·         Eukaryotis

-          Volume sel eukaryotis 1000-10.000 kakli volume proakyotisan

-          Cirri utama punya inti sel  yang baik, dikelilingi oleh membrane ganda dan struktur internal kompleks

-          Dapat membelah secara aseksualàmitosis

-          Mengandung sejumlah organel internal yang dikelilingi membrane dan mitokondria, reticulum endoplasma, badan gogli

-          Bentu kehidupan eukaryotis à mampu melakukan diferensi dan spesialisasi secara luas dibanding prokrayotis

Struktur dan peranan bagian komponen sel eukaryotis

1.       Inti sel

-          Mengandung hamper semua DNA dari dalam sel eukaryotis

-          Dikelilingi selubung inti, terdapat pori2 inti

-          Terdapat nucleusàRNA

-          Mengandung kromatin (terdiri dari DNA RNA protein)

2.       Mitokondria

-          Merupakan pabrik energy sel

-          Mengandung enzim2 yang mengkatalisa oksidasizat organic oleh oksigen untuk menghasilkan CO₂ & H­­₂O

Membentuk ATP

3.       Reticulum endoplasmic

Saluran membentuk banyak lipatan dan belokan ke seluruh ruang sitoplasma

4.       Badan golgi

Menerima produk sel tertentu dari reticulum endop;asmik dan membawa produk tersebut ke kantung pembuangan à keluar sel à di integrasikan ke dinding sel

5.       Sitoplasma

Terdapat ribosom yang terdapat pada bentuk bebas

6.       Sitosol

Mengandung berbagai ion mineral, K⁺ , Mg ²⁺ , Ca²⁺

Semua komponenya dijaga pada keadaan seimbang pada konsentrasi dan proporso tetap, memaluli aktifitas berbagi proses transport pada membrane plasma

Ciri kusus sel tanaman

-          Hamper semua sel tumbuhan mengandung plastid

-          Plastid yang nyata dan secara khas ada pada sel tumbuhan hijau = khloroplas

Khloroplas à pabrik tenaga matahari à pada keadaan terang

Mitokondria à pabrik tenaga kimia à pada keadaan gelap

-          Plastid lain : leukoplas à tidak berwarna

Leukoplas untuk menyiram pati dan minyak

-          Terdapat vakuola à berisi cairan sel dan hasil buangan sel (sering mengkristal)

-          Kebanyakan sel tumbuhan tak tiinggi dibungkus oleh dinding sel yang bersifat sebagi pelindung yang baku

·         Virus

-          Merupakan susunan supra molekul yang bukan merupakan kehidupan tapi terbentuk secara biologi à dapat membelah diri pada sel induk yang sesuai

-          Terdiri dari asam molekul nukleat, yang dikelilingi oleh kulit pelindung =CAPSID (terbuat dari molekul protein)

-          Ada2 bentuk

1.       VIRION à berada di luar sel, merupakann partikel  tak hidup

2.       VIRUS à berada dalam sel induk à menjadi parasit intrasesular

-          Virus bersifat spesifik bagi jenis tertentu induk

BAB 3

Komposisi benda hidup : biomolekul

·         Komposisi kimiawi benda hidup berbeda dengan komposisi kimiawi bumi

·         Umumya unsure didalam benda hidup à bila atom rendah, dan komposisinya tidak proporsionil

·         Unsure yang melimppah ( H,O,C,N ) à 99% massa sel

·         Kesimpulan sementara

-          Senyawa kimia yang mengandung karbon H,O,N à telah terseleksi selama evolusi karena senyawa2 ini mempunyai kesesuain yang unik bagi proses kehidupan

·         Kimiawi organism terorganisasi di sekitar unsure karbon yang mencapai lebih dari ½ berat keringnya

·         Gugus fungsional biomolekul organic menentukan sifat kumia

1 / lebih atom hydrogen pada hidrokarbon dapat diganti bebagai jenis gugus fungsional

Contoh:

Alcohol à 1/ labih gugus hidroksil ; R-O-H

Amina à gugus amino, keton

Asam à gugus karboksil

-          Gugus fungsional bersifat kimiawi à relative (mudah bereaksi)

                Dapat mengubah distribusi electron dan geometris atom2

-          Pada geomolekul dapat mengandung 1 atau lebih gugus fungsional

-          Golongan utama biomolekul didalam sel adalah biomolekul ukuran

Ada 4 bentuk ; protei, asam nuklleat, polisakarida, lipid

Protein – terbesar didalam mahlukhidup

-          Produk langsung dan efektor aksi gen didalam semua bentuk kehidupan

-          Banyak yang punya aktiditas katalistik à sebagai enzim

-          Ada yang berfungsi sebagi unsure steruktural didalam sel dan jaringan

-          Menjalankan transport senyawa

-          Merupakan biomolekul yang paling sederhana

·         As. Nukleat à membentuk DNA,RNA

Fungsi = DNA,RNA secara universalè berpartisipasi dalam penyimpanan, transmisi, translansi tranformasi genetic

DNA à informasi genetic repository

RNAà membantu proses translasiinformasi menjadi stiport

·         Polisakarida

1.       (pati) à merupakan penyimpan bahan bakar penghasil energy

2.       (selulosa)à unsure structural pada bagian luar sel

·         Lipid à sebagai komponen structural membran

          àsebagai penyimpanbahan bakar kaya energy

Sifat umum ke 4 golongan tersebut

1.       Punya struktur yang relative besar

2.       BM naik à sehingga disebut makromolekul

-          Makromolekul dibangun dari molekul unit pembangun yang kecil

-          Protein semua spesies terbuat dari 20 jenis as.amino à tersusun linera dan membentuk rantai panjang

-          Protein dan asam nukleat à makromolekul informasidan tiap protein dan tiap as nukleat mempunyai urutan pembangun yang kaya informasiyang khas

KARBOHIDRA

Karbohidrat terdiri dari unsure C,H,O merupakan persenyawa organic ± ada 50 jenis yang tersapat pada sel

Fungsi karbohidrat

1.       Sebagi energy/tenaga

Pada manusia disimpan sebagai glikogen dalam otot dan hati

Pada tumbuhan disimpan sebagai pati

2.       Sebagi penyusun dinding sel dan membrane

Contoh : suklosa, kitin

3.       Dalam komponen seluler bertanggung jawab terhadap fungsi komponen tersebut dan pertumbuhannya

Karbohidrat adalah senyawa organic yang merupakan derivet polihidriksi aldehide polihidriksi keton yang mempunyai rumus mol (CH²O)

Karbohidrat merupakan suatu polemir yang tersusun atas minomir2

Berdasarkan jumlah minomir yang menyusun polimer dapat digolongkan menjadi :

-          Disakarida

-          Trisakarida

-          Polisakarida

Unt mudahnya digolongkan :

1.       Monosakarida

2.       Oligosakarida

3.       Polisakarida

MONOSAKARIDA

Merupakan karbohidrat yang paling sederhana, terdiri dari 1 unit kehidupan, tidak dapat dipecah laagi i

Monosakaridaà dasar jumlah atom C yang menyusun

Jumlah atom C                  nama KH                              contoh

                3                              triosa                                     gliseraldelide

                4                              tetrosa                                 eritrosa

                5                              pentosa                               fruktosa

                6                              hektosa                                                glukosa

                7                              heptosa                               sedoheptulosa

Monosakarida ada 2 menurut gugus karbonil

-          Aldehide à aldosa : glukosa, gliseraldehide

-          Keton à ketosa :fruktosa

Isomeri optis

                Terjadi kalau bayangan cermin dari suati persenyawa organic tidak dapat ditangkupkan

Gliseraldehide mempunyai sifat optis aktif yaitu

                Kemampuan senyawa organic untuk memutarbidang sinar terpolarisasi kearah kanan/kiri

Sifat optis aktifitas suatu senyawa ditentukan oleh adanya atom Cyang asimetris(asimetri)

Atom C asimetris adalah atom C yang ke 4 gugus yang diikkatnya tidak sama

Dengan mengetahui jumlah atom C asimeris maka jumlah senyawa turunannya/derivetnya, dapat ditentukan dengan rumus 2ⁿ

 n= jumlah atom  C asimetri

missal: 2ⁿ = 2¹ = 2 yaitu D gliseraldehide

                                                L gliseraldehide

Untuk mengetahu senyawa memutar kekanan/kekiri dimasukkan kea lat polimeter

Reaksi2 terhadap monosakarida

1.       Gula yang dapat mereduksi

Gula yang mengandung aldehide/gula yang mampu membuat hemi asetat, ikatan disebut gula yang dapat mereduksi (reducing sugar). Gula tersebut dapat diokksidasi dari reagen tollon (mengandung lart As <NH₃> ₂⁺) atau latr benedict dan lart fehling

2.       Pembentukan ozason

Bila monosakarida di reaksikan dengan fenilhidrosena maka akan disebut ozason

Mempunyai bentuk kristal tertentu yang terbentuk setelah mengalami pemanasan dalam waktu tertentu

Pembuat ozason sering digunagan untuk mengidentifikasi monosakarida. Dalam pembuatan ozasaon salah satu gugus hidroksi dari molekul monosakarida dioksodasi baik aldosa maupun ketosa dapat membantu ozason

3.       Reduksi monosakarida

Moonosakarida dapat mereduksi mengahasilkan alcohol gula

4.       Pembentukan glikosida

Aldehide

Alcohol       à hemiasetal + alcohol àglikosida

Glikosida merupakan senyawa organic yang penting untuk tumbuhan. Glikosida larut dalam air. Dalam tumbuhan dengan glikosida maka alcohol dapat dipindahkan melalui pembukuhh floem.

Glikosida dapat dengan mudah dihidrolisa dengan suatu asam sehingga dilepaskan suatu alcohol yang disebut aglikon

Glukosa H⁺ aglikon

5.       Pembentukan enodiol

Terjadi bila glukosa manosa & fraktosa dimasukksan dalam lart Ba (OH)₂ yang jenuh maka terjadi lart enodiol

Peristiwa pembentukan enodiol terkenal transformasi dari labri de bruyn von eckeustein

Disakarida

Terdiri dari 2 unit monosakarida yang terikat sati ddengan yang lain dan billa dihidrolisis dengan as encer maka diperoleh 2 molekul monosakarida

Sukrosa. (gula tebu)

Molekul ini terdiri dari molekul glukosa yang terikat dengan mollekul fruktosa melalui gugus hemiasetal masing2 (ikatan 1-4 ) à

Sifat sukrosa

-          Tidak mengalami mutarotasi

-          Tidak dapat dioksidasi oleh lart Cu⁺⁺ dan Ag (NH_3­)₂⁺

-          Hidroksa sukrosa berlangsung cepat dalam lart asam

Laktosa (gula susu = milk sugar)

Terdiri dari glukosa dan galaktosa à 5 dalam air susu

Sifatnya

-          Laktosa mereduksi regen bnedict

-          Tak dapaat difermentasi oleh ragi

Maltose = gula pati (malt suga)

Tdpt dhu biji2 yang berkecambah tediri dari 2 molekul glukosa

Maltose yang merupakan unit penyusun pati

-          Mereduksi regen benedict

-          Dapat difermentasi dengan ragi

-          Bila dihidrolisa menghasilkan 2 molekul glukosa

Selloboisa

Ini sama dengan maltose hanya bedanya glukosanya yang satu ( terdiri dari 2 mollekul glukosa)merupakan unit penyusun sellullose

Sifat

-          Dapat mereduksi reagen benedict

POLISAKARIDA

Ppolisakarida merupaka karbohidrat majemuk yang tersusun oleh banyak molekul monosakarida. Polisakarida mempunyai biomolekul yang besar

-          Umumnya tidak mempunyai rasa manis

-          Tidak larut dalam air dalam lart kimia akan menbuat lart kolloideal

Monosakarida à polisakarida pembentuknya berupa

-          Pentose

-          Hexosa banyak di alam disebut hesosan / glukosan

-          Pentose + hexosa

Rumus umum polisakarida (C+6+H+10+O+%)x

                                                                                X ; menunjukkan banyaknya jumlah heksosa

Yang termasuk polisakarida adalah

-          Pati

-          Dekstrin

-          Glikogen

-          Selulosa

                Pati (starch)

Dari segi nutrisi pati merupaka polisakarida yang penting dan dalam tubuh tanaman merupakan bahan cadangan makanan. Dalam pati unit glukosa di ikat dg ikatan 1-4 untuk membuat unit maltose

                Pati        à poli maltose

                                àpoli amylosa

                                àpoliamylopektin

                Amylosa terdiri dari

-          Unit maltose tidak bercabang (1-4)

-          Dengan lart yor àwarna biru

Amylopektin

-          Terdiri dari rantai unit maltose (1-4) yang bercabang

-          Percabangan 1,6x

-          Dengan yod à warna merah, ungu

-          Terdapat 12-15 unit meltosa atau 24-30 unit glukosa

pati yang dialam

-          10-20% amylosa

-          80-90% amylopektin

Sifat dari pati

-          Tidak dapat mereduksi reagen benedict

-          Tidak dapat difermentasi oleh ragi

-          Bila pati dihidrolisa oleh asam/emzim maka pati akan terpecah menjadi semyawa antara (terdiri dari beberapa senyawa glukosa)

Hasil hidrogsa akhir berupa glukosa

                Pati + yod à biru (yang digunakan untuk melacak hidrolisa pati)

                Dekstrin

Banyak dijumpai pada biji2 yang sedanh berkecambah juga merupaka senyawa dalam hidrolisa pati

Jenisnya yaitu

-          Erithrio

-          Akhroo

Dekstrin terdiri dari rantai amylosa yang tidak bercabang

Sifat erithro

-          Merupakan rasa manis

-          Larut dalam air

-          Senyawa lebih kompleks

Dekstrin banyak digunakan dalan industry lem karena bila dekstrin + air maka sifatnya menjadi lekat

Glikogen

Merupakan bahan makanan berupa karbohidrat yang tersimpan dalan jaringan tubuh hewan sehingga sering disebut pati hewan/animal starch

Glikogen dalam jaringan tubuh dijumpai dalam hati, jaringan otak

Sifatnya ;

-          Larut dalam air

-          Tidak mereduksi lart benedict

-          Bila ditambah yod à warna meerah keunguan

Sellulosa

Merupakan polisakarida yang terdapat pada bangunan penunjang dari tanaman sellulosa tersusun dari rantai lurus polimer glukosa yang strukturnya mirip dengan amylosa

Unit penyusunnya adalah sellobiosa (1,4B) (4000-4500 unit)

Sifatnya :

-          Tidak larut dalam air

-          Tidak mereduksi regen benedict

-          Tidak dapat dipecah/dihidrolisa oleh enzimm yang terjadi dalam saluran pencernaan

Dalam tubuh manusia tidak dapat dicerna yang bias ruminantia (karena adanya jasad remik)

Poisakarida campuran

Termasuk/digolongkan :

-          Heparin

-          As. Hyaluromat (Hyaluronik acid)

-          Chondriotin sulfat

Heparin

Merupakan polisakarida yang mempunyai sifat menghalangi pembekuan darah, mempunyai zat anti koagulen

Asam hyaluromat

Merupakan polisakarida yang terdapat pada tubuh hewan tak tinggi dan merupakan komponen yang penting dari jaringan pengikat

Fungsinya untuk melekatkan

Dilihat dari strukturnya merupakan rangkaian unit dari as. Glukornat dan N. ashit D. glucosamine dengan ikatan 1,3

Sifatnya

-          Mempunyai viskositas yang tinggi

-          Biokimia jutaan

Conriotin sulfat (khondriotin)

Terdapat pad jaringan tulang rawan pada hewan mamalia

Strukturnya        : D. as glukoronat & glukotosamine sulfat

                                  Ikatan 1,3