resume materi biokimia semester 2

NAMA          : NUR FAIZAH

NPM              : 10180000004

SEMESTER : 2

MATKUL     : BIOKIMIA DAN FISIKA KESEHATAN

PENGERTIAN BIOKIMIA

        1.      Biokimia adalah ilmu yang mempelajari segala bentuk perubahan molekul atau perubahan struktur kimia yang terjadi pada makhluk hidup.

2. Biokimia merupakan ilmu kimia yang mempelajari dinamika dari struktur biologis makhluk hidup (BIOMOLEKUL)

PROSES BIOKIMIA

Proses biokimia yang utama akan dipelajari adalah proses pembentukan energi yang

merupakan salah satu ciri penting makhluk hidup.

ADA DUA PROSES DASAR:

1. Proses penyerapan nutrisi dari sistem pencernaan (karbohidrat, protein, lemak, vitamin dan air)
2. Proses pertukaran udara pada sistem pernafasan (O2 & CO2) Segala bentuk perubahan yg terjadi pada diri makhluk hidup disebut proses “METABOLISME”.

KARAKTERISTIK MAHKLUK HIDUP

·         Makhluk hidup tersusun atas molekul-molekul yg rumit, teratur, terkoordinasi, kompleks dansistematis.Setiap komponen makhluk hidup mempunyai tujuan dan fungsi tertentu.

·         Memiliki kemampuan mempertahankan hidup dg mengambil energi dari lingkungannya (udara, nutrisi nabati & hewani, sinar matahari).

·         Sifat yg paling istimewa kemampuan bereplikasi dg mempertahankan sifatnya pada keturunannya

Biomolekul Secara Umum Terdiri Atas Karbohidrat, Protein Dan Lemak.

     1.      Karbohidrat

•      Karbohidrat adalah Adalah biomolekul turunan hidrokarbon yang disebut polihidroksi aldehida atau polihidroksi keton.

•      Di berbagai negara karbohidrat adalah sebagai bahan makanan utama

•      Karbohidrat yang tidak larut air berfungsi sebagai jaringan penunjang atau pembentuk struktur dinding sel tanaman, bakteri dan jaringan penghubung

•      Polimer karbohidrat befungsi sebagai pelumas pada sabungan tulang dan berperan sebagai senyawa perekat diantara sel

•      Polimer karbohidrat komplek yang melekat pada molekul protein atau lemak berperan sebagai penerus signal yang menentukan lokasi internal atau lintasan metabolik molekul.

•      Karbohidrat (carbohydrate) diambil dari komponen penyusunnya yang terdiri dari karbon, hidrogen dan “ate” yang berarti oksigen.

•      Pada awalnya nama karbohidrat digunakan untuk menunjukkan gula dan polimernya. Sekarang nama karbohidrat lebih tepat digunakan untuk menggambarkan senyawa polihidroksi aldehid atau menggambarkan senyawa polihidroksi aldehid atau keton atau senyawa yang dihasilkan dari hidrolisisnya.

•      Umumnya karbohidrat memiliki rumus empiris Cn(H2O)n dengan perbandingan C : H : O adalah 1 : 2 : 1. Sebagai contoh glukosa C6H12O6 yang juga dapat ditulis dengan C6(H2O)6, Walaupun demikian beberapa karbohidrat memiliki nitrogen, fosfor dan sulfur.

Sifat-sifat karbohidrat secara umum:

1.      Jumlah atom karbon

Berdasarkan jumlah atom karbon, karbohidrat terdiri dari gula triosa (3), tetrosa (4), pentosa (5) dan heksosa (6).

2.      Reaksi hidrolisis

Berdasarkan reaksi hidrolisis, karbohidrat terbagi menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

           Reaksi hidrolisis berlangsung dengan bantuan katalis H2SO4 dan suhu tinggi.

monosakarida + H2O ----à #

disakarida + H2O ----à monosakarida

polisakarida + H2O -à maltosa --àglukosa

3.      Monomer-polimer   

Karbohidrat terdiri atas:

1. Monosakarida (C6H12O6), adalah monomer dari disakarida dan polisakarida.

Contoh: glukosa, fruktosa, galaktosa.

2. Disakarida (C12H22O11), adalah dimer dari monosakarida.

•      Laktosa,disusun oleh D-galaktosa dan D-glukosa. Kabon anomer unit glukosa dapat dioksidasi sehingga laktosa tergolong kedalam disakarida yang tereduksi. Jenis ikatan glikosida pada laktosa adalah b

•      Sukrosa, disusun oleh unit glukosa dan fruktosa dan terbentuk hanya pada tanaman dan tidak pada hewan. Berbeda dengan maltosa dan laktosa, sukrosa tidak memiliki atom karbon anomer yang bebas, karena karbon anomer untuk kedua unit monosakarida terlibat dalam ikatan glikosida

•      Trehalosa, dua unit glukosa dengan susunan ikatan antara atom karbon anomer (C-1) dengan karbon anomer (C-1) dari unit lainnya, sehingga trehalosa juga merupakan gula yang tidak tereduksi (noreducing sugar).  Trehalosa merupakan komponen utama dalam cairan sirkulasi serangga dan berfungsi sebagai cadangan energi.

3. Monosakarida membentuk disakarida dengan melepas satu molekul air dari dua gugus hidroksi membentuk “ikatan glikosida”.

Contoh: sukrosa, laktosa dan maltosa.

•      Kristal monosakarida tidak berwarna dan larut dalam air tetapi tidak larut dalam pelarut nonpolar

•      Umumya monosakarida berasa manis

•      Susunan atom pada monosakarida tidak bercabang. Satu dari atom karbon membentuk ikatan ganda dengan atom oksigen membentuk gugus karbonil.

•      Satu dari atom karbon membentuk ikatan ganda dengan atom oksigen membentuk gugus karbonil.

•      Bila gugus karbonil ini terbentuk pada ujung rantai karbon, monosakarida ini memiliki aldehid sehingga disebut aldosa, dan bila gugus karbonil terbentuk pada atom karbon yang lain, monosakarida ini adalah suatu ketondan disebut ketosa

•      Diantara monosakarida glukosa (aldosa) dan fruktosa (ketosa) adalah yang paling banyak terdapat di alam.

4. Polisakarida (-C6H10O5-)n,

Adalah polimer dari monosakarida. Polisakarida terbentuk melalui reaksi polimerisasi kondensasi dengan membentuk ikatan glikosida.

Contoh: amilum, selulosa dan glikogen.

Struktur monosakarida (monomer) karbo-hidrat terdiri atas:

           a.       Struktur Fischer, struktur pada keadaan rantai terbuka.

2. Struktur Haworth, struktur pada keadaan rantai siklik, akibat reaksi antara gugus alkohol dengan gugus aldehida atau keton sewaktu dilarutkan dalam air.

Dari Segi Rasa:

Karbohidrat secara umum memiliki rasa manis, dengan fruktosa yang paling manis dan polisakarida yang paling tidak manis.

Tingkat kemanisan:

fruktosa > glukosa > galaktosa

sukrosa > maltosa > laktosa

Kelarutan:

Karbohidrat larut dalam pelarut polar (air), dan kurang larut dalam pelarut non-polar.

1. Monosakarida dan disakarida larut dalam air.
2. Polisakarida kurang larut dalam air.

Gula pereduksi:

Berdasarkan kemampuan mereduksi, gula terbagi menjadi dua:

1. Gula pereduksi, adalah karbohidrat yang bereaksi positif dengan pereaksi Tollens dan Fehling.

            Contoh: semua monosakarida dan disakarida, kecuali sukrosa.

         b.      Gula bukan pereduksi, adalah karbohidrat yang bereaksi negatif dengan pereaksi Tollens dan Fehling.

            Contoh: sukrosa dan semua polisakarida.

Mutarotasi

1. Mutarotasi adalah peristiwa perubahan pemutar polarimetri karbohidrat setelah dilarutkan akibat mengalami perubahan struktur isomer optis
2. Semua monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa mengalami mutarotasi.
3. Sukrosa dan semua polisakarida tidak mengalami mutarotasi.

Pentingnya glukosa dalam tubuh

•      Glukosa, monosakarida yang paling penting dalam metabolisme tubuh. Glukosa yang terkandung dalam nutrisi masuk kedalam sistem sirkulasi atau kedalam darah untuk ditransfer ke sel-sel tubuh yang memerlukannya atau diubah pada hati menjadi molekul yang lain

•      Glukosa, sumber energi utama bagi sel-sel hewan, dan merupakan satu-satunya sumber energi bagi embryo

•      Glukosa diubah menjadi molekul-molekul lain yang memiliki fungsi tertentu, seperti glikogen untuk cadangan energi, ribosa pada asam nukleat, galaktosa pada susu dan kompleks dengan lemak atau protein

•      Beberapa penyakit yang berhubungan dengan metabolisme karbohidrat adalah diabetes melitus, galaktosemia, glycogen storage diseasedan milk intolerance.

Skema Struktur Organisasi Biologis Molekuler Makhluk Hidup

Sel sebagai kesatuan & fungsional sel sebagai kesatuan & fungsional terkecil makhluk hidup terkecil makhluk hidup. Sel dpt diibaratkan sbg tabung reaksi bagi segala jenis proses biokimia yg terjadi pada seluruh tubuh, Sel merupakan suatu kesatuan struktural & fungsional terkecil dari makhluk hidup

Ada 2 jenis sel:

a. Sel prokariot (memiliki inti sel & sitoplasma)

b. Sel eukariot (memiliki inti sel, sitoplasma &  membran inti).

Yang membedakan jenis sel yg satu dg lainnya adalah: ukuran, proporsi, bentuk & fungsinya. Proses biokimia berlangsung di dlm inti sel, sitoplasma & membran sel.

Jaringan Dasar Jaringan Dasar Makhluk Hidup Makhluk Hidup

     1.      Jaringan Epitel

Ciri-ciri:

a.       Sel & substansi interselulernya tersusun berderet-deret, rapat, selapis / beberapa lapis di atas membrana beberapa lapis di atas membrana basalis.

b.      Fungsi utamanya sbg pelapis organ bgn dalam (pelindung & absorbtif)

c.       Fungsi lain sbg kelenjar atau penghasil sekret.   

     2.      jaringan ikat

Ciri-ciri:

a.       Jaringan ikat merupakan jaringan yang paling luas terdiri atas:

•      Jaringan ikat sejati berupa serabut

•      Jaringan ikat cair berupa darah

•      Jaringan ikat tulang rawan & tulang keras

b.      Fungsi utama jaringan ikat adalah menyatukan berbagai jenis bagian dalam tubuh (parenkim atau penyatu setiap organ).

     3.      jaringan otot

a.       Jaringan otot memiliki kemampuan kontraksi kontraksi

b.      Jaringan otot terdiri atas sel dan substansi intersel berupa jaringan ikat yang mengandung protein-protein kontrakti yaitu: aktin dan miosin.

    4.      jaringan saraf

a.       Jaringan saraf merupakan sistem saraf yg terdiri atas:

•      Sel saraf (neuron)

•      Sel penunjang saraf (neuroglia)

b.      Sel saraf merupakan sel utama yg mampu menjalankan fungsi utama sistem saraf yakni penghantar impuls.

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa yang terdiri dari Carbon, Hydrogen, dan Oksigen, jumlah atom karbon bervariasi. Sel-sel tubuh manusia memperoleh sebagian besar energi dari karbohidrat. Bentuk energi yang paling umum digunakan oleh sel adalah ADENOSINE TRIPHOSPHATE atau ATP.

      1.      Proses Glikolisis

    2.           Proses Glikogenesis

3.      

  

P   3. Proses Glikogenolisis

•    Pemecahan glikogen menjadi glukosa

•    Pada otot proses dilanjutkan dg glikolisis

•    Merupakan kebalikan dr glikogenesis

•    Ada 3 enzim untuk glikogenesis: fosforilase - transferase - debranching enzyme

    4.      Proses Glukoneogenesis

•      Proses pembentukan glukosa dr bahan selain glikogen selain glikogen

•      Diperlukan pd saat glukosa diet tdk mencukupi mencukupi

•      Terjadi kerena glukosa dibutuhkan terus menerus untuk energi di saraf & eritrosit

•      Membentuk jaringan adiposa

•      Energi otot dlm keadaan anaerob

•      Rekursor gula susu di kelenjar mamae

•      Berfungsi menyeimbangkan produk metabolisme: laktat, propionat, glycerol

•      Organ yg bertanggung jawab ginjal & hati.

 “PENYUSUN JASAD HIDUP”

Kehidupan Membutuhkan ±25 Unsur Kimiawi

•      Sebanyak 25 dari 92 unsur alami diketahui penting untuk kehidupan.

•      Empat unsur diantaranya : Karbon (C), hidrogen (H) dan nitrogen (N)- adalah unsur penyusun 96% materi hidup.

•      Fosfor (P), sulfur (S), kalsium (Ca), kalium (K) dan beberapa unsur lain merupakan bagian terbesar dari 4% unsur tersisa dalam berat organisme.

•      Unsur mikro merupakan unsur yang dibutuhkan oleh suatu organisme dalam jumlah sedikit.

•      sebagian unsur mikro seperti, besi (Fe) dibutuhkan oleh semua bentuk kehidupan; unsur-unsur lain hanya dibutuhkan oleh spesies tertentu saja.

•      Unsur mikro (< 0.01%) : boron (B), kromium (Cr), kobalt (Co), tembaga (Cu), fluorin (F), iodin (I), besi (Fe), mangan (Mn), molybdenum (Mo),selenium (Se), silikon (Si), timah (Sn), vanadium (V) dan seng (Zn).

Atom Dan Molekul

•      Sifat-sifat unsur kimiawi, termasuk sifat-sifat senyawa yang penting bagi kehidupan dihasilkan dari struktur atomnya.

•      Atom bagian terkecil dari materi yang tetap mempertahankan sifat-sifat suatu unsur.

•      Isotop radioaktif isotop yang nukleusnya meluruh secara spontan, melepaskan partikel dan energi.

Isotop Radioaktif Sangat Bermanfaat Di Bidang Biologi, diantaranya:

•      Menentukan umur fosil, proses kimiawi suatu organisme, alat diagnosis di bidang kedokteran.

•      Walaupun bermanfaat, radiasi isotop yang meluruh juga berbahaya bagi kehidupan. Keparahan kerusakan tergantung pada jenis dan jumlah radiasi yang diserap organisme bersangkutan.

•      Salah satu ancaman lingkungan : debu radioaktif .

 

PERAN AIR BAGI KEHIDUPAN

     1.      Air mengatur suhu di bumi

•  Air menstabilkan suhu udara dengan menyerap panas dari udara yang lebih hangat dan melepaskan ke udara yang lebih dingin.

•  Badan air yang besar dapat menyerap dan menyimpan sejumlah besar dari matahari di siang hari dan sepanjang musim panas, dan hanya bertambah hangat beberapa derajat saja. 

•  Kalor jenis air cenderung menstabilkan suhu lautan, dan menciptakan suatu lingkungan yang dapat menunjang kehidupan di laut.

•  Oleh karena kalor jenisnya tinggi, air yang menutupi sebagian besar bumi dapat mengatur fluktuasi suhu daratan dan lautan dalam batasan yang dapat mempertahankan kehidupan.

•  Organisme yang tersusun dari sejumlah besar air, lebih tahan terhadap perubahan suhu mereka sendiri.

    2.      Pendinginan air melalui penguapan

Berperan pada kestabilan ekosistem air. Dapat memberikan suatu mekanisme yang mencegah organisme darat dari overheating.

            Contoh: -Penguapan air dari daun tumbuhan

              -Penguapan keringat pada kulit manusia

   3.      Air adalah pelarut kehidupan

·      Air adalah pelarut serbaguna karena polaritasnya membuatnya dapat tertarik ke arah zat-zat polar dan bermuatan.

·    Ketika ion atau zat polar dikelilingi oleh molekul air, zat-zat ini akan terlarut dan dinamakan zat terlarut.

·      Zat hidrofilik memiliki afinitas yang tinggi terhadap air.

·      Zat hidrofobik, sebaliknya zat-zat ini tampak menolak air.

LIPID-MOLEKUL HIDROFOBIK YANG BERAGAM

•      LEMAK, menyimpan sejumlah besar energi.

•      Lemak yang juga dikenal sebagai trigliserol, tersusun atas satu molekul gliserol& 3 asam lemak melalui reaksi dehidrasi.

•      FOSFOLIPID, komponen utama membran sel.

•      Jika lemak memilik 3 asam lemak yang dihubungkan dengan gliserol, fosfolipid memiliki gugus fosfat bermuatan negatif yang mungkin digabungkan dengan molekul hidrofilik lainnya, sehingga bagian kepala suatu fosfolipid bersifat hidrofilik.

•      STEROID, meliputi kolesterol & hormon-hormon tertentu.

•      Struktur dasar steroid berupa 4 cincin atom karbon yang menyatu.

PROTEIN-PERKAKAS MOLEKUL SEL

•      PROTEIN, terdiri atas satu atau lebih polipeptida yang berlipat membentuk konformasi tiga dimensi yang spesifik.

•      Polipeptida adalah polimer asam amino yang dihubungkan dalam suatu urutan yang spesifik.

Protein tersusun dari 20 asam amino yang berbeda, masing-masing dengan rantai samping (gugus R) yang khas. Gugus karboksil dan gugus amino yang berdekatan akan berikatan dalam ikatan-ikatan peptida. 

ASAM NUKLEAT-POLIMER INFORMASI

·         ASAM NUKLEAT, menyimpan & menghantarkan informasi herediter (turun-menurun).

DNA menyimpan informasi untuk sistesis     protein spesifik, RNA membawa informasi genetik ini sampai ke perkakas sintesis protein.

·         Untaian asam nukleat merupakan polimer nukleotida.

-DNA memiliki gula deoksiribosa, sedangkan RNA memiliki gula ribosa.

-Basa nitrogen DNA ( A G U C), sedangkan basa nitrogen RNA ( A G T C )

·         Penurunan sifat genetik didasarkan pada replikasi heliks ganda DNA.

- DNA memiliki rantai ganda ( double helix)

- A selalu berikatan dengan hidrogen dengan T, dan C dengan G,

- DNA dan protein dapat digunakan sebagai pita ukur evolusi. Perbandingan molekuler akan membantu para ahli biologi untuk menyortir hubungan evolusioner di antara spesies-spesies.