biomolekul

MAKALAH BIOKIMIA

“BIOMOLEKUL”

ILMU KESEHATAN MASYARAKAT

FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS CENDERAWASI

JAYAPURA – PAPUA

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.   Deskripsi singkat

Bab ini kami akan mempresentasikan biomolekul yang meliputi pengertian biomolekul, fungsi biomolekul, bentuk senyawa dan struktur biomolekul dengan fungsi biomolekul.

1.2.   Relevansi

Pembahasan bab ini sangat berhubungan dengan bab-bab selanjutnya dalam mempelajari mata kuliah biokimia. Pengetahuan mahasiswa tentang biomolekul sebagai ilmu semua senyawa dalam sel makhluk hidup, sejarah dan perkembangannya, fungsi boimolekul, dan bentuk senyawa dan struktur biomolekul serta senyawa biomolekul penyusun mahluk hidup yang menjadi konsep dasar pemahaman mahasiswa terhadap proses reaksi kimia yang berlangsung pada sel hidup dan keterkaitannya dengan bidang lain seperti biologi, kimia organik, bahkan biomolekuler.

1.3.   Tujuan

Setelah mempelajari bab ini mahasiswa diharapkan dapat:

1.      Memahami pengertian biomolekul

2.      Mengetahui fungsi biomolekul

3.      Mengetahui bentuk senyawa dan strutur biomolekul

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Biokimia adalah ilmu pengetahuan yang meneliti berbagai molekul yang terdapat di sel hidup dan organisme serta reaksi-reaksi biokimianya. Biologi adalah suatu disiplin ilmu sebagai bagian dari ilmu pengetahuan alam, yakni kajian tentang materi dan energi yang berhubungan dengan makhluk hidup serta proses-proses kehidupannya. Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Bentuk satuan terkecil yang dapat diidentifikasikan menjadi unsur-unsur melalui suatu reaksi peruraian dan memiliki komposisi dan sifat kimia sebagai senyawa tersebut. Biomolekul atau biomol adalah semua senyawa yang terdapat didalam sel hidup. Mereka saling mengadakan interaksi yang terarah dan teratur sehingga menampakkan ciri hidup.

1.    

2.    

2.1.   Karbohidrat

Karbohidrat merupakan komponen pangan yang menjadi sumber energi utama dan sumber serat makanan. Komponen ini disusun oleh 3 unsur utama, yaitu karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Jenis-jenis karbohidrat sangat beragam dan mereka dibedakan satu dengan yang lain berdasarkan susunan atom-atomnya, panjang/pendeknya rantai serta jenis ikatan akan membedakan karbohidrat yang satu dengan lain. Dari kompleksitas strukturnya dikenal kelompok karbohidrat sederhana (seperti monosakarida dan disakarida) dan karbohidrat dengan struktur yang kompleks atau polisakarida (seperti pati, glikogen, selulosa dan hemiselulosa).

2.2.   Asam amino

Asam-asam amino dalam protein seluruhnya meruupakan protein seluruhnya merupakan asam α-amino, yakni baik gugus amino merupakan gugus karboksil keduanya mengikat atom karbon yang sama yaitu atom karbonα. Atom karbon α merupakan pusat kiral, sehingga asam amino memiliki aktivitas optik (kecuali bbila rantai samping adalah atom H). Semua asam amino yang dittemukan dalam protein memiliki konfigurasi 1. Penamaan asam amino dapat disingkat menjadi tiga huruf atau satu huruf. Dalam banyak protein, sebagai asam amino mengalami modifikasi setelah masuuk menjadi bagian protein. Misalnya dalam kologen gugus hidroksil ditambahkan pada residu prolin sehingga menghasilkan residu hidroksiprolin.

Asam ammino dikelompokan menurut siifatnya, yakni polar atau non polararomatik atau alifatik, atauu asam atau basa. Asam amino aromatik dapat menyerap cahaya ultraviolet. Kemampuan ini dimanfaatkan untuk menetukan konsentrasinya dalam larutan. Hukum lambert-beer menyatakan bahwa absorbansi sinar dengan panjang gelombang tertentu oleh suatu substansi dalam larutan adalah proposional dengan konsentrasinya, C (mol^-1)dan panjang jalur sinar, l (cm) dalam larutan. Dengan A merupakan absorbansi larutan dan ε adalah koefisien absorbansi molar. Absorbans didefinisikan sebagai logaritma dari rasio intensitas sinar (lo) terhadap inhtensitas sinar yang ditransmisikan (l).

2.3.   Protein

Protein adalah molekul makro yang mempunyai berat molekul antara lima ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino yang terdiri atas unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen ; beberapa asam amino disamping itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, iodium, dan cobalt. Unsur nitrogen adalah unsur utama protein, karena terdapat di dalam semua protein akan tetapi tidak terdapat di dalam karbohidrat dan lemak. Unsur nitrogen merupakan 16% dari berat protein. Molekul protein lebih kompleks daripada karbohidrat dan lemak dalam hal berat molekul dan keanekaragaman unit-unit asam amino yang membentuknya (Almatsier. S, 1989).Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih “mentah”, hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).Senyawa organik yang merupakan satuan penyusun protein yang mempunyai gugus amino dan karboksilat disebut asam amino. Semua jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam amino. Setiap jenis protein mempunyai jumlah dan urutan asam amino yang khas. Di dalam sel, protein terdapat baik pada membrane plasma maupun membran internal yang menyusun organel sel seperti mitokondria, retikulum endoplasma, nukleus dan badan golgi dengan fungsi yang berbeda-beda tergantung pada tempatnya. Protein-protein yang terlibat dalam reaksi biokimia sebagian besar berupa enzim banyak terdapat di dalam sitoplasma dan sebagian terdapat pada kompartemen dari organel sel. Protein merupakan kelompok biomakromolekul yang sangat heterogen. Ketika berada di luar makhluk hidup atau sel, protein sangat tidak stabil. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus −NH2 pada atom karbon α dari posisi gugus −COOH.

Ciri-ciri Protein

Protein diperkenalkan sebagai molekul makro pemberi keterangan, karena urutan asam amino dari protein tertentu mencerminkan keterangan genetik yang terkandung dalam urutan basa dari bagian yang bersangkutan dalam DNA yang mengarahkan biosintesis protein. Tiap jenis protein ditandai ciri-cirinya oleh

Ø  Susunan kimia yang khas. Setiap protein individual merupakan senyawa murni

Ø  Bobot molekular yang khas

Ø  Semua molekul dalam suatu contoh tertentu dari protein murni mempunyai bobot molekular yang sama. Karena molekulnya yang besar maka protein mudah sekali mengalami perubahan fisik ataupun aktivitas biologisnya.

Ø  Urutan asam amino yang khas

Ø  Urutan asam amino dari protein tertentu adalah terinci secara genetik. Akan tetapi, perubahan-perubahan kecil dalam urutan asam amino dari protein tertentu (Page, D.S. 1997)

BAB III

PEMBAHASAN

3.1.  Fungsi biomolekul

Biomolekul mempunyai fungsi tertentu dalam sel, misalnya:

·      Protein sebagaienzim, alat transpor, antibodi, hormon dan pembentuk membran;

·      Karbohidrat sebagai sumber energi, komponen pembentuk membran dan dinding sel;

·      Lipid sebagai sumber energi, hormon, dan pembentuk sel;

·      Asam nukleat sebagai faktor genetika, koenzim, pembawa energi, dan pengatur biosintesis protein.

3.2.  Bentuk senyawa dan struktur biomolekul

A.       Bentuk senyawa biomolekul

Senyawa-senyawa biomolekul biasanya dikenal dalam empat bentuk: protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid. Keempat golongan biomolekul tersebut mempunyai sifat umum memiliki struktur yang relatif besar (berat molekul besar), dan karenanya disebut makromolekul.

Berat molekul (BM) protein berkisar antara 5000 sampai lebih dari 1 juta, berat molekul berbagai jenis asam nukleat berkisar sampai beberapa milyar, karbohidrat (polisakarida) dapat memiliki berat molekul sampai jutaan. Molekul lipid jauh lebih kecil (BM 750 sampai 1500). Tetapi karena lipid umumnya terbentuk dari ribuan molekul sehingga membentuk struktur berukuran besar yang berfungsi seperti sistem makromolekuler, struktrur lipid juga dapat dianggap sebagai makromolekul.

Protein merupakan polimer asam-asam amino, karbohidrat merupakan polimer monosakarida, asam nukleat merupakan polimer mononukleatida. Monomer lipid ada bermacam-macam, bergantung pada jenis lipidnya, diantaranya asam lemak, kolin, etanolamin, serin dan lain-lain.

B.       Struktur biomolekul

Ø  Karbohidrat

Karbohidrta adalah kelompok senyawa yang mengandung unsur C, H, dan O. Senyawa-senyawa karbohidrat memiliki sifat pereduksi karena adanya gugus karbonil dalam bentuk aldehid atau keton. Senyawa ini juga memiliki banyak gugus hidroksil. Karena itu, karbohidrat merupakan suatu polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton, atau turunan senyawa-senyawa tersebut.

Senyawa karbohidrat yang memiliki tiga sampai sembilan atom karbon disebut monosakarida. Gabungan senyawa-senyawa monosakarida akan membentuk senyawa karbohidrat yang lebih besar. Ikatan penghubung antara dua buah monosakarida disebut ikatan glikosida.

Dalam disakarida, terdapat satu ikatan glikosida yang menghubungkan dua monosakarida. Sedangkan dalam trisakarida terdapat dua ikatan glikosida yang menghubungkan tiga buah monosakarida. Karbohidrat yang memiliki beberapa unit monosakarida disebut oligosakarida, sedangkan yang memiliki banyak unit monosakarida disebut sebagai polisakarida. Banyak monosakarida maupun oligosakarida memiliki rasa manis, karena itu karbohidrat  yang massa molekul relatif (Mr)-nya kecil sering disebut sebagai gula.

Terdapat dua jenis monosakarida, yakni adosa dan ketosa. Aldosa mengandung gugus aldehid, sedangkan ketosa mengandung gugus keton. Selain itu, monosakarida juga dapat dikelompokkan menurut jumlah atom karbon yang dimilikinya. Bila mengandung tiga atom karbon maka monosakarida tersebut disebut triosa; sedangkan mengandung empat atom karbon maka disebut tetrosa; pentosa untuk yang mengandung lima atom karbon; heksosa untuk yang mengandung enam atom karbon; dan seterusnya. Kedua macam pengelompokkan monosakarida ini dapat digabungkan. Misalnya, glukosa merupakan aldoheksosa, yakni gula monosakarida dengan enam atom karbon dan suatu gugus aldehid.

CH2OH CO CH2OH	CH2OH CHOH CHOH CHOH CHO	CH2OH CO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH	CH2OH CHOH CO CHOH CH2OH	CHO CHOH COH HOHC       CH2OH
ketotriosa	aldopentosa	ketoheptosa	ketopentosa	Aldopentosa

Ø  Protein

Protein merupakan polipeptida alami yang memiliki berat molekul lebih dari 5.000. makromolekul ini sangat berbeda-beda sifat fisiknya, mulai dari enzim yang larut dalam air sampai keratin yang tak larut seperti rambut dan tanduk. Protein memiliki berbagai fungsi biologis yang berbeda-beda pula, yaitu:

1.      Katalis enzim. Enzim merupakan protein katalis yang mampu meningkatkan laju reaksi sampai 10¹² kali laju awalnya.

2.      Transport dan penyimpanan. Banyak ion dan molekul kecil diangkut dalam darah maupun didalam sel dengan cara berikatan pada protein pengangkut. Contohnya, hemoglobin merupakan protein pengangkut oksigen. Zat besi disimpan dalam berbagai jaringan oleh protein ferritin.

3.      Fungsi mekanik. Protein ini menjalankan peranan sebagai pembentuk struktur. Misalnya, protein kolagen, menguatkan kulit, gigi, serta tulang. Membran yang mengelilingi sel dan organel juga mengandung protein yang berfungsi sebagai pembentuk struktur sekaligus menjalankan fungsi biokimia lainnya.

4.      Pergerakan. Kontraksi otot terjadi karena adanya interaksi antara dua tipe protein filamen, yaitu aktin dan miosin. Miosin juga memiliki aktivitas enzim yang dapat memudahkan perubahan energi kimia ATP menjadi energi mekanik.

5.      Pelindung. Antibodi merupakan protein yang terlibat dalam perusakan sel asing.

6.      Proses informasi. Ransangan luar seperti sinyal hormon atau intensitas cahaya dideteksi oleh protein tertentu yang meneruskan sinyal kedalam sel. Contoh protein seperti ini misalnya rodopsin yang terdapat dalam membran sel retina.

Fungsi-fungsi protein ini berkaitan dengan struktur protein yang masing-masing dapat melakukan ikatan spesifik dengan molekul-molekul tertentu. Misalnya, hemoglobin mengikat oksigen, antibodi mengikat molekul asing tertentu, enzim mengikat molekul substrat tertentu.

Ø  Lipid

Lipid didefinisikan sebagai senyawa yang tak larut dalam air yang diekstrak dari organisme hidup menggunakan pelarut yang kepolarannya lemah atau pelarut nonpolar. Definisi ini berdasarkan atas sifat fisik, berlawan dengan definisi protein, karbohidrat, maupun asam nukleat yang berdasarkan atas struktur kimia. Istilah lipid mencakup berbagai macam kelompok senyawa yang berbeda-beda strukturnya.

Perhatikan contoh senyawa-senyaw berikut, yang sebagian besar merupakan lipid:

CH₃(CH₂)₁₄COO^-                                  CH₃CH₂COO^-

1)      Palmitat                                            2) Propionat

 

CH₃(CH₂)₁₄CH₂OH                               

3) Setil Alkohol                                      4)Benzen

 

    5) Limonen                                         6) Skualen

                OH           O

     HO                     O

 7) Krisin

 

HO

 

                            O        

                       8) Vitamin E

              O

 

                                                                          COO

 

           OH                     OH

9)  Prostaginandin E₂

Senyawa 1, 3, dan 5 sampai 9 merupakan lipid karena berasal dari suatu organisme dan larut dalam pelarut organik. Lipid larut dalam pelarut organik karena mengandung karbon dan hidrogen dengan proporsi tinggi sehingga tidak larut dalam air. Senyawa 4 bukan merupakan lipid karena tidak terdapat bebas dalam organisme hidup. Senyawa 2 larut dalam air, tetapi karena senyawa ini adalah anggota kelompok senyawa yang sama seperti senyawa 1, maka biasanya senyawa ini dianggap sebagai lipid.

Ø  Asam Nukleat

Pada tahun 1868, Friederich Miescher mengisolasi suatu zat dari inti sel nanah. Zat tersebut dianggap sebagai karakteristik inti (nucleus), dan Miescher menyebutnya nuklein. Tidak lama kemudian, zat yang serupa diisolasi dari kepala sperma ikan salmon. Belakangan nuklein ditemukan sebagai campuran suatu protein dasar dan asam organik yang mengandung fosfor, yang kini disebut sebagai asam nukleat.

BAB IV

PENUTUP

4.1.   Kesimpulan

Molekul merupakan sekelompok ikatan partikel (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Bentuk satuan terkecil yang dapat berreaksi dan memiliki komposisi dan sifat kimia sebagai senyawa.

4.2.   Saran

Molekul dalam kehidupan sangat diperlukan. Maka untuk memenuhi molekul-molekul dalam tubuh perlu adanya percoban-percobaan guna mengetahui zat molekul yang terinci.

DAFTAR PUSTAKA

Ø  Struktur Biomolekul, Yohanis Ngili, S.Pd., M.Si , program studi pendidikan kimia jurusan metematika dan ilmu pengetahuan alam fakultas keguruan dan ilmu pendidikan universitas cenderawasih. Jayapura 2007

Ø  http://id.wikipedia.org/wiki/Biomolekul

Ø  http://www.majalahpendidikan.com/2011/10/pengertian-biologi.html

Ø  http://princess-myminydiary.blogspot.com/2011/11/biomolekul-protein_03.html (19-03-2013)