1-aspek_kimia_tubuh

8/3/2019 1-aspek_kimia_tubuh

1/9

Bagian ke-1: Aspek kimia dalam tubuh

ASPEK KIMIA DALAM TUBUHDisajikan sebagai Bahan Kuliah Biokimia bagi Mahasiswa D III

Kebidanan

Penyusun:Heru Santoso Wahito Nugroho, S.Kep., Ns., M.M.KesTelefon:0352-752747 (rumah), 081335251726 (mobile), 0351-895216 (kantor)E-mail:[email protected] atau [email protected]:www.heruswn.teach-nology.com

Referensi:Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003, Biokimia Harper, Edisi

XXV, Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC

Stryer L, 1996, Biokimia, Edisi IV, Penerjemah: Sadikin dkk (Tim PenerjemahBagian Biokimia FKUI), Jakarta: EGC

Anonim, 2008. Biology II Notes, http://www.tpsd.org/ths/sciences/b2eukpro.htm,diakses: Mei 2008

Anonim, 2003. The Biology Project, http://www.biology.arizona.edu, diakses:Desember 2007

Anonim, 2005, WKU Bio 113, http://bioweb.wku.edu/courses/biol115/Wyatt,diakses: Mei 2008

Senyawa kimia dalam jasad kehidupan

Biokimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai berbagai molekul di dalamsel hidup dan organisme hidup, termasuk juga reaksi kimia yang terjadi. Secaralebih formal, Murray dkk. (2003) mendefinisikan biokimia sebagai ilmu

pengetahuan yang mempelajari dasar kimia kehidupan. Dalam hal ini, menurut

Bahasa Yunani, bios berarti kehidupan.

1 Biokimia-Program D3 Kebidanan
mailto:[email protected]:[email protected]://www.heruswn.teach-nology.com/http://www.tpsd.org/ths/sciences/b2eukpro.htmhttp://www.biology.arizona.edu/http://bioweb.wku.edu/courses/biol115/Wyattmailto:[email protected]:[email protected]://www.heruswn.teach-nology.com/http://www.tpsd.org/ths/sciences/b2eukpro.htmhttp://www.biology.arizona.edu/http://bioweb.wku.edu/courses/biol115/Wyatt


2/9


Sel sebagai pusat perhatian dalam biokimia

Mengingat sel merupakan unit struktural kehidupan, maka biokimia memilikidefinisi fungsional yaitu ilmu pengetahuan yang mempelajari unsur-unsur kimia

pembentuk sel hidup dan dengan reaksi serta proses yang dijalaninya. Sebagaicontoh, dinding sel yang tersusun atas molekul-molekul fosfolipid, protein sertakarbohidrat. Contoh lainnya adalah di dalam sitoplasma sel terjadi pemecahanmolekul glukosa menjadi piruvat untuk menghasilkan energi. Yang lebih khususlagi, di dalam mitokondria terjadi reaksi-reaksi metabolik di antaranya siklusKrebs, oksidasi asam lemak, oksidasi piruvat, metabolism asam-asam aminoserta masih banyak lagi. Pendeknya, berbagai peristiwa biokimiawiberhubungan dengan sel. Oleh karena itu cakupan biokimia sangat luas meliputibiologi sel, biologi molekuler serta genetika molekuler.

Unsur-unsur penyusun tubuh

Unsur-unsur utama penyusun tubuh adalah karbon (C), hidrogen (H), oksigen(O) dan nitrogen (N). Selain itu masih terdapat beberapa unsur lain yaitu:kalsium (Ca), fosfor (P), kalium (K), sulfur (S), natrium (Na), klor (Cl), magnesium(Mg), besi (Fe), mangan (Mn) dan iodium (I). Rincian dari unsur-unsur tersebuttercantum pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Perkiraan Komposisi Dasar Tubuh Manusia (Berdasarkan Berat Kering)

N

o

Unsur Persentas

e

N

o

Unsur Persentas

e1234567

KarbonOksigenHidrogenNitrogenKalsiumFosforKalium

502010

8,542,51

891011121314

SulfurNatriumKlorMagnesiumBesiManganIodium

0,80,40,40,10,010,0010,00005

Biomolekul-biomolekul kompleks utama penyusun tubuh

Unsur-unsur penyusun tubuh sebagaimana disebutkan di atas banyak yangmembentuk molekul-molekul besar yang kompleks di dalam tubuh. Di antarabiomolekul-biomolekul kompleks tersebut yang merupakan biomolekulkompleks utama adalah DNA, RNA, protein, polisakarida dan lipid. Biomolekulkompleks tersusun atas molekul-molekul sederhana, seperti terinci pada Tabel1.2.

Tabel 1.2 Biomolekul-Biomolekul Utama di dalam Tubuh Manusia

No

Biomolekul MolekulPembangun

Fungsi Utama

123

4

5

DNARNAProtein

Polisakaridaberupaglikogen

DeoksiribonukleotidaRibonukleotidaAsam amino

Glukosa

Materi genetikSintesis proteinSangat banyak, umumnya menjadibagian dari sel yangmelangsungkan kerja (enzim, unsurkontraktilitas dll.)Simpanan energi jangka pendek



3/9


Lipid Asam lemak Sangat banyak, misalnya simpananenergi jangka panjang, komponenmembran sel dll.

Komponen utama penyusun tubuh

Anda telah memahami mengenai unsur-unsur serta molekul-molekul kompleksutama penyusun tubuh. Selanjutnya komponen-komponen utama penyusuntubuh terdiri atas air, protein, lemak, mineral serta karbohidrat. Rinciankomponen tersebut tertera pada Tabel 1.3.

Tabel 1.3 Komposisi Kimiawi Normal (Pria dengan Berat Badan 65 kg)

No Komponen Berat (kg) Persentase

12345

AirProteinLemakMineral

Karbohidrat

4011941

61,617,013,86,11,5

Ikatan kimia

Molekul di dalam tubuh baik yang sederhana sampai dengan yang kompleksdapat terbentuk karena adanya ikatan kimia. Ikatan kimia digolongkan menjadi2 yaitu ikatan kovalen dan ikatan non kovalen. Selanjutnya ikatan non kovalen

terdiri atas ikatan ionik, ikatan hidrogen dan ikatan Van Der Waals.

1. Ikatan kovalen

Ikatan kovalen adalah ikatan yang terbentuk oleh valensi dari masing-masing atom. Anda dapat mempelajari lagi tentang valensi denganmembaca buku-buku kimia umum, atau pelajaran kimia di SMA. Contoh dariikatan kovalen adalah CO2. Dalam hal ini valensi C adalah 4 dan valensi Oadalah 2.

Gambar 1.1

Ikatan kovalen antara sebuah atom C yang bervalensi 4 dan empat buahatom H yang masing-masing bervalensi 1 membentuk CH4 (metana)



4/9


Tugas:

Carilah valensi dari masing-masing unsur yang terdapat pada Tabel 1.1.dilengkapi dengan mencantum sumber kepustakaan yang digunakan.Kumpulkan kepada Dosen secara langsung atau lebih baik melalui e-mail!

2. Ikatan ionik

Ikatan ionik adalah ikatan antara dua gugus dengan muatan berlawanan.Contohnya adalah ikatan antara substrat dan enzim. Jarak optimal ikatan iniadalah 28 Angstrom.

Gugus bermuatan negatif pada substrat Gugus bermuatan positif pada enzim

Gambar 1.2

Ikatan ionik antara gugus karboksil bermuatan negatif pada substrat dangugus amina bermuatan positif pada enzim

3. Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah pengikatan satu atom hidrogen oleh dua atom lainyang berbeda. Ikatan ini dapat dibentuk di antara molekul-molekul tidak

bermuatan maupun molekul-molekul bermuatan. Atom yang mengikathidrogen lebih kuat disebut donor hidrogen sedang lainnya dinamakanakseptor hidrogen.

Gambar 1.3



5/9


Ikatan hidrogen antar molekul-molekul air (H2O). Perhatikan atom oksigenpada kutub negatif berikatan dengan atom hidrogen pada kutub posif air.

4. Ikatan Van Der Waals

Iakatan Van Der Waals adalah daya tarik non spesifik, yang berperan padasaat dua atom berjarak 3-4 Angstrom.



6/9


Air

Air merupakan produk akhir utama dari metabolisme oksidatif makanan. Dalamreaksi-reaksi metabolik, air berfungsi sebagai reaktan tetapi juga sebagaiproduk. Air juga menjadi pelarut biologis yang ideal. Air sangat mempengaruhisemua interaksi molekuler dalam sistem biologi. Air mempunyai 2 sifat pentingsecara biologis yaitu sifat polar dan sifat kohesif.

1. Air merupakan molekul polar

Secara tiga dimensi, air merupakan molekul tetrahedron tak beraturandengan oksigen pada bagian pusatnya. Dua buah ikatan dengan hidrogendiarahkan ke dua sudut tetrahedron, sementara elektron-elektron yang tidakdipakai bersama pada kedua orbital terhibridasi sp3 menempati 2 sudutsisanya. Molekul air membentuk molekul bipolar (dua kutub). Sisi oksigenyang berlawanan dengan dua atom hidrogen cenderung bermuatan negatifkarena mengandung lebih banyak elektron. Sedangkan disisi hidrogencenderung bermuatan negatif.

Gambar 1.1

Molekul air. Sisi oksigen adalah kutub negatif dan sisi hidrogen adalah kutubpositif.

2. Air bersifat sangat kohesif

Molekul-molekul air yang berdekatan memiliki afinitas yang tinggi satu samalainnya. Daerah bermuatan positif dan satu molekul air cenderung akanmengarahkan diri kepada daerah bermuatan negatif pada salah satumolekul didekatnya. Air beku mempunyai struktur kristal yang sangat teraturdi mana seluruh ikatan hidrogen potensial memang terbentuk. Air cairmempunyai struktur yang setengah teratur dengan kelompok-kelompokmolekul berikatan hidrogen yang secara terus menerus terbentuk danterpecah.



7/9


Gambar 1.2

Afinitas yang tinggi antar molekul air.

Air merupakan pelarut yang sangat baik bagi molekul-molekul polar. Air sangatmemperlemah iakatan ionik dan ikatan hidrogen antara molekul-molekul polardengan cara bersaing daya tarik. Perhatikan contoh pada Gambar 1.3. Atom-atom hidrogen air mengantikan atom hidrogen amida (-NH) sebagai donorikatan hidrogen, dan atom oksigen air menggantikan atom oksigen karbonil (-CO) sebagai akseptor. Maka ikatan hidrogen yang kuat antara NH dan COterjadi jika tidak ada air.

Gambar 1.3Air bersaing dalam pembentukan hidrogen, sehingga menjadi pelarut yang

baik

Sintesis dan degradasi

Di dalam kehidupan, selalu terjadi peristiwa sintesis dan degradasi komponen-komponen yang menyusunnya.

Sintesis

Sintesis adalah proses pembentukan suatu molekul yang lebih besar, darimolekul-molekul yang lebih kecil. Sebagai contoh, protein adalah molekul yangsangat besar. Protein ini disintesis dari asam-asam amino dengan mekanismeyang sangat rumit.



8/9


Gambar 1.4Sintesis protein di dalam ribosom sel.

Bulatan-bulatan yang berantai merupakan gambaran sederhana dari asam-amino yang bersambungan dengan ikatan peptida membentuk protein.

Contoh lainnya adalah DNA suatu rantai deoksiribonukleotida yang sangatpanjang. Setiap mata rantai merupakan satu unit deoksiribonukleotida.Deoksiribonukleotida tersebut terbentuk oleh deoksiribonukleosida dan fosfat,demikian seterusnya sampai dengan komponen yang lebih kecil.

Gambar 1.5DNA merupakan rantai ganda dari deoksiribonukleotida (rantai biru dan rantai

merah). Masing-masing rantai tersusun atas mata rantai berupadeoksiribonukleotida, yaitu unit yang terdiri atas deoksiribosa, basa nitrogen (G,

C, A auat T) dan fosfat.

Degradasi

Degradasi adalah pembongkaran molekul-molekul yang lebih besar menjadimolekul-molekul yang lebih kecil. Contohnya adalah degradasi asam amino.Asam-asam amino yang melebihi kebutuhan sintesis protein tidak dapatdisimpan dan tidak dapat diekskresikan. Kelebihan asam amino ini cenderungdigunakan bahan bakar. Gugus amino dibebaskan selanjutnya sebagian besar



9/9


menjadi urea, sedangkan rangka karbon diubah menjadi zat antarametabolisme misalnya asetil KoA, asetoasetil KoA, piruvat dll.

Gambar 1.6Asam amino arginin mengalami degradasi menjadi urea dan ornitin. Selanjutnya

urea diekskresikan melalui ginjal.


1-aspek_kimia_tubuh

Documents

Transcript of 1-aspek_kimia_tubuh