BAB I

PENDAHULUAN

A. Pengantar Biomolekul

Biomolekul adalah molekul besar maupun molekul kecil apapun yang terdapat

dalam organisme hidup dan dibuat oleh sel. Biomolekul merupakan senyawa-senyawa

organik  sederhana pembentuk organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk aktifitas

biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon

dan hidrogen yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang

disatukan oleh ikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat sangat stabil, karena

ikatan tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan electron bersama-sama

secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih jenis gugus

fungsiyang berbeda. Pada molekul tersebut, tiap gugus fungsi mempunyai sifat dan reaksi

kimia sendiri-sendiri.

B. Tujuan

1. Memahami pengertian Biomolekul

2. Mengetahui fungsi biomolekul

3. Memahami struktur dan gugus fungsional karbohidrat, lemak dan protein

4. Mengetahui proses pencernaan dan absorbsi karbohidrat, lemak dan protein

5. Mengetahui tentang Nukleotida

6. Mengetahui perbedaan antara RNA dan DNA

1

BAB 2

PEMBAHASAN

1. Pengertian Biomolekul

Biomolekul adalah molekul besar maupun molekul kecil apapun yang terdapat

dalam organisme hidup dan dibuat oleh sel.

2. Mengetahui fungsi biomolekul

Biomolekul mempunyai fungsi tertentu dalam sel, misalnya:

a. Protein sebagai enzim, alat transpor,antibodi, hormon dan pembentuk membran;

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

c. Lipid sebagai sumber energi, hormon, dan pembentuk sel;

d. Asam nukleat sebagai faktor genetika, koenzim, pembawa energi, dan pengatur

biosintesis protein.

3. Memahami struktur dan gugus fungsional karbohidrat, lemak dan protein

a. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen

dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil

energi didalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi

sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian

akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti

bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik

seperti berolah raga atau bekerja.

Karbohidrat terbagi menjadi 3 kelompok berdasarkan ukuran dan kelarutannya :

a) Monosakarida (Gula Sederhana)

Monosakarida terdapat dalam bentuk ‘Rantai Terbuka’ dan bentuk cincin.

Kedua bentuk ini dengan mudah saling bertukar bentuk. Hanya ada tiga

monosakarida yang sering terdapat pada makanan yaitu: glukosa (gula darah atau

dekstrosa), fruktosa (gula buah), dan galaktosa. Ketiganya memiliki rumus molekul

C6H12O6 dan disebut juga Heksosa karena memiliki 6 atom karbon. Monosakarida

dengan lima atom karbon disebut pentose contohnya ribose dan deoksiribosa.

2

(Gambar 2.1)

Fruktosa, galaktosa dan glukosa merupakan isomer (memiliki rumus molekul

yang sama tetapi rumus strukturnya berbeda.

(Gambar 2.2)

Semua monosakarida merupakan gula pereduksi karena mudah bereaksi dengan

reagen larutan Benedict dan Fehling. Monosakarida akan mereduksi larutan reagen yang

berwarna biru menjadi merah bata, tes ini digunakan oleh ahli biologi untuk

mengidentifikasi gula pereduksi. Larutan benedict dan Fehling digunakan dirumah sakit

untuk mendeteksi glukosa di dalam darah dan urin. Monosakarida mengandung banyak

gugus fungsional hidroksil (- OH). Gugus hidroksil dapat membentuk ikatan hydrogen

dengan air, membuat monosakarida larut dalam air. Adanya gugus –OH pada atom

karbon dalam molekul juga dianggap memberikan rasa ‘manis’ pada gula.

3

KondensasiMonosakarida + monosakarida disakarida + air

b) Disakarida

Disakarida yang penting dalam makanan adalah sukrosa (gula meja atau gula tebu),

laktosa (gula susu), dam maltose (gula Malt). Laktosa dan maltose merupakan gula

pereduksi tetapi sukrosa bukan merupakan gula pereduksi. Disakarida terbentuk bila dua

monosakarida bergabung dengan melepas satu molekul air dalam reaksi kondensasi

Ikatan kovalen yang menggabungkan dua unit monosakarida disebut ikatan glikosidik

ikatan −C−O−C− ini merupakan gugus fungsional eter

(gambar 2.3)

Disakarida terlalu besar untuk di absorbsi langsung diusus dan harus dicerna menjadi

monosakarida sebelum diabsorbsi. Hal ini terjadi melalui proses hidrolisis. Hidrolisis

merupakan kebalikan dari kondensasi dan melibatkan penambahan air, biasanya dibantu

oleh enzim sebagai katalis.

c) Polisakarida

Polisakarida adalah rantai panjang molekul-molekul gula, struktur seperti ini

disebut polimer atau makromolekul. Polisakarida dapat mengandung hingga 26.000

molekul glukosa dan biasanya tidak larut air karena ukurannya yang besar. Tiga

polisakarida yang penting adalah selulosa, pati dan glikogen.

(1) Selulosa (serat)

Selulosa terdapat dalam semua tumbuhan sebagai dari bagian dinding selnya dan

merupakan senyawa organic terbanyak dibumi.selulosa terdiri dari rantai lurus

molekul glukosa yang panjang dan tidak dapat dicerna karena manusia tidak memiliki

enzim selulose. Selulose bersifat higroskopik, yaitu menyerap air sehingga membuat

tinja lebih bermassa dan lebih lunak untuk dikeluarkan. Serat yang berlebihan dapat

4

KondensasiMonosakarida + monosakarida disakarida + air

menyebabkan flatulensi (buang gas) karena fermentasi selulose dan makanan yang

tidak tercerna oleh bakteri di usus besar menghasilkan gas seperti metana dan

hydrogen sulfide. Diet tinggi serat dapat mencegah kanker usus besar.

(Gambar 2.4)

(2) Pati

Pati dan glikogen merupakan zat cadangan yang baik karena tidak terlalu larut dalam

air. Molekul pati berakumulasi membentuk granul pati yang banyak terlihat pada

banyak sel tumbuhan, misalnya kentang. Karbohidrat merupakan sumber energy

pangan yang disukai. Kira 60% karbohidrat yang dikonsumsi dalam diet orang inggris

adalah pati dan 40% sisanya berupa gula.

(3) Glikogen

Kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen (pati hewani) pada manusia dan

hewan. Gilkogen dapat ditemui di hati dan otot skelet, dan terbentuk dari banyak

molekul glukosa yang saling bertautan dalam rantai-rantai bercabang. Di sel hati

(Hepatosit) glukosa diubah menjadi glikogen dengan adanya insulin , proses ini

disebut glikonenesis. Proses sebaliknya (gilkogen menjadi glukosa) disebut

glikogenolisis. Dalam tubuh terdapat cadangan karbohidrat yang cukup berupa

glikogen untuk persediaan energy 1 hari, dan glukosa untuk cadangan kebutuhan

5

energy selama 1 jam. Gilkogen juga disimpan dalam otot skelet, dan diubah menjadi

glukosa oleh enzim fosforilase otot. Glukosa yang dihasilkan di otot dengan cara ini

hanya digunakan untuk energy kontraksi otot. Jika cadangan glikogen penuh maka

glukosa dapat diubah menjadi lemak yang disimpan dijaringan adipose.

b. Lemak

Sebagian besar biomolekul diklarifikasikan sebagai lipid karena sifatnya yang larut dalam

lemak (lipofilik) dan pelarut organic seperti alcohol, tetapi tidak larut dalam air. Lipid

digai menjadi 4 golongan:

1) Trigliserida

Trigliserida merupakan lemak yang ditemukan dalam makanan dan merupakan

sumber paling kaya energy yang didapat dari makanan. Merupakan rantai panjang

atom karbon dan hydrogen yang mengandung gugus fungsional asam karboksilat

karena rantai karbon hidrofobik yang panjang ini, maka tidak larut dalam air, jika

karbon dalam rantai hanya berikatan tunggal (C-C) maka disebut asam lemak jenuh.

Jika terdapat ikatan karbon ganda (C=C) maka disebut asam lemak tidak jenuh.

Semakin banyak ikatan ganda yang terdapat dalam molekul semakin besar

kemungkinan asam lemak berbentuk minyak.

2) Fosfolipid

Memiliki struktur yang sama dengan trigliserida. Perbedaannya adalah fosfolipid

hanya mengandung dua asam lemak, dan asam lemak ketiga digantikan oleh gugus

yang mengandung fosfor. Membran sel fosfolipid memiliki fungsi proteksi dan

penting untuk mentransport zat ke dalam dan ke luar sel.

3) Steroid

Steroid merupakan senyawa larut dalam lemak, steroid yang penting dalam tubuh

adalah hormone seks, garam empedu, kortikosteroid dan kolesterol

4) Prostaglandin

Prostaglandin merupakan turunan asam lemak, dapat ditemukan pada semua jaringan

tubuh dan berfungsi sebagai mediator kimia. Prostaglandin dapat meningkatkan atau

menurunkan tekanan darah, mengatur pembekuan darah dan berperan penting dalam

pengaturan suhu dan persepsi nyeri. Prostaglandin juga digunakan sebagai obat-

obatan. Aspirin mencegah prostaglandin sehingga dapat digunakan sebagai analgesic

dan antipiretik.

6

c. Protein

Protein merupakan makromolekul atau polimer. Asam amino merupakan satuan

pembentuk protein.

1) Asam amino

Asam amino memiliki 2 gugus fungsional yaitu amino –NH2 dan gugus asam

karboksilat –COOH. Umumnya terdapat dua puluh asam amino berbeda pada

makanan. Dari asam amino ini ada 10 asam amino tidak esensial karena dapat dibuat

oleh tubuh. Sisanya adalah asam amino esensial karena harus didapatkan dari

makanan. Jumlah protein pada makanan bervariasi, jika makanan mengandung semua

asam amino esensial maka disebut sebagai protein komplit, sedangkan jika hanya

sedikit mengandung asam amino esensial disebut protein inkomplit

(Gambar 2.5)

2) Polipeptida dan dipeptida

Jika dua asam amino saling berikatan melalui ikatan peptida, maka akan dibentuk

dipeptida. Polipeptida mengandung 10 atau lebih asam amino yang saling berikatan

melalui ikatan peptide. Protein mengandung lebih dari 50 asam amino yang saling

berikatan melalui ikatan peptide, akan tetapi sebagian besar protein mengandung

beribu-ribu asam amino karena merupakan makromolekul. Beberapa protein memiliki

struktur kuaterner, yaitu 2 atau lebih rantai polipeptida yang tersusun menjadi protein

multisubunit, misalnya hemoglobinyang memiliki 4 subunit (dua beta (β) dan 2 alfa

(α))

7

(Gambar 2.6)

3) Enzim

Enzim merupakan katalis biologis. Katalis mempercepat kecepatan reaksi tetapi tidak

digunakan atau tidak berubah dalam reaksi. Sifat-sifat enzim antara lain:

a) Enzim bersifat spesifik dan umumnya hanya mengkatalis satu jenis reaksi kimia

b) Enzim paling baik bekerja pada temperature optimum, yaitu pada suhu tubuh

37oC. temperature tinggi dapat mendenaturasi enzim dengan memecah ikatan

hydrogen dalam enzim sehingga enzim tidak lagi dapat bekerja.

c) Enzim dapat dihambat-racun dapat menempati ‘lokasi’yang seharunya ditempati

substrat

4. Pencernaan Dan Absorbsi Karbohidrat, Lemak Dan Protein

Molekul-molekul yang besar akan dipecah menjadi molekul yang lebih kecil oleh enzim-

enzim dipencernaan sehingga dapat diabsorbsi. Protein dicerna menjadi asam amino,

karbohidrat menjadi monosakarida dan lemak menjadi asam lemak dan gliserol.

8

a) Karbohidrat

Pencernaan pati dimulai dari mulut. Amylase saliva pada ludah akan memecah pati

menjadi dekstrin dan maltose. Semakin lama makanan dikunyah, enzim akan bekerja

lebih efektif. Sebagian besar pencernaan karbohidrat dilakukan diusus halus. Pancreas

akan akan mensekresi amylase pancreas ke duodenum dan akan menghidrolisis setiap

pati yang ada menjadi maltose. Kemudian pencernaan akan diselesaikan oleh enzim pada

sel-sel permukaan

(gambar 2.7)

b) Lemak

Pencernaan lemak hanya terdapat pada usus halus. Lemak dan produk pencernaannya

tidak larut dalam air, membentuk globul besar pada usus. Enzim lipase tidak mampu

mencerna globul besar ini, sehingga empedu disekresi dari hati ke duodenum . Empedu

adalah cairan yang terdiri dari ion-ion, garam empedu, pigmen, kolesterol, lesitin dan

mucus. Garam empedu akan mengemulsi lemak, sehingga memecah globul lemak

menjadi droplet yang lebih kecil. Lipase kemudian akan mencerna lemak menjadi asam

lemak bebas dan monogliserida. Segera setelah terbentuk, garam empedu akan bergabung

dengan lesitin dan kolesterol untuk membentuk misel. Begitu sampai di dalam sel epitel

9

usus halus, asam lemak bebas dan monogliserida akan bergabung kembali menjadi

trigliserida. Trigliserida ini akan dilapisi oleh lapisan tunggal lipoprotein, kolesterol, dan

fosfolipid membentuk kolimikron.

Proses pencernaan lemak :

Lemak

Garam empedu

Droplet lemak kecil

Lipase pancreas pH 8

Monosakarida dan asam lemak bebas

Garam empedu

Misel

Trigliserida

Kilomikron

ABSORBSI

c) Protein

Pencernaan protein dimulai dilambung. Enzim pepsin bertanggung jawab untuk

pencernaan protein dan disekresi dalam bentuk tidak aktif yaitu pepsinogen. Kondisi

lambung yang asam akan mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin. Pepsin memecah

protein menjadi polipeptida. Pencernaan protein berlanjut di duodenum. Enzim-enzim

pancreas-tripsin, kimotripsin dan karboksipeptidase disekresi dalam bentuk tidak aktif.

Setiap harinya sekitar 50 g asam amino harus diabsorbsi untuk mempertahankan

keseimbangan nitrogen positif, yaitu sintesis protein (nitrogen) melebihi kecapatan

pemecahan dan pembuangannya. Keseimbangan nitrogen negative berarti pemecahan

proteinnya melebihi sintesisnya, hal ini terjadi pada waktu sakit, misalnya infeksi atau

luka bakar. Asam amino kemudian diabsorbsi kedalam kapiler darah usus halus.

10

Proses Pencernaan Protein :

(Gambar 2.9)

5. Nukleotida

Setiap nukleotida terdiri dari tiga bagian :

a. Gugus fosfat

b. Gula dengan lima karbon

c. Basa yang mengandung nitrogen

Rantai nukleotida pada molekul asam nukleat saling terikat melalui gugus fosfat / gula.

Terdapat empat basa yang berbeda pada DNA : Adenin, Sitosin, Timin dan Guanin.

6. Perbedaan antara DNA dan RNA

Asam nukleat merupakan molekul terbesar yang ditemukan dalam tubuh. Asam nukleat

pertama kali ditemukan dari inti (nucleus) sel. Ada dua jenis asam nukleat yaitu:

a. Asam deoksiribonukleat (DNA) membawa materi genetic (kromosom) dan menyediakan

instruksi sintesis protein

b. Asam Ribonukleat (RNA) diperlukan untuk sintesis protein

11

Perbedaan antara DNA dan RNA

DNA RNA

Letak dalam sel Sebagian besar di nucleus, beberapa

di mitokondria

Disentesis di nucleus

RNA messenger (mRNA) terdapat

dalam nucleus, RNA transfer

(tRNA) terdapat disitoplasma, dan

RNA-ribosom (rRNA) terdapat

dalam ribosom

Fungsi

Gula

Basa

Ukuran (massa rumus relative)

Struktur

Membentuk materi genetic

Menyediakan instruksi untuk sintesis

protein

Replikasi sendiri sebelum

pembelahan sel

Deoksiribosa

Adenin (A)

Guanin (G)

Sitosin (C)

Timin (T)

Sangat besar-Miliaran

Rantai ganda yang berputar menjadi

heliks ganda

Sintesi protein

Materi genetic dalam beberapa virus

Ribosa

Adenin

Guanin

Sitosin

Urasil (U)

Kecil, 20.000-40.000

Heliks rantai tunggal

12

BAB III

P E N U T U P

A. Kesimpulan

1. Biomolekul adalah molekul besar maupun molekul kecil apapun yang terdapat

dalam organisme hidup dan dibuat oleh sel.

2. Karbohidrat dapat diklasifikasikan menjadi monosakarida, disakarida, dan

polisakarida

3. Semua karbohidrat mengandung gugus OH, gugus fungsional hidroksil

4. Unit structural karbohidrat adalah glukosa

5. Lipid diklasifikasikan menjadi trigliserida, fosfolipid, steroid dan prostaglandin

6. Protein merupakan rantai asam amino yang saling berikatan melalui ikatan peptide

7. Enzim adalah katalis biologis

8. Karbohidrat dicerna menjadi monosakaridasebelum diabsorbsi

9. Lemak dicerna menjadi gliserol dan asam lemak sebelum diabsorbsi

10. Protein dicerna menjadi asam amino sebelum diabsorbsi.

13

KATA PENGANTAR

Tiada kata terindah yang dapat kami ucapkan selain Puji dan Syukur atas

Kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat dan TaufiqNYA kepada kami

sehingga kami dapat menyelesaikan makalah dengan berjudul “ BIOMOLEKULER”

ini tepat pada waktunya.

Kami menyadari makalah ini masih jauh dari sempurna, untuk itu saran dan kritik

dari semua pihak yang bersifat membangun sangat diharapakan demi perbaikan dan

penyempurnaan dalam penyusunan makalah selanjutnya.

Akhirnya, hanya kepada Allah SWT kami berserah dan kami berharap makalah

ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Makassar, September 2012

Penyusun,

Kelompok III

14iii

Daftar Pustaka

James, Joyce et all. 2002.Prinsip-Prinsip Sains Untuk Keperawatan.Erlangga.Jakarta

Cree, Laurie et all. 2006. Sains dalam Keperawatan. EGC. Jakarta

Nurfallah Firdausih, posted 23/2/2012.Makalah Biomolekuler .mi.scrib.com

1514