BAB I

HAKIKAT BIOKIMIA

Kebangkitan biokimia diawali dengan penemuan pertama molekul enzim,

diastase, pada tahun 1833 oleh Anselme Payen. Tahun 1828, Friedrich Wöhler

menerbitkan sebuah buku tentang sintesis urea, yang membuktikan bahwa

senyawa organik dapat dibuat secara mandiri. Penemuan ini bertolak belakang

dengan pemahaman umum pada waktu itu yang meyakini bahwa senyawa organik

hanya bisa dibuat oleh organisme. Istilah biokimia pertama kali dikemukakan

pada tahun 1903 oleh Karl Neuber, seorang kimiawan Jerman. Sejak saat itu,

biokimia semakin berkembang, terutama sejak pertengahan abad ke-20, dengan

ditemukannya teknik-teknik baru seperti kromatografi, difraksi sinar X,

elektroforesis, RMI (nuclear magnetic resonance, NMR), pelabelan radioisotop,

mikroskop elektron, dan simulasi dinamika molekular. Saat ini, penemuan-

penemuan biokimia digunakan di berbagai bidang, mulai dari genetika hingga

biologi molekular dan dari pertanian hingga kedokteran. Penerapan biokimia yang

pertama kali barangkali adalah dalam pembuatan roti menggunakan khamir,

sekitar 5000 tahun yang lalu.

Biokimia secara prinsip merupakan kimia zat-zat yang bisa digolongkan ke

dalam beberapa kategori utama:

karbohidrat,

lipid,

protein dan asam amino,

Bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menjadi populer dalam tiga

dasawarsa terakhir ini. Popularitas Bioteknologi tersebut disebabkan oleh adanya

perkembangan yang berupa temuan-temuan dan terobosan baru dibidang

Biokimia dan Biologi Molekuler. Perkembangan tersebut berawal dari berhasil

disingkapnya tabir rahasia struktur dan fungsi DNA yaitu materi pembawa

informasi genetik (sifat yang dapat diturunkan dari satu generasi ke generasi

beriukutnya). Berdasarkan pengetahuan tentang struktur dan fungsi DNA telah

dikembangkan teknik manipulasi gen melalui teknologi DNA Rekombinan.

Selanjutnya teknologi DNA rekom-binan beramalgamasi dengan berbagai ilmu

yang berlatar belakang ilmu hayat menghasilkan suatu bidang ilmu terapan yang

dikenal dengan bioteknologi modern. Bioteknologi modern lebih luas rentang

jangkauannya dibandingkan bioteknologi tradisional. Bioteknologi modern telah

diterapkan dalam bidang industri, pertanian, peternakan dan kedokteran, walaupun

penerapan bioteknologi itu sendiri sampai saat ini masih menimbulkan pendapat

pro dan kontra.asam nukleat (DNA, RNA).

BAB II

KARBOHIDRAT

Istilah karbohidrat pada awalnya digunakan untuk golongan senyawa yang

mengandung atom C, H dan O yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-

senyawa n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air.

Banyak terdapat di alam, di antaranya dalam bentuk pati, kapas, gula

pasir, dan kayu. Berfungsi sebagai sumber energi, cadangan makanan (glukosa

pada tumbuhan dan glikogen pada hewan)

Rumus umumnya Cn ( H2O)n, misalnya C6H12O6 dan C5H10O5.

Pembagian karbohidrat

a. Berdasarkan jumlah molekul sakarida :

1. Monosakarida: karbohidrat yang memiliki 1 molekul sakarida.

Contoh :

Tetrosa: D- Treosa, L-Treosa, D-Erritrosa, L-Eritrosa

Pentosa : D-Ribosa, L-Ribosa, D-Arabinosa, L-Arabinosa

Heksosa: D-Glukosa (Dekstrosa), D-Manosa, D- Galaktosa,

D- Fruktosa

2. Disakarida: senyawa yang terdiri dari dua molekul monosakarida

terikat.

Contoh : sukrosa, maltosa, dan laktosa.

3. Polisakarida : rantai panjang yang tersusun dari banyak monosakarida.

Contoh : amilum, glikogen, dan selulosa, amilopektin.

b. Berdasarkan jumlah atom C dalam mono sakarida :

1. Triosa : terdiri dari 3 atom karbon

Aldo triosa : CH2OH – CHOH – CHO

Keto triosa : CH2OH – CO – CH2OH

2. Tetrosa : terdiri dari 4 atom karbon

Aldo tetrosa: CH2OH – CHOH – CHOH - CHO

Keto tetrosa : CH2OH – CHOH - CO – CH2OH

3. Pentosa : terdiri dari 5 atom karbon,

Aldo pentosa: CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH - CHO

Keto pentosa : CH2OH – CHOH – CHOH - CO – CH2OH

4. Heksosa : terdiri dari 6 atom karbon, dan seterusnya

Aldoheksosa :CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH - CHO

Keto keksosa : CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH - CO – CH2OH

Stereokimia

Kimia yang berhubungan dengan kedudukan gugus suatu senyawa di

dalam ruang. Semua gula mempunyai paling sedikit satu karbon asimetri.

Karbon asimetri : karbon tetrahedral yg terikat dengan empat atom/gugus

atom yang berlainan.

Untuk senyawa yang mengandung satu karbon asimetri ada 2 isomer.

Jika 2 atom C asimetris, ada 4 isomer

Jika 3 atom C asimetris, ada 8 isomer, dst.

Secara umum: jumlah isomer = 2n

Stereoisomer (Isomer ruang): senyawa yang mempunyai rumus molekul

yang sama, tetapi rumus bangun berbeda dalam satu ruangan (tiga dimensi),

sehingga tak dapat ditindihkan dengan bayangan cermin.

Contoh: Sepasang tangan, tangan kanan tidak dapat ditindihkan

dengan tangan kiri begitu pula sebaliknya.

Contoh: gliseraldehid dengan 1 atom C asimetris dalam salah satu susunan,

dinamakan D-gliseraldehida. Bayangan cerminnya adalah L-gliseraldehida.

D dan L- gliseraldehida adalah contoh dari stereoisomer; dua molekul

yang sama struktur molekulnya tetapi berbeda dalam penyusunan gugusnya di

dalam ruang.

Stereoisomer dapat disebut isomer optik karena kemampuannya

memutar cahaya terkutub-bidang (bidang terpolarisasi). Berputar kekanan (+)

dan kekiri (-). Cahaya terkutub bidang : cahaya yang bergetar hanya pada satu

arah (kekanan atau kekiri).

D- (+)-gliseraldehid dan D-(-)-gliseraldehid,

L-(+)-gliseraldehid dan L-(-)-gliseraldehid.

Proyeksi Fisher

Proyeksi Fisher memungkinkan penggambaran struktur molekul organik

tiga dimensi menjadi dua dimensi atau menggambarkan gula berantai terbuka.

Kimiawan Jerman Emil Fisher (1852-1915) merumuskan cara yang mudah

untuk membedakan stereoisomer. Berikut adalah proyeksi untuk D dan L-

gliseraldehida :

CHO

H OH

CH2OH

D-Gliseraldehida

CHO

HO H

CH2OH

L-Gliseraldehida

Proyeksi Haworth

Proyeksi Haworth adalah suatu cara baku untuk menggambarkan

kedudukan gugus hidroksil di dalam ruang dalam bentuk siklik. Contohnya pada

pentosa (furanosa) dan heksosa (piranosa) berada dalam bentuk rantai tertutup.

Cara menggambarkan proyeksi Haworth

Langkah-langkah penggambaran proyeksi Haworth untuk -D-glukopiranosa :

Langkah 1 : Molekul -D-glukopiranosa adalah bentuk siklik dari D-

glukosa. Kita proyeksikan D-glukosa dalam bentuk rantai

terbuka.

Langkah 2 : Gambar cincin piranosa beranggota enam dalam bentuk singkat.

Rumus Proyeksi Fisher

Langkah 3 : Letakkan gugus –CH2OH dari karbon -6 heksosa. Pada gula D,

karbon-6 selalu berada di atas bidang cincin.

Langkah 4 : Isi gugus OH pada karbon-2, 3, dan 4.

Langkah 5 : Letakkan gugus OH pada karbon-1 ( dalam hal ini ).

Glikosida

Glikosida membentuk ikatan dari gula hemiasetal atau hemiketal rantai

tertutup yang bereaksi dengan alkohol atau ikatan antara gugus hidroksil gula

dengan alcohol menghasilkan asetal atau ketal.

Ikatan glikosida :

H+

Bila gugus OH- anomer dari gula terikat sebagai asetal, senyawa ini tidak lagi

bebas berubah bentuk dari rantai tertutup menjadi ranati terbuka. Ikatan

glikosida adalah ikatan eter kovalen diantara hidroksil gula dengan alcohol.

Contohnya:

-D-glukopiranosa + methanol ----- metil--D-glukopiranosida.

Gugus hidroksil beta pada C-1 suatu heksosa berhubungan melalui ikatan

glikosida dengan C-4 dari heksosa lain, disebut ikatan glikosida b (1-4). Ikatan

lainnya yaitu: (1-4), (1-6), dan b (1-6).

Hidrolisis ikatan glikosida oleh molekul air, sehingga ikatan glikosida putus.

Jika molekul terbelah, hidrogen dari air melekat pada salah satu produk, dan –OH

pada produk lainnya. Kita amati ikatan glikosida (1-4) di antara dua heksosa :

Gula Pereduksi dan Gula Non-pereduksi

Banyak gula bersikap sama terhadap pereaksi Benedict dan Tollens.

Berdasarkan uji positif-nya (kesetimbangan dengan bentuk terbukanya) dapat

bedakan menjadi dua jenis gula :

a. Gula pereduksi, jenis gula yang memberikan uji positif untuk pereaksi

Benedict dengan membentuk endapan merah bata dan membentuk cermin

perak untuk pereaksi Tollens.

Contoh : monosakarida dan disakarida kecuali sukrosa.

b. Gula non-pereduksi, jenis gula yang tidak memberikan uji positif.

Contoh : kebanyakan dari polisakarida.

MONOSAKARIDA

Monosakarida dapat berupa aldosa atau katosa. Golongan aldosa

mempunyai satu gugus aldehid (-CHO) dan beberapa gugus hidroksil (-OH),

sedangkan glukosa ketosa mempunyai satu gugus keton (-CO-) dan beberapa

gugus hidroksil. Monosakarida juga digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon

dalam molekulnya. Monoksakarida paling kecil mengandung 3 atom karbon,

disebut trioksa; yang mempunyai 4 atom karbon disebut tetrosa, dan seterusnya.

Monosakarida terpenting adalah golongan heksosa dan pentosa.

Setiap monosakarida mempunyai dua bentuk konfigurasi yang ditandai

dengan D (baca;de)dan L (baca;el). Penetapan huruf D dan L didasarkan pada

arah gugus OH pada atom C asimetris nomor terbesar.

Semua monosakarida adalah zat padat yang mudah larut dalam air.

Larutannya bersifat optis aktif. Larutan monosakarida yang baru dibuat

mengalami perubahan sudut putaran hingga akhirnya dicapai sudut putaran yang

tetap. Perubahan sudut putaran ini disebut mutarotasi. Semua monosakarida, baik

aldosa maupun ketosa, dalah gula pereduksi. Larutan monosakarida bereaksi

positif dengan pereaksi Fehling atau pereaksi Benedict maupun dengan pereaksi

Toll.

DISAKARIDA

Disakarida terbentuk dari kondensasi dua molekul monosakarida. Ikatan

yang mengkaitkannya disebut ikatan glukosida. Disakarida terpenting adalah

sukrosa, maltosa, dan laktosa. Ketiganya mempunyai rumus molekul

C12H22O11.

Maltosa; tidak terdapat bebas, diperoleh dari hidrolisis amilum. Setelah

dihidrolisis menghasilkan 2 molekul glukosa.

Maltosa + H2O ----- 2 glukosa

Hidrolisis maltosa menghasilkan 2 molekul glukosa, sedangkan laktosa

menghasilkan glukosa dan galaktosa. Hidrolisis maltosa dikatalisis oleh enzim

maltase, sedangkan hidrolisis laktosa oleh oleh enzim laktase. Maltosa tidak

terdapat bebas dialam, tetapi tidak dibuat dari hidrolisis amilum dengan pengaruh

enzim diastase.

Laktosa terdapat dalam susu sehingga disebut juga gula susu. Maltosa dan

laktosa adalah gula pereduksi, pereaksi positif dengan pereaksi Fehling, Benedict

dan Tolles.

Laktosa; banyak terdapat pada hewan mamalia, ada dalam susu. Dihidrolisis

menjadi glukosa dan galaktosa.

Laktosa + H2O ----- glukosa + galaktosa

Sukrosa; banyak terdapat pada tebu atau getah tumbuhan.

Sukrosa + H2O ----- glukosa + fruktosa

Sukrosa adalah gula tebu, gula yang kita konsumsi dalam kehidupan sehari-

hari. Larutan sukrosa memutar bidang polarisasi kekanan (putaran jenis =+66,53).

Sukrosa tidak mereduksi pereaksi fehling, Benedict, dan pereaksi Tollens.

Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa. Pada hidrolisis

sukrosa terjadi pembalikan sudut putaran (invensi) dari yang pemutar kanan

menjadi pemutar kiri, karena daya pemutar kiri fruktosa lebih kuat daya putaran

kanan glukosa (putaran jenis fruktosa = -92.4 , sedangkan

glukosa=+52,7),hidrolisis sukrosa dapat terjadi karena pengaruh asam atau anzim

invertasa.

POLISAKARIDA

Polisakarida ( glikan ) mengandung banyak unit monosakarida yang berikatan

glikosida. Beberapa berfungsi sebagai bentuk penyimpan karbohidrat.

Polisakarida penyimpan yang paling penting adalah pati dan glikogen, polimer

glukosa bercabang dengan berat molekul tinggi berikatan α( 1 → 4 ) pada rantai

utamanya dan ikatan α( 1 → 6 ) pada titik cabangnya. Ikatan α( 1 → 4 ) dapat

dihidrolisa oleh α-amilase dan ikatan α( 1 → 6 ) dihidrolisa oleh α( 1 → 6 )

glukosidase,

Polisakarida lain memegang peranan struktural pada dinding sel. Selulosa,

polisakarida pada tunuh tumbuhan mempunyai unit D- glukosa yang berikatan β( 1

→ 4 ). Selulosa tidak dapat dipecahkan oleh α atau β-amilase dan tidak dapat

dicernakan oleh vertebrata kecuali oleh hewan ruminan yang mengandung bakteri

penghasil selulosa yang dapat memecahkan selulosa menjadi D-glukosa.

Polisakarida terdiri atas banyak molekul monosakarida . Polisakarida

terpenting, yaitu amilum, glikogen, dan selulosa, adalah polimerisasi kondensi,

amilum, glikogen, dan selulosa dapat dinyatakan dengan rumus molekul

(C6H10O5)n, dengan n dapat mencapai ratusan sampai ribuan.

Amilum ada 2 jenis, yaitu amilosa dan amilopektin.

Glikogen; terdapat pada otot hewan dan manusia.

Selulosa; terdapat pada serat tumbuhan seperti pada kayu.

Amilum terbentuk pada proses fotosintesis pada bagian yang hijau dari

tumbuhan bantuan energi matahari. Hidrolisis amilum dengan enzim diastase atau

amilase menghasilkan maltosa. Amilum membentuk koloid dalam air jika

dipanaskan. Suspensi amilum memberi warna biru dengan iodin.

Glikogen terbentuk dalam tubuh hewan dan manusia yang disimpan dalam

hati dan jaringan otot sebagai cadangan makanan. Pembentuk glikogen dari

glukosa diatur oleh insulin. Glikogen juga membentuk koloid dalam air, dan

dengan iodin memberi warna merah cokelat.

BAB III

LIPID

Lemak atau Lipid tidak sama dengan minyak. Orang menyebut lemak

secara khusus bagi minyak nabati atau hewani yang berwujud padat pada suhu

ruang. Lemak juga biasanya disebutkan kepada berbagai minyak yang dihasilkan

oleh hewan, lepas dari wujudnya yang padat maupun cair. 1 gram lemak

menghasilkan 39.06 kjoule atau 9,3 kcal. Lemak terdiri atas unsur-unsur karbon,

hidrogen, dan oksigen

Sifat dan Ciri-ciri

Karena struktur molekulnya yang kaya akan rantai unsur karbon(-CH2-

CH2-CH2-)maka lemak mempunyai sifat hydrophob. Ini menjadi alasan yang

menjelaskan sulitnya lemak untuk larut di dalam air. Lemak dapat larut hanya di

larutan yang apolar atau organik seperti: eter, Chloroform, atau benzol.Fungsi,

Secara umum dapat dikatakan bahwa lemak biologis memenuhi 4 fungsi dasar

bagi manusia, yaitu:

1 Penyimpan Energie

2 Transportasi metabolik sumber energi

3 Sumber zat untuk sintese bagi hormon, kelenjar empedu serta menunjang proses

pemberian signal Signal transducing.

4 Struktur dasar atau komponen utama dari membran semua jenis sel.

Klassifikasi

Ada beberapa model klasifikasi, tetapi disini akan diklasifikasikan

berdasarkan kelas dari lemak tersebut.

Lipid Fungsi primer Contoh

Asam lemak Sumber energi,

biologis prekursor

Asam palmitin, asam olein, asam linol

Gliserida Penyimpan energi Trigliserida

FosfogliseridaKomponen dari

membran

Fosfatidylcholin, Fosfatidylserin,

Fosfatidyletanolamin

Badan Keton Sumber energie Aceton, Acetoacetat, ß Hidroxibutyrat

SfingolipidKomponen dari

membran

Sfingomyelin(Ceramid) dan

Glikosfingolipid(Cerebrosid, Globosid)

EicosanoidaModulator proses

fisiologis

Prostaglandin, Thromboxan, Leukotriene,

HPETE

CholesterinKomponen dari

membranCholesterin, Cholesterinester

Lipid adalah segolongan besar senyawa tak larut air yang terdapat di alam.

Lipid cenderung larut dalam peralut organik seperti ester dan kloroform. Sifat

inilah yang menbedakan dari karbohidrat, protein, asam nukleat, dan kebanyakan

molekul hayati lainya. Struktur molekul lipid sangat beragam sehingga kita dapat

meninjaunya.

Lilin merupakan ester dari asam lemak berantai panjang dan alkohol

berantai panjang. Rantai hidrokarbon pada asam maupun alkohol berkisar dari 10

sampai 30 karbon. Lilin adalah padatan mantap bertitik leleh rendah yang

dijumpai pada tumbuhan dan hewan. Lilin juga melapisi kulit, rambut, dan bulu

unggas menjaganya agar tetap lentur dan kedap air. Struktur asam lemak:

CH3(CH2)14-C-O-(CH2)29CH3

Trigliseral alami adalah triester dari asam lemak berantai panjang ( C12

sampai dengan C24 ) dan gliserol merupakan penyusun utama utama lemak

hewan dan minyak. Trigliserida termasuk lipid yang sederhana dan juga

merupakan bentuk cadangan lemak dalam tubuh manusia. Persamaan umum

pembentukan trigliserida :

Trigliserida sederhana adalah triester yang terbuat dari gliserol dan tiga

molekul asam lemak yang sama. Trigliseral sederhana jarang ditemukan,

kebanyakan trigliseral alami adalah trigliserida campuran yaitu triester dengan

komponen asam lemak yang berbeda.

Lemak dan minyak biasanya dapat dibedakan berdasarkan titik lelehnya,

pada suhu kamar lemak berwujud padat, sedangkan minyak berwujud cair. Titik

leleh lemak atau minyak biasanya trgantung pada strukturnya, biasanya meningkat

dengan bertambahnya jumlah karbon. Banyaknya ikatan ganda dua karbon dalam

komponen asam lemak juga berpengaruh. Hidrogenasi adalah mengubah minyak

nabati menjadi lemak. Hidrogen beradisi pada beberapa ikatan ganda dua dari

ranati karbon asam lemak tak jenuh, menjenuhkannya dan dengan demikian

mengubah minyak menjadi lemak. Contoh hidrogenasi pada triolein ( titik leleh –

17oC ) menghasilkan tristearin ( titik leleh 55 oC ).

Trigliserida cepat menjadi tengik, menimbulkan baut dan citra rasa tak

enak bila dibiarkan pada udara lembab suhu kamar. Lepasnya asam lemak yang

mudah menguap dari lemak mentega menyebabkan bau mentega tengik. Asam-

asam ini terbentuk melalui ikatan ester atau oksidasi ikatan ganda dua. Hidsrolisis

lemak atau minyak sering dikatalis oleh enzim bernama lipase. Ketengikan

hidrolitik dapat dicegah atau ditundah dengan menyimpan bahan pangan dalam

lemari pendingin. Bau keringat timbul apabila lipase bakteri mengkatalisis

hidrolisis minyak dan lemak pada kulit.

Pada ketengikan oksidatif ikatan ganda dua dalam ikatan komponen asam

lemak tak jenuh dari trigliseral terputus membentuk aldehida berbobot molekul

rendah dengan bau tak sedap. Dua senyawa alami yang sering digunakan sebagai

antioksidasi ialah asam askorbat ( vitamin C ) dan α-tokoferol ( vitamin E ).

Hidrolisis lemak dan minyak dengan mendidihkannya dalam larutan

natrium hidroksida disebut penyabunan. Proses ini digunakan dalam penbuatan

sabun. Sabun ialah garam logam alkali ( Na, K, dan Li ) dari asam lemak. Sabun

dibuat dengan memanaskan minyak sapi atau minyak kelapa dalam ketal besar

berisi natrium hidroksida berlebih. Jika natrium klorida dicampuran tersebut,

garam natrium dari asam lemak memisah sebagai dadih sabun kasar.

Lemak terdiri dari kategori

1. Lemak Tepu - Bersifat membeku dan keras pada suhu rendah.

Kebanyakanya dari sumber haiwan dan juga terdapat pada tumbuhan

seperti santan dan lemak sayuran.Pengambilan yang berlebihan

meningkatkan tahap kolesterol dalam darah yang berpotensi untuk

termendap di saluran darah dan jantung.

2. Lemak tak Tepu - Besifat lembut dan cecair walaupun pada suhu rendah.

Ia didapati dari sumber tumbuhan.

Panduan semasa menyediakan makanan

Kikis dan buang lemak yang kelihatan pada bahan masakan

Kurangkan memasak menggunkan bahan berminyak. Gunakan cara kukus,

bakar, rebus, panggang, tumis atau gunakan gelombang mikro.

Ubah suaikan resepi masakan dengan mengurangkan santan, susus, daging

dikurangkan dan ditambahkan kekacang untuk serat.Tambhkan bawang,

rempah, herba, jus limau nipis, cuka atau perasa asli tanpa lemak.

BAB IV

ASAM AMINO

A. Asam Amino Mempunyai Ciri Struktur yang Umum

Asam amino bebas yang terbentuk merupakan molekul yang relatif kecil,

dan struktur masing-masing telah diketahui. Asam amino yang pertama kali

ditemukan adalah asparagin, pada tahun 1806. Yang paling akhir treonin, yang

belum teridentifikasi sampai tahun 1938. Semua asam amino mempunyai nama

biasa atau umum, yang kadang-kadang diturunkan dari sumber pertama-tama

molekul ini diisolasi. Seperti dapat diduga, asparagin pertama-tama ditemukan

pada asparagus ; asam glutamat ditemukan di dalam gluten gandum ; dan glisin

(bahasa Yunani, glykos, manis) dinamakan karena rasanya yang manis.

Semua asam amino yang ditemukan pada protein mempunyai ciri sama,

gugus karboksil dan gugus amino diikat pada atom karbon yang sama (Gambar 5 -

2). Masing-masing berbeda satu dengan yang lain pada rantai sampingnya, atau

gugus R, yang bervariasi dalam struktur, ukuran, muat listrik dan kelarutan di

dalam air. Ke-20 asam amino pada protein sering kali dipandang sebagai asam

amino baku, utama, atau normal. Untuk membedakan molekul-molekul ini dari

jenis-jenis asam amino lain yang ada pada organisme hidup, tetapi tidak terdapat

dalam protein.

B. Hampir Semua Asam Amino Mempunyai Atom Karbon Asimetrik

Kita perhatikan bahwa semua asam amino baku, kecuali satu mempunyai

atom karbon asimetrik, α karbon yang mengikat empat gugus substituen yang

berbeda, yakni gugus karboksil, gugus amino, gugus R dan atom hidrogen. Atom

α karbon asimetrik karenanya, merupakan pusat khiral. Seperti telah kita lihat,

senyawa dengan pusat khiral terdapat dalam dua bentuk isomer yang berbeda,

yang bersifat identik dalam semua sifat-sifat kimia dan fisikya, kecuali satu, yakni

arah perputaran sinar terpolarisasi di dalam polarimeter. Dengan satu satu

kekecualian pada glisin, yang tidak mempunyai atom karbon asimetrik, kesemua

dari 20 asam amino yang diperoleh dari hidrolisa protein dengan kondisi cukup

ringan, bersifat optik aktif ; yakni, senyawa-senyawa ini dapat memutar sinar

bidang polarisasi menuju ke suatu arah atau kebalikannya. Karena susunan

tetrahedral ikatan valensi di sekitar atom α karbon pada asam amino, keempat

gugus substituen yang berbeda ini dapat menempati dua susunan yang berbeda

dalam ruang, yang merupakan bayangan cermin yang tidak saling menutupi

sesamannya

Aktivitas optik suatu stereoisomer dinyatakan secara kumulatif oleh rotasi

spesifik yang ditentukan dari pengukuran derajat rotasi larutan murni stereoisomer

tersebut pada konsentrasi tertentu di dalam tabung panjang tertentu, dalam sebuah

polarimeter.

[ α ] 25 °CD

=rotasi yang diamati (derajat )

panjang tabung (dm) x konsentrasi , gr /mL

dm melambangkan desimeter (0,1 m). suhu dan panjang gelombang sinar

yang dipergunakan (biasanya garis D dari sodium, 589 nm) harus ditentukan.

Tabel di bawah ini memperlihatkan rotasi spesifik beberapa asam amino ;

perhatikan bahwa beberapa bersifat levorotatory dan yang lain dextrorotatory.

Tabel. Rotasi Spesifik Beberapa Asam Amino yang diisolasi dari protein.

Asam amino Rotasi Spesifik (α)25D

°C

L-Alanin

L-Arginin

L-Isoleusin

L-Penilalanin

L-Glutamat

L-Histidin

L-Lisin

L-Serin

L-Prolin

L-Treonin

+ 1.8

+ 12.5

+ 12.4

- 34.5

+ 12.0

- 38.5

+ 13.5

- 7.5

- 86.2

- 28.5

C. Asam Amino Dapat Digolongkan Berdasarkan Gugus R

Terdapat empat golongan asam amino, yaitu :

1. Golongan dengan R nonpolar atau hidrofobik.

2. Golongan dengan gugus R polar, tetapi tidak bermuatan.

3. Golongan dengan gugus R bermuatan negatif.

4. Golongan gugus R bermuatan positif.

Di dalam tiap-tiap golongan terdapat urutan polaritas, ukuran dan bentuk

gugus R. Berikut Penggolongan Asam Amino Berdasarkan Polaritas Kandungan

Gugus R (pada pH 7)

Gugus R nonpolar (hidrofobik).

Alanin

Isoleusin

Leusin

Metionin

Fenilalanin

Prolin

Triptofan

Valin

Gugus R polar, tetapi tidak

bermuatan

Asparagin

Sistein

Glutamin

Glisin

Serin

Treonin

Tirosin

Gugus R bermuatan negatif

Asam aspartat

Asam glutamate

Gugus R bermuatan positif

Arginin

Histidin

Lisin

D. Asam Amino Terionisasi di Dalam Larutan Air

Di dalam larutan, asam amino terionisasi dan dapat bersifat sebagai asam

atau basa. Pengetahuan mengenai sifat-sifat asam-basa dari asam amino amat

penting di dalam pengertian berbagai sifat protein. Tambahan lagi, seni

pemisahan, identifikasi, dan kuantifikasi asam amino yang berbeda, yang

merupakan tahap penting dalam menentukan komposisi dan urutan asam amino

dari molekul protein, didasarkan atas tingkah laku asam-basa yang khas.

Asam-asam α – amino yang mempunyai gugus amino tunggal dan gugus

karboksil tunggal mengkristal dari larutan netral dalam bentuk ion penuh, yang

disebut ion dipolar atau zwiterion (bahasa Jerman bagi ion hibrid). Walaupun ion

dipolar bersifat netral dan tidak bergerak di dalam medan listrik, ion ini

mempunyai muatan listrik yang berlawanan pada kedua kutubnya. Sifat dipolar

asam amino pertama-tama ditunjukkan oleh kenyataan bahwa kristal asam amino

mempunyai titik lebur yang jauh lebih tinggi dibandingkan titik didih molekul

organik lain yang berukuran sama.

E. Asam Amino Dapat Berperan Sebagai Asam dan Sebagai Basa

Jika suatu kristal asam amino, misalnya alanini dilarutkan di dalam air,

molekul ini menjadi ion dipolar, yang dapat berperan sebagai suatu asam (donor

proton).

H H

R – C – COO- R – C – COO- + H+

NH3 NH2

atau sebagai basa (akseptor protein).

H H

R – C – COO- + H+ R – C – COOH

NH3 NH3

Senyawa yang kemudian sifat ini dinamakan ampoter (bahasa Yunani

amphi artinya keduanya), dan sering kali disebut ampolit, disingkat dari

amphoteric electrolytes. Asam monoamino monokarboksilat α-amino yang

sederhana seperti alanin, sebenarnya merupakan asam diprotik dalam keadaan

semua molekul mengikat proton, yaitu jika gugus karboksil dan gugus amino telah

mengikat proton. Dalam bentuk ini, asam amino mempunyai dua gugus yang

dapat mengion menghasilkan proton, seperti ditunjukkan di dalam persamaan

berikut ini :

N H+ N H+ NH2

R – C – COOH R – C – COO- R – C – COO-

NH3 NH3 NH2

F. Reaksi-reaksi Kimia Asam Amino

Seperti pada semua senyawa-senyawa organik, reaksi kimia dari asam

amino menunjukkan karakteristik dari gugus-gugus fungsinya. Karena asam

amino mengandung gugus amino dan gugus karboksilat, semua asam amino akan

memberikan reaksi positif dari gugus-gugus fungsi ini. Sebagai contoh, gugus

amino dapat diasetilisasi dan gugus karboksilat dapat diesterkan. Dalan diktat ini

tidak akan dibahas semua reaksi-reaksi kimia dari asam amino, hanya akan

dijelaskan dua reaksi yang cukup penting saja, yang bisa dipakai secara luas untuk

identifikasi dan kuantitasi asam amino.

Pertama reaksi ninhidrin yang dapat mendeteksi dan mengukur secara

kuantitatif dalam jumlah yang relatif kecil. Asam amino yang bereaksi dengan

gugus amino bebas, sedangkan untuk asam amino prolin yang mempunyai gugus

amino terikat akan memberikan warna kuning. Di bawah kondisi yang tepat

intensitas warna yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi

asam amino secara kalorimetri. Metoda ini mempunyai sensitifitas yang cukup

tinggi.

Reaksi kedua dari asam amino yang banyak dipakai adalah reaksi dengan

I-floroamino menghasilkan turunan 2,4-dinitrofenil, yang baik digunakan untuk

identifikasi asam amino.

BAB V

ENZIM, KOENZIM, DAN ANTIBODI

Enzim ialah protein yang bertindak sebagai mangkin organik yang dapat

mengawal atur serta mempercepatkan tindak balas biokimia dalam sel. Substrat

ialah bahan yang ditindak balas oleh enzim.Kofaktor ialah bahan bukan protein

dalam bentuk ion logam (contoh: magnesium dan kalium) atau molekul organik

(contoh: koenzim A) yang diperlukan bagi pengaktfan enzim tertentu..

Suatu reaksi kimia, khususnya antara senyawa organik, yang dilakukan

dalam laboratorium memerlukan kondisi yang ditentukan oleh beberapa faktor

seperti suhu, tekanan, waktu dan lain - lain. Pengetahuan tentang katalis telah

dirintis oleh Barzelius pada tahun 1873. ia mengusulkan nama "katalis" untuk zat

- zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi.

Proses kimia yang terjadi dengan pertolongan enzim telah dikenal sejak zaman

dahulu misalnya pembuatan anggur dengan cara permentasi atau peragian.

Enzim dikenal untuk pertama kalinya sebagai protein oleh Sumner pada

tahun 1926 yang telah berhasil mengisolasi urease dari 'kara pedang' (jack bean).

Urease adalah enzim yang dapat menguraikan urea menjadi CO2 dan NH3.

Tata Nama dan Kekhasan Enzim

Secara umum nama tiap enzim disesuaikan dengan nama subtratnya,

dengan penambahan “ase” dibelakangnya. Subtrat adalah senyawa yang bereaksi

dengn bantuan enzim. Kelompok enzim yang mempunyai fungsi sejenis diberi

nama menurut fungsinya. Disamping nama trivial (biasa) maka oleh commission

on Enzymes of the International Union of biochemistry telah ditetapkan pula tata

nama yang sistematik, disesuaikan dengan pembagian atau penggolongan enzim

yang didasarkan pada fungsinya.

Kekhasan terhadap suatu reaksi disebut kekhasan reaksi. Suatu asam

amino tertentu sebagai substrat dalam mengalami berbagai reaksi dengan enzim.

Fungsi dan Cara Kerja Enzim

Fungsi suatu enzim ialah sebagai ktalis untuk proses biokimia yang terjadi

dalam sel maupun luar sel. Suatu enzim dapat mempercepat reaksi 108 sampai 1011

kali lebih cepat daripada pabila reaksi tersebut dilakukan tanpa ktalis. Jadi enzim

dapat berfungsi sebagai katalis yang sangat efisien disamping itu mempunyai

derajat kekhasan yang tinggi.

Misalkan pembentukan ikatan antara senyawa a dengan senyawa B

menjadi senyawa AB akan mengeluarkan energi. Terjadinya senyawa AB dari A

dan B membutuhkan energi sebesar P, yaitu selisih energi antara A dan B dengan

AB. Sebaliknya penguraian senyawa AB menjadi A dan B mengeluarkan energi

sebesar P pula. Terurainya senyawa AB tidak dapat berjalan dengan sendirinya,

tetapi harus terbentuk lebih dahulu senyawa AB aktif. Untuk pembentukkan AB

aktif ini dibutuhkan energi sebesar a, yang disebut energi aktivitas. Makin besar

harga a, makin sukar terjadinya suatu reaksi. Dengan adanya katalis atau enzim,

harga energi aktivitas akan dapat memudahkan dan mempercepat terjadinya suatu

reaksi.

Kompleks enzim-substrat

Suatu enzim mempunyai kekhasan tertentu yaitu hanya bekerja pada satu

reaksi saja.suatu enzim mempunyai suatu ukuran yang lebih besar daripada

substrat. Oleh karena itu tidak seluruh bagian enzim dapat berhubungan dengan

substrst. Hubungan antara substrat dengan enzim hanya terjadi pada bagian atau

pada tempat tertentu saja. Tempat atau bagian enzim yang mengadakan hubungan

atau kontak dengan substrat dinamai bagian aktif (active site). Hubungan hanya

mungkin terjadi apabila bagian aktif mempunyai ruang yang tepat yang dapat

menampung substrat. Hubungan atau kontak enzim dengan substrat menyebabkan

terjadinya kompleks

Enzim-substrat. Secara sederhana sekali penguraian suatu senyawa atau substrat

oleh suatu enzim dapat dijelaskan sebagai berikut :

E + S ↔ ES → E + P

E = enzim S = substrat ES = kompleks enzim-substrat

P = hasil reaksi

Persamaan Michaelis-Menten

Untuk menerangkan keadaan ini Leonor Michaelis dan maude menten

pada tahun 1913 mengajukan suatu hipotesis bahwa dalam reaksi enzim terjadi

lebih dahulu kompleks enzim-substrst yang kemudian menghasilkan hasil reaksi

dan enzim kembali.secara sederhana hipotesis tersebut dapat dituliskan sebagai

berikut :

Enzim (E) + Substrat (S) ↔ kompleks enzim-substrat (ES)

↓

Enzim (E) + hasil reaksi (P)

Mereka mengambil kesimpulan bahwa keceptan reaksi tergantung pada

konsentrasi kompleks enzim-substrat [ES], sebab apabila tergantung pada

konsentrasi substrat [S] maka penambahan konsentrasi substrat akan

menghasilkan pertambahan kecepatan reaksi yang apabila digambarkan akan

merupakan garis lurus. Jadi secara umum reaksi dengan enzim dituliskan sebagai

berikut :

k1 k3

E + S ↔ ES → E + P

k2

k1, k2 dan k3 merupakan tetapan kecepatan reaksi pembentukkan kompleks ES,

tetapan (konstan) kecepatan reaksi pembentukkan kembali E dan S, dan tetapan

(konstan) kecepatan reaksi pengurai kompleks ES menjadi enzim dan hasil reaksi.

Metode penentuan harga Km dan Vmaxs dengan cara metode grafik

Lineweaver-Burk.

Harga km untuk Beberapa Enzim

Enzim Substrat km

Kimotripsin Asetil-L-triptofanamida 5 x 10-3 M

Galaktosidase Laktosa 6 x 10-6 M

Treonin deminase Treonin 5 x 10-3 M

Penisilinase Benzilpenisilin 5 x 10-5 M

Piruvat karboksilase Asam piruvat 4 x 10-3 M

Faktor-faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim

Suhu enzim

Enzim tidak aktif pada suhu kurang daripada 0 C.

Kadar tindak balas enzim meningkat dua kali ganda bagi setiap kenaikan

suhu 10 C.

Kadar tindak balas enzim paling optimum pada suhu 37 C. Enzim

ternyahasli pada suhu tinggi iaitu lebih dari 50 C.

Nilai pH

Setiap enzim bertindak paling cekap pada nilai pH tertentu yang disebut

sebagai pH optimum.

pH optimum bagi kebanyakan enzim ialah pH 7.

Terdapat beberapa pengecualian, misalnya enzim pepsin di dalam perut

bertindak balas paling cekap pada pH 2, sementara enzim tripsin di dalam

usus kecil bertindak paling cekap pada pH 8.

Kepekatan substrat

Pada kepekatan substrat rendah, bilangan molekul enzim melebihi

bilangan molekul substrat. Oleh itu,cuma sebilangan kecil molekul enzim

bertindak balas dengan molekul substrat.

Apabila kepekatan substrat bertambah, lebih molekul enzim dapat

bertindak balas dengan molekul substrat sehingga ke satu kadar

maksimum.

Penambahan kepekatan substrat selanjutnya tidak akan menambahkan

kadar tindak balas kerana kepekatan enzim menjadi faktor pengehad.

Kepekatan enzim

Pada kepekatan enzim rendah, bilangan molekul substrat melebihi

bilangan molekul enzim. Oleh itu, cuma sebilangan kecil molekul substrat

ditindak balas dengan molekul enzim.

Apabila kepekatan enzim bertambah, lebih molekul substrat dapat

bertindak balas dengan molekul enzim sehingga ke satu kadar maksimum.

Penambahan kepekatan enzim selanjutnya tidak akan menambahkan kadar

tindak balas kerana kepekatan substrat menjadi faktor pengehad.

Hambatan Reversibel

Hambatan ini dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak

bersaing

Hambatan bersaing disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan

substrat yang dapat pula membentuk kompleks yaitu kompleks enzim inhibitor

(EI) pembentukan kompleks EI ini sama dengan pembentukan kompleks ES yaitu

melalui penggabungan inhibitor dengan enzim pada bagian aktif enzim. Dengan

demikian terjadi persaingan antara inhibitor dengan substrat terhadap bagian aktif

enzim melalui reaksi sebagai berikut.

E + S ↔ ES

E + I ↔ EI

Inhibitor yang menyebabkan hambatan bersaing disebut inhibitor bersaing.

Inhibitor bersaing menghalangi terbentuknya kompleks ES dengan cara

membentuk kompleks EI. Bereda dengan kompleks ES, kompleks EI ini tidak

dapat membentuk hasil reaksi P.

E + S ↔ ES E + P (membentuk hasil

reaksi)

E + I ↔ EI (tidak terbentuk hasil

reaksi)

Dengan demikian adanya inibitor bersaing dapat mengurangi peluang bagi

terbentuknya kompleks ES dan hal ini menyebbkan berkurangnya kecepatan

reaksi.

Hambatan tidak bersaing tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan

inhibitor yang melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing. Dalam hal ini

inhibitor dapat bergabung dengan enzim pada suatu bagian enzim di luar bagian

aktif. Penggabungan antara inhibitor dengan enzim ini terjadi pada enzim bebas,

atau pada enzim yang telah mengikat substrat yaitu kompleks enzim-substrat.

E + I ↔ EI

ES + I ↔ E S I

Hambatan tidak Reversibel ini dapat terjadi karena inhibitor bereaksi tidak

reversibel dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan

berubahnya bentuk enzim. Dengan demikian mengurangi aktivitas katalitik enzim

tersebut sebagai contoh inhibitor dalam hal ini ialah molekul iodoase-tamida yang

dapat bereaksi dengan gugus –SH suatu enzim tertentu.

enzim – SH + ICH2CONH2 enzim – S –

CH2CONH + HI

reaksi ini berlangsung tidak reversible sehingga menghasilkan produk reaksi

dengan sempurna.

Hambatan alosterik

Hambatan yang terjadi pada enzim alosetrik dinamakan hambatan

alosetrik, sedangkan inhibitor yang menghambat disebut inhibitor alosetrik.

Bentuk molekul inhibitor alosetrik ini berbeda dengan molekul substrat. Lagipula

inhibitor alosetrik berikatan dengan enzim pada tempat dilua bagian ektif enzim. .

Ada dua bentuk tau konformsi untuk tiap subunit yang mereka sebut

bentuk T dn bentuk R. bentuk T mempunyai afinitas rendah terhadap substrat,

sebaliknya bentuk R mempunyai afinitas tinggi terhadap substrat. Bentuk T dapat

berubah menjadi bentuk R dan begitu pula sebaliknya. Asumsi yang dikemukakan

oleh Daniel Koshland Jr. sebagai berikut :

a. Hanya ada dua bentuk R dan T terdapat pada subunit manapun

b. Adanya substrat yang terikat pada salah satu subunit, akan mengubah

bentuk subunit tersebut, sedangkan subunit yang lain dalam enzim tidak

berubah

c. Perubahan bentuk pada satu subunit dapat memperbesar atau memperkecil

afinitas subunit lain dalam satu unit enzim

Penggolongan Enzim

Enzim digolongkan menurut reaksi yang diikutinya sedangkan masing-

masing enzim diberi nama menurut nama substratnya.oleh Commision on

Enzymes of the International union of Biochemistry enzim dibagi menjadi enam

golongan besar yang didasarkan atas reaksi kimia dimana enzim memegang

peranan yaitu :

1.      Oksidoreduktase

2.      Transferase

3.      Hidrolase

4.      Liase

5.      Isomerase

6.      Ligase

Golongan I. oksidoreduktase

Enzim-enzim yang termaksud dalam golongn ini dibagi menjadi dua

bagian yaitu dehidrogenase dan oksidase. Dehidrogenase bekerja pada reaksi-

reaksi dehidrogenase yaitu reaksi pengambilan atom hydrogen dari suatu senyawa

(donor). Hydrogen yang dilepas diterima oleh senyawa lain (aseptor). Reaksi

pembentukkan aldehidadari alcohol merupkan contoh reaksi dehidrogenase.

Enzim yang bekerja pda reaksi ini ialah alcohol dehidrogenase. Disini alcohol

adalah donor hydrogen sedangkan senyawa yang menerima hydrogen adalah suatu

enzim nikotinadenindinukleotida.

Alcohol dehidrogenase

Alcohol + NAD+ aldehida + NADH + H+

Gugus aldehida maupun keton dapat juga bertindak sebagai donor

hydrogen, misalnya pada reaksi pembentukkan asam glierat–3–fosfat ( asam 3–f

osfogliserat) dari gliseraldehida–3–fosfat (3–fosfogliseral–dehida).

Enzim-enzim oksidase juga bekerja sebagai katalis pda reaksi pengambilan

hydrogen dari suatu substrat. Dalam reaksi ini yang bertindak selaku akseptor

hidrogen ialah oksigen sebagai contoh enzim glukosa oksidase bekerja sebagai

katalis pada reaksi oksidasi glukosa menjadi asam glukonat.

Glukosa oksidase

Glukosa + O2 asam glukonat + H2O

Xatin oksidase ialah enzim yang bekerja sebagai katalis pada reaksi oksidasi

xantin menjadi asam urat.

Golongan II. Transferase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja sebagai katalis pada reaksi

pemindahan suatu gugus dari suatu enzim kepada senyawa lain.contoh enzim

yang termasuk golongan ini yaitu metiltransferase, hidroksimetiltransferase,

karboksiltransferase, asiltransferase dan amino transferase atau disebut juga

transaminase. Pembentukkan glisin dari serin merupkan reaksi pemindahan gugus

hidroksi metal. Gugus ini dilepaskan dari molekul serin dengan dibantu oleh

enzim hidroksimetil transferase.

hidroksi metal transferase

CH2 – CH – COOH CH2 – COOH

│ │ │

OH NH2 THFA NH2

glisin

dalam reaksi ini asam tetrahidrofolat (THFA) bekerja sebagai akseptor gugus

beratom C satu.

Golongan III. Hidrolase

Enzim yang termasuk dalam golongan ini bekerja sebagai katalis pada

reaksi hidrolisis. Ada tiga jenis hidrolase yaitu yang memecah ikatan ester,

memecah glikosida dan yang memecah ikatan peptida.

Contohnya :

Esterase ialah enzim yang memecahkan ikatan ester dengan cara hidrolisis

Lipase yaitu enzim yang memecahkan ikatan ester pada lemak sehingga terjadi

asam lemak dan gliserol. Fosfatase ialah enzim yang dapat memecahkan ikatan

fosfat pada suatu senyawa. Amilase dapat memecah ikatan-ikatan pada amilum

hingga terbentuk maltosa. Tiga macam jenis enzim amylase yaitu α amilase, β

amilase, γ amilase.

Golongan IV. Liase

Enzim yang termasuk dalam golongan ini memiliki peranan penting dalam

reaksi pemisahan suatu gugus dri suatu substrat atu sebaliknya. Contoh yitu

dekarboksilase, aldolase dan hidratase.

Piruvat dekarboksilase adalah enzim yang bekerja pada reaksi

dekarboksilasi asam piruvat dan menghasilkan aldehida.

adapun enzim fumarat hidratase berperan dalam reaksi penggabungan satu

molekul H2O kepada molekul asam fumarat dan membentuk asam malat.

Golongan V. Isomerase

Enzim yang termasuk dalam golongan ini bekerja pada reaksi perubahan

intramolekuler misalnya reaksi perubahan glukosa menjadi fruktosa. Perubahan

senyawa L menjadi senyawa D, senyawa sis menjadi senyawa trans dan lain-lain

Contoh enzim ribulosafosft epimerase dan glukosafosfat isomerase.enzim ribulosa

epimerase merupakan katalis bagi reaksi epimerase ribulosa

Golongan VI. Lipase

Enzim yang termasuk golongan ini bekerja pada reaksi-reaksi

penggabungan du molekul. Karena itu enzim-enzim tersebut dinamakan sintetase.

Ikatan yang terbentuk dri penggabungan tersebut adalah ikatan C–O, C–S, C– N

atau C–C. contoh enzim golongan ini antara lain ialah glutamine sintetase dan

piruvat karboksilase. Enzim glutamine sintetase yang terdapat dalam otak dan hati

merupakan ktlis dalam reaksi pembentukan glutamine dari asam glutamate.

Penggunaan enzim dalam kehidupan seharian

Amilase - Terdapat dalam detergen untuk menyingkirkan kotoran seperti

coklat, kari dan telur daripada pakaian. -Ditambah dalam proses pencairan kanji

sebelum penambahan malt dalam industri alkohol.

Protease - Melembutkan daging. -Membantu menanggalkan kulit ikan

dalam industri pengetinan ikan.

Selulase - Melembutkan sayur-sayuran yang tinggi kandungan serabutnya.

-Mengeluarkan kulit daripada bijirin seperti gandum. -Mengasingkan agar-agar

daripada rumpai laut dengan menguraikan dinding sel daun rumpai dan

membebaskan agar-agar yang terkandung dalamnya.

Papain - Enzim yang diperoleh daripada betuk untuk melembutkan daging.

Zimase - Dihasilkan oleh yis untuk memecahkan gula kepada etanol.

Renin - Mendadihkan susu.

Lipase - Mengurangkan lemak dalam makanan seperti daging. -Bertindak

balas terhadap lemak susu dalam penyediaan keju.

Koenzim

Sejumlah besar koenzim membutuhkan komponen untuk dapat berfungsi

sebagai katalis. Komponen ini disebut kofaktor. Kofaktor ini dapat dibagi menjadi

tiga kelompok:

1. gugus prostetik

2. koenzim

3. aktivator

gugus prostetik adalah kelompok kofaktor yang terikat pada enzim dan tidak

mudah terlepas dari enzimnya. Koenzim adalah molekul organic kecil, tahan

terhadap panas, yang mudah terdisosiasi dan dapat dipisahkan dari enzimnya

dengan cara dialisis. Dan activator adalah ion-ion logam yang dapat terikat atau

mudah terlepas dari enzim. Dari tiga kelompok kofaktor diatas peranan koenzim

dn gugus prostetik serta hubungannya dengan vitamin akan dibahas lebih lanjut

dengan beberapa contoh. Vitamin ialah golongan senyawa kimia yang terdapat

dalam jumlah kecil makanan tetapi mempunyai arti yang penting.

Hubungan antara vitamin dan koenzim tampak pada contoh berikut ini :

  niasin adalah nama vitamin yang berupa molekul nikotinamida atau asam

nikotinat. Niasin terdapat dalam jaringan hewan dan tumbuhan.

  Molekul riboflavin atau vitamin B2 terdiri atas D ribitol yang terikat pada cincin

isoalloksazin yang tersubstitusi vitmin ini dikenal dengan factor pertumbuhan.

  Asam lipoat adalah suatu vitamin yang juga merupakan factor pertumbuhan dan

terdapat dalam hati. Sam ini terdapat dalam dua bentuk yaitu teroksidasi dan

bentuk tereduksi, berfungsi sebagai kofaktor pada enzim piruvat dehidrogenase

dan ketoglutarat dehidrogenase yang berperan dalam reaksi pemisahan gugus asli.

  Biotin adalah vitamin yang terdapat banyak dalam hati dan berikatan dengan suatu

protein. Biositin adalah senyawa yang terdiri atas biotin yang berikatan dengan

lisin dan dapat diperoleh dri hidrolisis protein yang mengandung biotin. Biotin

berfungsi sebagai koenzim pada reaksi karboksilasi.

  Tiamin atau vitamin B1 umumnya terdpat dalam keadaan bebas dalam beras atau

gandum. Kekurangan vitamin ini akan mengakibatkan penyakit beri-beri

  Vitamin B6 terdiri dari tiga senyawa yaitu piridoksal, piridoksin dan piridoksamin

ketiga bentuk vitamin ini terdapat pada tumbuhan maupun hewan, terutama pada

beras dan gandum.kekurangan vitamin ini mengakibatkan penyakit dermatitis dan

gangguan pada system saraf pusat.koenzim pada vitamin ini adalah

piridoksalfosfat dan piridoksaminfosfat. Piridoksalfosfat berfungsi sebagai

koenzim reaksi-reaksi metabolisme asam aminio, seperti transaminasi,

dekrboksilase dan rasemisasi.

  Asm folat dan derivatnya terdapat banyak dalam alam.bakteri dalam usus

memproduksi asam folat dalam jumlah cecil. Koenzim yang berasal dari vitamin

ini ialah asam tetrahidrofolat

  Vitamin B-12 sebagaimana diisolasi dari hati adalah sianokobalamina. Vitamin ini

merupakan bagian dari koenzim B-12 yang relative tidak stabil dan bila dikenai

cahaya terurai menjadi hidroksikobalamin sedangkan dengan sianida koenzim B-

12 terurai menjadi sianokobalamin atau vitamin B-12. fungsinya adalh bekerja

pada beberapa reaksi antara lain reaksi pemecahan ikatan C-C ikatan C-O dan

ikatan C-N dengan enzim mutase dan dehidrase

  Asam pantotenat terdapat dalam alam sebagai komponen dalam molekul koenzim

A. vitamin ini diperlukan oleh tubuh sebagai faktor pertumbuhan.

O H CH3

║ │ │

HO2C – CH2 – CH2 – N – C – C – C – CH2OH

N │ │

OH CH3

asam pantotenat

Antibodi

Antibodi adalah protein yang dapat ditemukan pada darah atau kelenjar

tubuh vertebrata lainnya, dan digunakan oleh sistem kekebalan tubuh untuk

mengidentifikasikan dan menetralisasikan benda asing seperti bakteri dan virus.

Mereka terbuat dari sedikit struktur dasar yang disebut rantai. Tiap antibodi

memiliki dua rantai berat besar dan dua [[rantai ringan]. Antibodi diproduksi oleh

tipe sel darah yang disebut sel B. Terdapat beberapa tiper yang berbeda dari rantai

berat antibodi, dan beberapa tipe antibodi yang berbeda, yang dimasukan kedalam

isotype yang berbeda berdasarkan pada tiap rantai berat mereka masuki. Lima

isotype antibodi yang berbeda diketahui berada pada tubuh mamalia, yang

memainkan peran yang berbeda dan menolong mengarahkan respon imun yang

tepat untuk tiap tipe benda asing yang berbeda yang ditemui.

BAB VI

ASAM NUKLEAT

A.Pengertian Asam Nukleat 

Asam nukleat merupakan makromolekul biokimia yang kompleks, terdiri dari

rantai-rantai nukleotida yang menyimpan informasi genetik. Makromolekul

tersebut, merupakan rangkain rangkaian nukleotida (rangkaian

nukleotida=polinukleotida) DNA dan RNA. Jenis asam nukleat yang paling

umum adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam ribonukleat (RNA). Asam

nukleat ditemukan di segala jenis sel makhluk hidup dan virus. Disamping sebagai

penyimpan informasi genetik, asam nukleat juga berperan dalam penyampai pesan

kedua, serta pembentuk molekul dasar untuk adenosin trifosfat.

Nukleotida tersusun dari tiga komponen yaitu: fosfat, gula dan basa nitrogen.

Ketika bergabung menjadi asam nukleat, nukleotida mengandung salah satu dari

ketiga komponen tersebut. Tetapi ketika lepas di dalam sel, nukleutida biasanya

menjadi trifosfat. Energi yang disediakan dalam eksra fosfat digunakan untuk

tujuan lain, yaitu mensintesis polimer. Nukleusida adalah senyawa gula basa. Jadi

nukleutida adalah nukleusida fosfatAsam nukleat terdiri dari dari dua kata yang

menggambarkan identitasnya. Asam karena memang bersifat asam, dan nukleat

mengisyaratkan letaknya yang berada di inti (nukleus). Akan tetapi, pada

kenyataannya selain di inti, asam nukleat juga terdapat di sitoplasma (untuk

makhluk prokariot).

Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang terdapat pada rantai

asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam deoksiribonukleat mengandung

2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang ditemukan pada kedua jenis asam

nukleat tersebut memiliki perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat

ditemukan pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya

pada DNA dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.

B.Macam-macam Asam Nukleat

Ada dua macam asam nukleat yaitu Asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam

ribonukleat (RNA). Dilihat dari strukturnya kedua asam nukleat ini mempunyai

perbedaan terutama terletak pada komponen gula pentosanya. Pada RNA gula

pentosanya adalah ribosa, sedangkan pada DNA gula pentosanya mengalami

kehilangan satu atom O pada posisi C nomor 2, sehingga dinamakan gula 2

deoksiribosa.

RNA dan DNA keduanya memiliki 4 basa (2 purin dan 2 pirimidin) pada rantai

nukleutidanya. Pada RNA terdiri dari:

Purin         : adenin dan guanin

Pirimidin    : sitosin dan urasil

Basa pada DNA sama dengan RNA, yang berbeda hanya pada

pirimidinnya. Pada RNA, pada pirimidinya memiliki sitosin dan urasil sedangkan

pada DNA urasilnya diganti dengan timin. Jadi pirimidin pada DNA terdiri dari:

Sitosin dan Timin. Timin berbeda dengan urasil hanya karena adanya gugus metal

pada posisi nomor 5 timin dapat juga dikatakan sebagai 5 metilurasil

Komponen nukleotida ini ada 3: phospat, gula, dan basa DNA/RNA

Ujung phospat dari nukleotida itu bersifat (-) sehingga ia bersifat asam. Sementara

basa-basa tersebut dibagi menjadi golongan pirimidin dan purin.

Ada perbedaan basa pada DNA dan RNA yaitu:

Jenis asam nukleatBasa

Purin Pirimidin

DNA

 

 

RNA

Guanin

Adenin

 

Guanin

Adenin

Sitosin

Timin

 

Sitosin

Urasil

1. DNA

DNA pertama kali diisolasi dan dipelajari secara intensif oleh Friendrich

Miescher, orang swiss, dalam serangkaian penelitian yang luar biasa mulai pada

tahun 1896. Dia menamakannya "nuklein" karena lokasinya di dalam inti sel.

DNA diisolasi dari organisme dan virus yang berbeda, biasanya memiliki dua

untai komplementer dalam pengaturan heliks ganda. kebanyakan sel molekul

DNA sangat besar sehingga tidak mudah diisolasi dalam bentuk utuh.

Asam deoksiribonukleat, lebih dikenal dengan DNA, adalah sejenis asam nukleat

yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di

dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel.

Secara garis besar, peran DNA di dalam sebuah sel adalah sebagai materi

genetik; artinya, DNA menyimpan cetak biru bagi segala aktivitas sel. Ini berlaku

umum bagi setiap organisme. Di antara perkecualian yang menonjol adalah

beberapa jenis virus (dan virus tidak termasuk organisme) seperti HIV (Human

Immunodeficiency Virus).

DNA merupakan polimer yang terdiri dari tiga komponen utama,

gugus fosfat

gula deoksiribosa

basa nitrogen, yang terdiri dari:

Adenina (A)

Adenina adalah salah satu dari dua basa N purina yang digunakan dalam

membentuk nukleotida dari asam nukleat DNA dan RNA. Pada DNA, adenina

(A) berikatan dengan timina (T) melalui dua ikatan hidrogen untuk membantu

menstabilkan struktur asam nukleat. Pada RNA berberkas ganda (dsRNA), adenin

berikatan dengan urasil (U).

Bersama dengan gula ribosa adenin membentuk nukleosida yang disebut

adenosina, sementara bersama dengan deoksiribosa adenin membentuk

deoksiadenosina. Adenosina dapat berikatan dengan gugus fosfat anorganik

(PO43-). Jika mengikat satu gugus fosfat dinamakan adenosina monofosfat

(AMP), dua gugus fosfat dinamakan adenosina difosfat (ADP), dan tiga gugus

fosfat dinamakan adenosina trifosfat (ATP). ATP merupakan salah satu senyawa

penting dalam metabolisme semua organisme hidup sebagai pembawa energi

kimia untuk berbagai reaksi biokimiawi. Pada teknik PCR, deoksiadenosina

trifosfat (dATP) merupakan satu dari empat nukleotida bebas yang perlu

disediakan sebelum proses dimulai.

Guanina (G)

Guanina merupakan satu dari dua basa N purina yang menyusun DNA dan

RNA. Dalam DNA pilin ganda, guanina berikatan dengan sitosina melalui tiga

ikatan hidrogen. Guanina membentuk nukleosida bersama dengan gula ribosa

yang dinamakan guanosina. Bentuk deoksiguanosina yang berikatan dengan tiga

gugus fosfat anorganik (dGTP) merupakan salah satu bahan baku dalam teknik

PCR.

Secara kimiawi, guanina dapat berada pada dua bentuk tautomer yang

dinamakan tautomerisme keto-enol.

Nama guanina diambil dari guano karena pertama kali diisolasi dari guano

(pupuk kotoran burung).

Sitosina (C)

Sitosina merupakan satu dari dua basa N pirimidina yang dimiliki DNA

dan RNA. Nukleosida ribosanya dinamakan sitidina dan nukleosida

deoksiribosanya dinamakan deoksisitidina. Sitosina berikatan dengan guanina

pada DNA pilin ganda melalui tiga ikatan hidrogen.

Sitidina dapat membentuk nukleotida bila mengikat satu, dua, atau tiga gugus

fosfat anorganik (PO43-) membentuk CMP, CDP, dan CTP (masing-masing

dinamakan sitidina mono-, di-, atau trifosfat). CTP dapat menjadi kofaktor dalam

reaksi enzimatik biokimiawi dan mentransfer satu gugus fosfat bagi ADP untuk

membentuk ATP. Deoksisitidina trifosfat (dCTP) diperlukan dalam PCR sebagai

bahan baku sintesis DNA.

Pada keadaan tertentu, sitosina dapat mengalami deaminasi menjadi urasil.

Mutasi ini biasanya dapat dikenali oleh enzim-enzim yang terlibat dalam reparasi

DNA. Sebagaimana pada urasil, metilasi juga dapat terjadi pada sitosin dengan

bantuan enzim DNA-metil-transferase.

Timina (T)

Timina atau 5-metilurasil merupakan salah satu dari dua basa N pirimidina

yang menyusun DNA. RNA tidak memiliki timina dan, dengan sedikit

perkecualian, urasil menggantikan posisinya. Pada DNA berpilin ganda, timina

akan berikatan dengan adenina melalui dua ikatan hidrogen untuk membentuk

struktur yang stabil.

Timina bersama dengan gula deoksiribosa membentuk nukleosida yang

disebut deoksitimidina atau timidina. Timidina dapat membentuk nukleotida

apabila mengalami fosforilasi menjadi dTMP, dTDP, atau dTTP (deoksitimidina

mono-, di-, atau trifosfat). dTTP diperlukan dalam PCR sebagai salah satu bahan

baku nukleotida.Sebuah unit monomer DNA yang terdiri dari ketiga komponen

tersebut dinamakan nukleotida, sehingga DNA tergolong sebagai polinukleotida.

Rantai DNA memiliki lebar 22-24 Å, sementara panjang satu unit

nukleotida 3,3 Å. Walaupun unit monomer ini sangatlah kecil, DNA dapat

memiliki jutaan nukleotida yang terangkai seperti rantai. Misalnya, kromosom

terbesar pada manusia terdiri atas 220 juta nukleotida.

Rangka utama untai DNA terdiri dari gugus fosfat dan gula yang

berselang-seling. Gula pada DNA adalah gula pentosa (berkarbon lima), yaitu 2-

deoksiribosa. Dua gugus gula terhubung dengan fosfat melalui ikatan fosfodiester

antara atom karbon ketiga pada cincin satu gula dan atom karbon kelima pada

gula lainnya. Salah satu perbedaan utama DNA dan RNA adalah gula

penyusunnya; gula RNA adalah ribosa.

DNA terdiri atas dua untai yang berpilin membentuk struktur heliks ganda.

Pada struktur heliks ganda, orientasi rantai nukleotida pada satu untai berlawanan

dengan orientasi nukleotida untai lainnya. Hal ini disebut sebagai antiparalel.

Masing-masing untai terdiri dari rangka utama, sebagai struktur utama, dan basa

nitrogen, yang berinteraksi dengan untai DNA satunya pada heliks. Kedua untai

pada heliks ganda DNA disatukan oleh ikatan hidrogen antara basa-basa yang

terdapat pada kedua untai tersebut. Empat basa yang ditemukan pada DNA adalah

adenina (dilambangkan A), sitosina (C, dari cytosine), guanina (G), dan timina

(T). Adenina berikatan hidrogen dengan timina, sedangkan guanina berikatan

dengan sitosina. Segmen polipeptida dari DNA disebut gen, biasanya merupakan

molekul RNA

Molekul DNA merupakan molekul double-helix yang memiliki dua untai

polinukleutida (double-stranded). Setiap polinukleutida dari DNA terdiri atas

nukletida-nukleutida yang dihubungkan oleh ikatan phospodiester. Nukleutida

pada molekul DNA mengandung tiga komponen penting, yaitu :

Gula pentosa yang disebut deoxyribose (gula ribosa yang kehilangan atom

oksigen pada atom C nomor 2)

Gugus fosfat, menyusun struktur nukleutida (nukleusida monofosfat)

Basa nitrogen berupa basa purin (adenine dan guanin) dan basa pirimidin (timin

dan sitosin). Basa adenine dari untai yang satu akan berpasangan dengan basa

timin dari untai yang lainnya. Sedangkan basa guanine dari untai yang satu akan

berpasangan dengan basa sitosin dari untai lainnya.

RNA

Pada sel bakteri, sebagian besar RNA ditemukan di sitoplasma, meskipun

beberapa diantaranya bukan berupa ikatan kovalen pada DNA selama

pembentukannya dalan proses transkripsi. Dalam sel eukariotik berbagai bentuk

RNA memiliki distribusi intraselular kusus. Pada sel hati sekitar 11 persen dari

total RNA dalam nukleus, sekitar 15 persen dalam DNA mitokondria, lebih dari

50 persen dalam ribosom, dan sekitar 24 persen dalam sitosol

Asam ribonukleat terdiri dari dari benang panjang ribonukleotida molekul ini

lebih pendek dari DNA dan ditemukan dalam jumlah yang jauh lebih banyak

didalam kebanyakan sel. Pada sel bakteri, sebagian besar RNA ditemukan di

sitoplasma..

Macam-macam RNA

RNA dapat dibedakan menjadi dua kelompok utama, yaitu RNA genetik dan

RNA non-genetik.

RNA genetik

RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yaitu sebagai

pembawa keterangan genetik. RNA genetik hanya ditemukan pada makhluk hidup

tertentu yang tidak memiliki DNA, misalnya virus. Dalam hal ini fungsi RNA

menjadi sama dengan DNA, baik sebagai materi genetik maupun dalam mengatur

aktivitas sel.

RNA non-genetik

RNA non-genetik tidak berperan sebagai pembawa keterangan genetik

sehingga RNA jenis ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup yang juga memiliki

DNA. Berdasarkan letak dan fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi

mRNA, tRNA, dan rRNA.

1. mRNA (messenger RNA) atau ARNd (ARN duta)

RNA messenger berisi empat basa utama. RNA ini disintesis di dalam nukleus

selama proses transkripsi, di mana urutan basa di salah satu rantai DNA

kromosom ini ditranskripsi secara enzimatik dalam bentuk rantai tunggal mRNA,

beberapa mRNA juga dibuat dalam mitokondria. Urutan basa dari rantai mRNA

juga terbentuk komplementer dari rantai DNA yang ditranskripsi. Setelah

transkripsi, mRNA masuk ke dalam sitoplasma dan kemudian ke ribosom, di

mana ia berfungsi sebagai alat untuk memesan asam amino selama biosintesis

protein. Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA di

inti sel menuju ke ribosom di sitoplasma.Meskipun mRNA tembentuk hanya

sebagian kecil dari total sel RNA, namun terjadi banyak bentuk khusus yang

sangat bervariasi dalam berat molekul dan urutan dasar. Masing-masing dari

ribuan protein yang berbeda disintesis oleh sel dikodekan oleh mRNA tertentu

atau bagian dari sebuah molekul mRNA.

2) tRNA (transfer RNA) atau ARNt (ARN transfer)

RNA tranfer adalah molekul yang relatif kecil yang bertindak sebagai

pembawa asam amino tertentu pada individu selama sintesis protein pada

ribosom. RNA jenis ini dibentuk di dalam nukleus, tetapi menempatkan diri di

dalam sitoplasma. Selain itu tRNA bertindak sebagai penerjemah kodon dari

mRNA.. Bagian tRNA yang berhubungan dengan kodon dinamakan antikodon.

3) rRNA (ribosomal RNA) atau ARNr (ARN ribosomal)

RNA ini disebut ribosomal RNA karena terdapat di ribosom meskipun

dibuat di dalam nukleus. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan

fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi dari RNA ribosom

adalah sebagai mesin perakit dalam sintesis protein yang bergerak ke satu arah

sepanjang mRNA. Di dalam ribosom, molekul rRNA ini mencapai 30-46%

Molekul RNA merupakan hasil instruksi DNA yang disintesis melalui

mekanisme transkripsi DNA untuk selanjutnya ditransfer keluar dari inti sel

masuk ke dalam sitoplasma. Molekul RNA memiliki perbedaan yang mendasar

dengan molekul DNA, yaitu :

Gula pentosa penyusun nukleutida bukan deoxyribosa seperti yang dimiliki DNA,

tetapi berupa gula ribosa.RNA tidak memiliki basa nitrogen jenis timin, tetapi

digantikan dengan basa urasil (U). Ketika suatu untai tunggal RNA akan disintesis

melalui mekanisme transkripsi DNA, basa urasil akan dimunculkan sebagai hasil

transkripsi (penyalinan) dari basa adenine untai DNA.

Molekul RNA merupakan molekul untai tunggal polinukleutida (single-

stranded), tidak seperti DNA yang merupakan molekulk double-stranded (untai

ganda).

Tabel perbedaan DNA dan RNA

DNA (Deoxyribo Nukleat Acid)RNA (Ribo

Nukleat Acid)

- Letak Dalam inti sel, mitokondria, kloroplas, senriol.

Dalam inti sel,

sitoplasma dan

ribosom.

- Bentuk Polinukleotida ganda yang terpilin panjang

Polinukleotida

tunggal dan

pendek

- Gula Deoxyribosa Ribosa

- Basanya Golongan purin : adenine dan guanine

Golongan pirimidin : cytosine dan timin

Golongan purin :

adenine dan

guanine

Golongan

pirimidin :

cytosine dan urasil

- Fungsi

- mengontrol sifat yang menurun

- sintesis protein

- sintesis RNA

- sintesis protein

-

Kadarnya

Tidak dipengaruhi sintesis protein.

Letak basa nitrogen dari kedua pita ADN saling

berhadapan dengan pasangan yang tetap yaitu

Adenin selalu berpasangan dengan Timin,

Cytosin dengan Guanin. Kedua pita itu diikatkan

oleh ikatan hidrogen.

Dipengaruhi

sintesis protein.

Macam ARN :

ARN duta

ARN ribosom

ARN transfer

BAB VII

SISNTESIS PROTEIN

A.Pengertian Sintesis Protein

Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida

yang diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti

sel, sitoplasma dan ribosom.

Sintesis protein melibatkan DNA sebagai pembuat rantai polipeptida.

Meskipun begitu, DNA tidak dapat secara langsung menyusun rantai polipeptida

karena harus melalui RNA. Seperti yang telah kita ketahui bahwa DNA

merupakan bahan informasi genetik yang dapat diwariskan dari generasi ke

generasi. Informasi yang dikode di dalam gen diterjemahkan menjadi urutan asam

amino selama sintesis protein. Informasi ditransfer secara akurat dari DNA

melalui RNA untuk menghasilkan polipeptida dari urutan asam amino yang

spesifik. Menurut (Suryo, 2008:59-61) DNA merupakan susunan kimia

makromolekular yang komplek, yang terdiri dari tiga macam molekul yaitu : Gula

pentose yang dikenal sebagai deoksiribosa, Asam pospat, dan Basa nitrogen,

dibedakan atas dua tipe dasar yaitu : pirimidin {sitosin (S) dan timin (T)} dan

purin {adenine (A) dan guanine (G)}.

B. Proses Replikasi DNA                                    

Replikasi adalah proses duplikasi DNA secara akurat. genom manusia

pada satu sel terdiri sekitar 3 milyar dan pada saat replikasi harus diduplikasi

secara akurat (persis tidak boleh ada yang salah). Replikasi adalah transmisi

vertical (dari sel induk ke sel anak supaya informasi genetik yang diturunkan

sama dengan sel induk). Replikasi hanya terjadi pada fase S (pada mamalia),

Replikasi terjadi sebelum sel membelah dan selesai sebelum fase M.

 Proses replikasi DNA

Pertama adanya replication origin, kemudian pembukaan local DNA helix

dan adanya RNA primer synthesis. Replikasi:> ORC menempel pada ACS

(ORI) :> sehingga pilinan membuka dengan bantuan helikase. Helikase akan

menempel untuk membuka pilinan (helix). DNA double helix (bentuk terpilin).

Untuk mereplikasi bila bentuknya terpilin tidak akan pernah bisa sehingga perlu

dibuka pilinannya. Bila membuka pilinan pada salah satu ujung maka ujung yang

lain akan semakin kuat pilinannya sehingga perlu daerah tertentu yang dipotong

untuk membuka pilinan tesebut yang dilakukan oleh helikase. Perlu DNA primase

untuk membuat RNA primer sintesis, karena DNA polymerase tidak bisa

mensintesis tanpa ada primer.

Kemudian terjadi proses replikasi. Karena arah DNA anti parallel maka

perlu Leading-strand dan lagging strand. Dari ORI didapatkan 2 replication

fork.Ada ORI dan helikase yang membuka pilinan terus sampai terbentuk

replication bubble.

Proses replikasi yang di perlukan utama:

1. ORI

2. Helikase

3. Replication bubble

Selanjutnya perlu primase untuk membuka primary. Merah RNA, Biru DNA.

Bubble semakin besar, replikasi berlanjut dan 1 ORI akan membentuk 2

replication fork.

Replication fork pada plasmid

Terdapat 2 parental strand (run occusite direction) yang bersifat

antiparalel: 5’-3’ dan 3’-5’. DNA polymerase hanya mensintesis/mempolimerasi

dari arah 5’-3’. Satu strain bisa secara kontinyu disintesis yaitu yang 5’-3 (leading

strain). Sementara yang 3’-5’ tidak bisa dibentuk, tetapi tetap harus dibentuk

dengan 5’-3’, sehingga perlu satu strain yang terbentuk dari small discontinue

peaces yang disebut sebagai lagging strain. Small peaces disebut okazaki fragmen.

Pada leading strand karena arahnya sudah dari 5’-3’ maka tinggal

menambah saja. Sedangkan pasangannya (lagging strain) karena arahnya 3’-5’

maka hanya diam, tetapi pada titik tertentu akan ditambahkan primase lagi dan

akan mensintesis lagi dari arah 5’-3’ (okazaki fragmen: fragmen2 potongan kecil

yang terjadi pada saat replikasi pada lagging strain)-> Pada lagging strand arahnya

dari 3’-5’..

Protein yang dibutuhkan dalam replication fork yaitu:

- Helicase: fungsinya untuk membuka (unwinding) parental DNA

- Single-stranded DNA-binding protein: untuk menstabilisasi unwinding, untuk

mencegah DNA yang single-stranded agar tetap stabil (tidak double straded lagi).

- Topoisomerase: untuk memotong (breakage) pada tempat-tempat tertentu.

DNA Polimerase yang memiliki DNA single-strand binding protein

monomer yang bertugas untuk mencegah supaya DNA tidak hanya menempel

dengan lawannya tetapi juga bisa membentuk hairpins.

Karena sudah terbuka sehingga ada basa-basa tertentu yang saling

berpasangan sehingga terbentuk hairpins. Supaya tidak terbentuk hairpins maka

didatangkan single strand binding protein supaya tetap lurus dan tidak berbelok-

belok.Topoisomerase, cirinya memotong DNA pada tempat tertentu sehingga

mudah untuk memutar karena sudah dipotong. Tugasnya adalah memasangkan

kembali DNA yang terpotong.

Proses pada leading dan lagging strand berlangsung secara bersamaan,

tetapi proses pada lagging bertahap. Ada DNA polimerase dan sliding clamps.

Sintesis terjadi pada leading strand terlebih dahulu. Pada tahap tertentu DNA

primase akan ditambahkan sehingga clamps-nya datang lagi. Setelah proses

replikasi selesai maka RNA akan segera dibuang digantikan dengan DNA yang

baru.

Perangkat untuk replikasi: DNA polimerasi, brace, clamp, DNA helicase,

single-strand binding protein, primase, topoisomerase.Setelah direplikasi ujung

DNA harus ada telomere (ujung DNA). Bila tidak ada telomere maka kromosom

akan saling menempel sehingga kromosom tidak 46 tetapi dalam bentuk gandeng2

(tidak diketahui).

Chromosome end:

Pada lagging strand, di akhir replikasi ujungnya akan dihilangkan, RNA

juga akan dihilangkan, sehingga hasil replikasi menjadi lebih pendek. Hal ini

terjadi karena menggunakan primer RNA untuk proses replikasi, dan RNA primer

setelah replikasi harus dibuang dan tidak bisa digantikan. Untuk mengatasinya

maka diadakan telomerase yang dibuat berkali-kali. Telomer dibuat oleh enzim

telomerase. Telomer: ujung yang merupakan non coding DNA sehingga kalau

memendek tidak akan menjadi masalah karena tidak mengkode apapun. Telomer

diadakan untuk mengantisipasi pada saat replikasi karena DNA akan memendek.

EXTENDS 3’ PRIMARY GENE –> TELOMERE, dan enzim yang membuatnya :

telomerase. Semua sel selain stem sel tidak punya telomere.

C.Pengertian Transkripsi dan Translasi

Gen memberi perintah untuk membuat protein tertentu. Tetapi gen tidak

membangun protein secara langsung. Jembatan antara DNA dan sintesis protein

adalah RNA. RNA secara kimiawi serupa dengan DNA, terkecuali bahwa RNA

mengandung ribose, bukan deoksiribosa, sebagai gulanya dan memiliki basa

nitrogen urasil, dan bukan timin.

Transkripsi merupakan sintesis RNA berdasarkan arahan DNA. Kedua

asam nukleat menggunakan bahasa yang sama, dan informasinya tinggal

ditranskripsikan atau disalin, dari satu molekul ke molekul lain. Molekul RNA

yang dihasilkan merupakan transkrip penuh dari instruksi-instruksi pembangun-

protein dari gen itu. Jenis molekul RNA ini disebut RNA mesenjer (mRNA),

karena molekul ini membawa pesan dari DNA ke peralatan pensintesis-protein

dari sel tersebut.

Translasi merupakan sintesis polipeptida yang sesungguhnya, yang trejadi

berdasarkan arahan mRNA. Selama tahapan ini terdapat perubahan bahasa: Sel

tersebut harus menerjemahkan (mentranslasi) urutan basa molekul mRNAke

dalam urutan asam amino polipeptida. Tempat-tempat translasi ini ialah ribosom,

partikel kompleks yang memfasilitasi perangkaian secara teratur asam amino

menjadi rantai polipeprtida.

Walaupun mekanisme dasar transkripsi dan translasi serupa untuk

prokariota dan eukariota, terdapat suatu perbedaan penting dalam aliran informasi

genetik di dalam sel-sel tersebut. Karena bakteri tidak memiliki nukleus, DNA-

nya tidak tersegregasi dari ribosom dan perlengkapan pensintasis-protein lainnya.

Transkripsi dan translasi dikopel (dipasangkan), dengan ribosom menempel pada

ujung depan molekul mRNA sewaktu transkripsi masih terus berlangsung.

Sebaliknya, sel eukariotik, selubung nukleus memisahkan transkripsi dan

translasi dalam ruang dan waktu. Transkripsi terjadi di nukleus, dan mRNA

dikirim ke sitoplasma, di mana translasi terjadi. Tetapi sebelum mRNA itu

meninggalkan nukleus, transkrip-transkrip RNA eukariotik dimodifikasi dengan

berbagai cara untuk menghasilkan mRNA akhir yang fungsional. Dengan

demikian, dalam proses dua-langkah ini, transkrip gen eukariotik menghasilkan

pra-mRNA, dan pemrosesan RNA menghasilkan mRNA akhir.

BAB VIII

PENCERNAAN DAN GIZI

A.Pengertian  Sistem pencernaan

Sistem pencernaan atau sistem gastroinstestinal (mulai dari mulut sampai

anus) adalah sistem organ dalam manusia yang berfungsi untuk menerima

makanan, mencernanya menjadi zat-zat gizi dan energi, menyerap zat-zat gizi ke

dalam aliran darah serta membuang bagian makanan yang tidak dapat dicerna atau

merupakan sisa proses tersebut dari tubuh. (Abadi. 2010)

Sistem pencernaan berhubungan dengan penerimaan makanan dan

mempersiapkan nya untuk diasimilasi tubuh. Selain itu mulut memuat gigi untuk

mengunyah makanan, dan lidah yang membantu untuk cita rasa dan menelan.

Beberapa kelenjar atau kelompok kelenjar menuangkan cairan pencerna penting

ke dalam saluran pencernaan. Saluran-saluran pencernaan dibatasi selaput lendir

(membran mukosa), dari bibir sampai ujung akhir esofagus, ditambah lapisan-

lapisan epitelium. (Pearce Evelin C. 2009)

   B.  Fisiologi Sistem Pencernaan

Selama dalam proses pencernaan, makanan dihancurkan menjadi zat-zat

sederhana yang dapat di serap dan digunakan sel jaringan tubuh. Berbagai

perubahan sifat makanan terjadi karena kerja berbagai enzim yang terkandung

dalam cairan pencern. Setiap jenis zat ini mempunyai tugas khusus menyaring dan

bekerja atas satu jenis makanan dan tidak mempunyai pengaruh terhadap jenis

lainnya.

Pitalin (amilase ludah) misalnya bekerja hanya atas gula dan tepung,

sedangkan pepsin hanya atas protein. Satu jenis cairan pencerna, misalnya cairan

pankreas, dapat mengandung beberapa enzim dan setiap enzim bekerja hanya atas

satu jenis makanan. (Pearce Evelin C. 2009)

Enzim ialah zat kimia yang menimbulkan perubahan susunan kimia

terhadap zat lain tanpa enzim itu sendiri mengalami suatu perubahan. Untuk dapat

bekerja secara baik, berbagai enzim tergantung adanya garam mineral dan kadar

asam atau kadar alkali yang tepat. (Pearce Evelin C. 2009)

Fungsi utama sistem pencernaan adalah memindahkan nutrient, air dan

elektrolit dari makanan yang kita makan ke dalam lingkungan internal tubuh.

Manusia menggunakan molekul-molekul organic yang terkandung dalam

makanan dan O2 untuk menghasilkan energi. (Drs. Irianto Kus. 2004)

Makanan harus dicerna agar menjadi molekul-molekul sederhana yang

siap diserap dari saluran pencernaan ke dalam sistem sirkulasi untuk

didistribusikan ke dalam sel. (Abadi. 2010)

Secara umum sistem pencernaan melakukan empat proses pencernaan

dasar, yaitu:

1. Motilitas

Motilitas mengacu pada kontraksi otot yang mencampur dan mendorong

isi saluran pencernaan. Otot polos di saluran pencernaan terus menerus

berkontraksi dengan kekuatan rendah yang disebut tonus. Terhadap aktivitas tonus

yang terus menerus terdapat dua jenis dasar motilitas pencernaan: (Abadi. 2010)

a.     Gerakan propulsif (mendorong) yaitu gerakan memajukan isi saluran

pencernaan ke depan dengan kecepatan yang berbeda-beda. Kecepatan propulsif

bergantung pada fungsi yang dilaksanakan oleh setiap organ pencernaan.

b.     Gerakan mencampur memiliki fungsi ganda. Pertama, mencampur makanan

dengan getah pencernaan. Kedua, mempermudah penyerapan dengan memajankan

semua bagian isi usus ke permukaan penyerapan saluran pencernaan.

2. Sekresi

Sejumlah getah pencernaan disekresikan ke dalam lumen saluran

pencernaan oleh   kelenjar-kelenjar eksokrin. Setiap sekresi pencernaan terdiri dari

air, elektrolit, dan konstituen  organik spesifik yang penting dalam proses

pencernaan (misalnya enzim, garam empedu, dan mukus). Sekresi tersebut

dikeluarkan ke dalam lumen saluran pencernaan karena adanya rangsangan saraf

dan hormon sesuai. (Abadi. 2010)

3. Pencernaan

Pencernaan merupakan proses penguraian makanan dari struktur yang

kompleks menjad struktur yang lebih sederhana yang dapat diserap oleh enzim.

Manusia mengonsumsi tiga komponen makanan utama, yaitu: (Abadi. 2010)

a.    Karbohidrat

       Kebanyakan makanan yang kita makan adalah karbohidrat dalam bentuk

polisakarida, misalnya tepung kanji , daging (glikogen), atau tumbuhan

(selulosa) .Bentuk karbohidrat yang paling sederhana adalah monosakarida seperti

glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

b.    Lemak

         Protein terdiri dari kombinasi asam amino yang disatukan oleh ikatan

peptida. Protein akan diuraikan menjadi asam amino serta beberapa polipeptida

kecil yang dapat diserap dalam saluran pencernaan.

c.    Protein

Sebagian besar lemak dalam makanan berada dalam bentuk trigelsida. Produk

akhir pencernaan lemak adalah monogliserida dan asam lemak.

Proses pencernaan dilakukan melalui proses hidrolisis enzimatik. Dengan

menambahkan H2O di tempat ikatan, lalu enzim akan memutuskan ikatan tersebut

sehinggan molekul-molekul kecil menjadi bebas. (Pearce Evelin C. 2009)

4. Penyerapan

Proses penyerapan dilakukan di usus halus. Proses penyerapan

memindahkan molekul-molekul  dan vitamin yang dihasilkan setelah proses

pencernaan berhenti dari lumen saluran pencernaan ke dalam darah atau limfe.

(Abadi. 2010)

Saluran pencernaan (traktus digestivus) merupakan saluran dengan

panjang sekitar 30 kaki (9 m) yang berjalan melalui bagian tengaj tubuh menuju

ke anus. Pengaturan fungsi saluran pencernaan bersifat kompleks dan sinergistik.

Terdapat empat faktor yang berperan dalam pengaturan fungsi pencernaan, yaitu:

1. Fungsi otonom otot polos

2. Pleksus saraf intrinsik

3. Saraf ekstrinsik

4. Hormon saluran pencernaan

C.Organ saluran pencernaan

Saluran pencernaan terdiri dari mulut, tenggorokan (faring),

kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, rektum dan anus. Sistem

pencernaan juga meliputi organ-organ yang terletak diluar saluran pencernaan,

yaitu pankreas, hati dan kandung empedu.(Drs. Irianto Kus. 2004)

a.     Mulut

Merupakan suatu rongga terbuka tempat masuknya makanan dan air pada

hewan. Mulut biasanya terletak di kepala dan umumnya merupakan bagian awal

dari sistem pencernaan lengkap yang berakhir di anus. (Abadi. 2010)

Mulut merupakan jalan masuk untuk sistem pencernaan. Bagian dalam

dari mulut dilapisi oleh selaput lendir. Pengecapan dirasakan oleh organ perasa

yang terdapat di permukaan lidah. Pengecapan relatif sederhana, terdiri dari

manis, asam, asin dan pahit. Penciuman dirasakan oleh saraf olfaktorius di hidung

dan lebih rumit, terdiri dari berbagai macam bau. (Pearce Evelin C. 2009)

Makanan dipotong-potong oleh gigi depan (incisivus) dan di kunyah oleh

gigi belakang (molar, geraham), menjadi bagian-bagian kecil yang lebih mudah

dicerna. Ludah dari kelenjar ludah akan membungkus bagian-bagian dari

makanan tersebut dengan enzim-enzim pencernaan dan mulai mencernanya.

Ludah juga mengandung antibodi dan enzim (misalnya lisozim), yang memecah

protein dan menyerang bakteri secara langsung. Proses menelan dimulai secara

sadar dan berlanjut secara otomatis. (Abadi. 2010)

b.Tenggorokan ( Faring)

Merupakan penghubung antara rongga mulut dan kerongkongan. Berasal

dari bahasa yunani yaitu Pharynk. Didalam lengkung faring terdapat tonsil

( amandel ) yaitu kelenjar limfe yang banyak mengandung kelenjar limfosit dan

merupakan pertahanan terhadap infeksi. (Drs. Irianto Kus. 2004)

a.       Kerongkongan (Esofagus)

Kerongkongan adalah tabung (tube) berotot pada vertebrata yang dilalui

sewaktu makanan mengalir dari bagian mulut ke dalam lambung. Makanan

berjalan melalui kerongkongan dengan menggunakan proses peristaltik. (Drs.H.

Syaifudin.AMK. 2006)

b.      Lambung

Merupakan organ otot berongga yang besar dan berbentuk seperti kandang

keledai. Makanan masuk ke dalam lambung dari kerongkongan melalui otot

berbentuk cincin (sfinter), yang bisa membuka dan menutup. Dalam keadaan

normal, sfinter menghalangi masuknya kembali isi lambung ke dalam

kerongkongan. (Drs. Irianto Kus. 2004)

Lambung berfungsi sebagai gudang makanan, yang berkontraksi secara

ritmik untuk mencampur makanan dengan enzim-enzim. Sel-sel yang melapisi

lambung menghasilkan 3 zat penting

1). Lendir

Lendir melindungi sel-sel lambung dari kerusakan oleh asam lambung. Setiap

kelainan pada lapisan lendir ini, bisa menyebabkan kerusakan yang mengarah

kepada terbentuknya tukak lambung.

 2). Asam klorida (HCl)

Asam klorida menciptakan suasana yang sangat asam, yang diperlukan oleh

pepsin guna memecah protein. Keasaman lambung yang tinggi juga berperan

sebagai penghalang terhadap infeksi dengan cara membunuh berbagai bakteri.

(Drs. Irianto Kus. 2004)

    3).  Prekursor pepsin (enzim yang memecahkan protein)

c.       Usus halus (usus kecil)

Usus halus atau usus kecil adalah bagian dari saluran pencernaan yang

terletak di antara lambung dan usus besar. Dinding usus kaya akan pembuluh

darah yang mengangkut zat-zat yang diserap ke hati melalui vena porta. Dinding

usus melepaskan lendir (yang melumasi isi usus) dan air (yang membantu

melarutkan pecahan-pecahan makanan yang dicerna). Dinding usus juga

melepaskan sejumlah kecil enzim yang mencerna protein, gula dan lemak. (Drs.H.

Syaifudin.AMK. 2006)

d.      Usus besar

Banyaknya bakteri yang terdapat di dalam usus besar berfungsi

mencerna beberapa bahan dan membantu penyerapan zat-zat gizi. Bakteri di

dalam usus besar juga berfungsi membuat zat-zat penting, seperti vitamin K.

Bakteri ini penting untuk fungsi normal dari usus. Beberapa penyakit serta

antibiotik bisa menyebabkan gangguan pada bakteri-bakteri didalam usus besar.

Akibatnya terjadi iritasi yang bisa menyebabkan dikeluarkannya lendir dan air,

dan terjadilah diare. (Drs. Irianto Kus. 2004)

e.       Usus Buntu (sekum)

     Usus buntu atau sekum (Bahasa Latin: caecus, “buta”) dalam istilah

anatomi adalah suatu kantung yang terhubung pada usus penyerapan serta bagian

kolon menanjak dari usus besar. Organ ini ditemukan pada mamalia, burung, dan

beberapa jenis reptil. Sebagian besar herbivora memiliki sekum yang besar,

sedangkan karnivora eksklusif memiliki sekum yang kecil, yang sebagian atau

seluruhnya digantikan oleh umbai cacing.

f.       Umbai Cacing (Appendix)

   Umbai cacing atau apendiks adalah organ tambahan pada usus buntu.

Infeksi pada organ ini disebut apendisitis atau radang umbai cacing. Apendisitis

yang parah dapat menyebabkan apendiks pecah dan membentuk nanah di dalam

rongga abdomen atau peritonitis (infeksi rongga abdomen). (Drs. Irianto Kus.

2004)

g.      Rektum dan anus

Rektum (Bahasa Latin: regere, “meluruskan, mengatur”) adalah sebuah

ruangan yang berawal dari ujung usus besar (setelah kolon sigmoid) dan berakhir

di anus. Organ ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara feses.

Biasanya rektum ini kosong karena tinja disimpan di tempat yang lebih tinggi,

yaitu pada kolon desendens. Jika kolon desendens penuh dan tinja masuk ke

dalam rektum, maka timbul keinginan untuk buang air besar (BAB). (Drs. Irianto

Kus. 2004)

Mengembangnya dinding rektum karena penumpukan material di dalam

rektum akan memicu sistem saraf yang menimbulkan keinginan untuk melakukan

defekasi. Jika defekasi tidak terjadi, sering kali material akan dikembalikan ke

usus besar, di mana penyerapan air akan kembali dilakukan. Jika defekasi tidak

terjadi untuk periode yang lama, konstipasi dan pengerasan feses akan terjadi.

(Drs.H. Syaifudin.AMK. 2006)

h.      Pankreas

      Pankreas adalah organ pada sistem pencernaan yang memiliki dua fungsi

utama yaitu   menghasilkan enzim pencernaan serta beberapa hormon penting

seperti insulin. Pankreas terletak pada bagian posterior perut dan berhubungan erat

dengan duodenum (usus dua belas jari).

Pankreas melepaskan enzim pencernaan ke dalam duodenum dan

melepaskan hormon ke dalam darah. Enzim yang dilepaskan oleh pankreas akan

mencerna protein, karbohidrat dan lemak. Enzim proteolitik memecah protein ke

dalam bentuk yang dapat digunakan oleh tubuh dan dilepaskan dalam bentuk

inaktif. Enzim ini hanya akan aktif jika telah mencapai saluran pencernaan.

Pankreas juga melepaskan sejumlah besar sodium bikarbonat, yang berfungsi

melindungi duodenum dengan cara menetralkan asam lambung. (Drs. Irianto Kus.

2004)

i.        Hati

Hati merupakan sebuah organ yang terbesar di dalam badan manusia dan

memiliki berbagai fungsi, beberapa diantaranya berhubungan dengan

pencernaan.Organ ini memainkan peran penting dalam metabolisme dan memiliki

beberapa fungsi dalam tubuh termasuk penyimpanan glikogen, sintesis protein

plasma, dan penetralan obat. (Drs. Irianto Kus. 2004)

D.Proses Pencernaan

Proses pencernaan dimulai ketika makanan masuk ke dalam organ

pencernaan dan berakhir sampai sisa-sisa zat makanan dikeluarkan dari organ

pencernaan melalui proses defekasi. Makanan masuk melalui rongga oral (mulut).

Langkah awal adalah proses mestikasi (mengunyah). Terjadi proses pemotongan,

perobekan, penggilingan, dan pencampuran makanan yang dilakukan oleh gigi.

(Drs.H. Syaifudin.AMK. 2006)

Tujuan mengunyah adalah:

1.    menggiling dan memecah makanan

2.     mencampur makanan dengan air liur

3.     merangsang papil pengecap. Ketika merangsang papil pengecap maka akan

menimbulkan sensasi rasa dan secara refleks akan memicu sekresi saliva. Di

dalam saliva terkandung protein air liur seperti amilase, mukus, dan lisozim.

Fungsi saliva dalam proses pencernaan adalah:

a.    Memulai pencernaan karbohidrat di mulut melalui kerja enzim amilase.

b.    Mempermudah proses menelan dengan membasahi partikel-partikel makanan

dengan adanya mukus sebagai pelumas.

c.    Memiliki efek antibakteri oleh lisozim.

d.   Pelarut untuk molekul-molekul yang merangsang pupil pengecap.

e.    Penyangga bikarbonat di air liur menetralkan asam di makanan serta asam yang

dihasilkan bakteri di mulut sehingga membantu mencegah karies.

Selanjutnya adalah proses deglutition (menelan). Menelan dimulai ketika

bolus di dorong oleh lidah menuju faring. Tekanan bolus di faring merangsang

reseptor tekanan yang kemudian mengirim impuls aferen ke pusat menelan di

medula. Pusat menelan secara refleks akan mengaktifkan otot-otot yang berperan

dalam proses menelan. Tahap menelan dapat dibagi menjadi 2, yaitu:

a.       Tahap orofaring: berlangsung sekitar satu detik. Pada tahap ini bolusdiarahkan

ke dalam esofagus dan dicegah untuk masuk ke saluran lain yang berhubungan

dengan faring.

b.      Tahap esofagus: pada tahap ini, pusat menelan memulai gerakan peristaltik

primer yang mendorong bolus menuju lambung. Gelombang peristaltik

berlangsung sekitar 5-9 detik untuk mencapai ujung esofagus.

Selanjutnya, makanan akan mengalami pencernaan di lambung. Di lambung

terjadi proses motilita. Terdapat empat aspek proses motilitas di lambung, yaitu:

a.    Pengisian lambung (gastric filling): volume lambung kosong adalah 50 ml

sedangkan lambung dapat mengembang hingga kapasitasnya 1 liter

b.    Penyimpanan lambung (gastric storage): pada bagian fundus dan korpus

lambung, makanan yang masuk tersimpan relatif tenang tanpa adanya

pencampuran. Makanan secara bertahap akan disalurkan dari korpus ke antrum.

c.    Pencampuran lambung (gastric mixing): kontraksi peristaltik yang kuat

merupakan penyebab makanan bercampur dengan sekresi lambung dan

menghasilkan kimus. Dengan gerakan retropulsi menyebankan kimus bercampur

dengan rata di antrum. Gelombang peristaltik di antrum akan mendorong kimus

menuju sfingter pilorus.

d.   Pengosongan lambung (gastric emptying): kontraksi peristaltik antrum

menyebabkan juga gaya pendorong untuk mengosongkan lambung. (Drs.H.

Syaifudin.AMK. 2006)

Selain melaksanakan proses motilitas, lambung juga mensekresi getah lambung.

Beberapa sekret lambung diantaranya:

1)    HCL: sel-sel partikel secara aktif mengeluarkan HCL ke dalam lumen lambung.

Fungsi HCL dalam proses pencernaan adalah (1) mengaktifkan prekusor enzim

pepsinogen menjadi pepsin dan membentuk lingkungan asam untuk aktivitas

pepsin; (2) membantu penguraian serat otot dan jaringan ikat; (3) bersama dengan

lisozim bertugas mematikan mikroorganisme dalam makanan.

2)    Pepsinogen: pada saat di ekresikan ke dalam lambiung, pepsinogen mengalami

penguraian oleh HCL menjadi bentuk aktif, pepsin. Pepsin berfungsi dalam

pencernaan protein untuk menghasilkan fragmen-fragmen peptida. Karena

fungsinya memecah protein, maka peptin dalam lambung harus disimpan dan

disekresikan dalam bentuk inaktif (pepsinogen) agar tidak mencerna sendiri sel-

sel tempat ia terbentuk.

3)    Sekresi mukus: Mukus berfungsi sebagai sawar protektif untuk mengatasi

beberapa cedera pada mukosa lambung.

4)    Faktor intrinsik: faktor intrinsik sangat penting dalam penyerapan vitamin B12.

vitamin B12 penting dalam pembentukan eritrosit. Apabila tidak ada faktor

intrinsik, maka vitamin B12 tidak dapat diserap.

5)    Sekresi Gastrin: Di daerah kelenjar pilorus (PGA) lambung terdapat sel G yang

mensekresikan gastrin. (Drs.H. Syaifudin.AMK. 2006)

Aliran sekresi getah lambung akan dihentikan secara bertahap seiring

dengan mengalirnya makanan ke dalam usus. Di dalam lambung telah terjadi

pencernaan karbohidrat dan mulai tejadi pencernaan protein. Makanan tidak

diserap di lambung. Zat yang diserap di lambung adalah etil alkohol dan aspirin.

(Pearce Evelin C. 2009)

Makanan selanjutnya memasuki usus halus. Usus halus merupakan tempat

berlangsungnya pencernaan dan penyerapan. Usus halus di bagi menjadi tiga

segmen, yaitu:

a.    Duodenum (20 cm/ 8 inci): pencernaan di lumen duodenum di bantu oleh enzim-

enzim pankreas. Garam-garam empedu mempermudah pencernaan dan

penyerapan lemak.

b.    Jejenum (2,5 m/ 8 kaki)

c.    Ileum (3,6 m/12 kaki)

Proses motalitas yang terjadi di dalam usus halus mencakup:

1)   Segmentasi:proses mencampur dan mendorong secara perlahan kimus. Kontraksi

segmental mendorong kimus ke depan dan ke belakang. Kimus akan berjalan ke

depan karena frekuensi segmentasi berkurang seiring dengan panjang usus halus.

Kecepatan segmentasi di duodenum adalah 12 kontraksi/menit, sedangkan

kecepatan segmentasi di ileum adalah 9 kontraksi/menit. Segmentasi lebih sering

terjadi di bagian awal usus halus daripada di bagian akhir, maka lebih banyak

kimus yang terdorong ke depan daripada ke belakang. Akibatnya, kimussecara

perlahan bergerak maju ke bagian belakang usus halus dan selama proses ini

kimus mengalami proses maju mundur sehingga terjadi pencampuran dan

penyerapan yang optimal.

Komplek motilitas migratif: jika sebagian makanan sudah diserap maka proses

segmentasi akan berhenti dan digantikan oleh komplek motilitas migratif yang

akan “menyapu” bersih usus diantara waktu makan. (Abadi. 2010)

2)   Usus halus mensekresikan 1,5 liter larutan garam dan mukus cair yang disebut

sukus enterikus ke dalam lumen yang fungsinya adalah (1) mukus menghasilkan

proteksi dan limbrikasi; (2) sekresi encer ini menghasilkan H2O untuk ikut serta

dalam pencernaan makanan secara enzimatik. Proses pencernaan di usus halus

dilakukan oleh enzim-enzim pankreas. Dalam keadaan normal, semua produk

pencernaan karbohidrat, protein dan lemak serta sebagian besar elektrolit, vitamin,

dan air diserap oleh usus halus. Sebagian besar penyerapan terjadi di duodenum

dan jejenum.

Organ pencernaan yang terakhir adalah usus besar yang terdiri dari kolon,

sekum, apendiks, dan rektum. Dalam keadaan normal kolon menerima 500 ml

kimus dari usus halus setiap hari. Isi usus yang disalurkan ke kolon terdiri dari

residu makanan yang tidak dapat dicerna, komponen empedu yang tidak diserap,

dan sisa cairan. Zat-zat yang tersisa untuk dieliminasi merupakan feses. Fungsi

utama usus besar adalah untuk menyimpan feses sebelum defekasi. (Drs.H.

Syaifudin.AMK. 2006)

Feses akan dikeluarkan oleh refleks defekasi yang disebabkan oleh sfingter anus

internus (terdiri dari otot polos) untuk melemas dan rektum serta kolon sigmoid

untuk berkontraksi lebih kuat. Apabila sfingter anus eksternus (terdiri dari otot

rangka) juga melemas maka akan terjadi defekasi. Peregangan awal di dinding

rektum menimbulkan rasa ingin buang air besar. Ketika terjaid defekasi biasanya

dibantu oleh mengejan volunter yang melibatkan kontraksi simultan otot-otot

abdomen dan ekspirasi paksa dengan glotis dalam posisi tertutup sehingga

meningkatkan tekanan intra-abdomen yang membantu pengeluaran feses.