KONSEP DASAR BIOKIMIA

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Biokimia berasal dari kata bio artinya organisme hidup, sedangkan kimia adalah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang perilaku dari bahan-bahan kimia. Ilmu Kimia juga menitik beratkan terhadap komposisi bahan dan sifat-sifat yang berhubungan dengan komposisi. Juga mengkonsentrasikan perbedaan interaksi senyawa satu dengan senyawa lainnya dalam reaksi kimia untuk membentuk zat-zat baru (Brady dan Humiston, 1986).

Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari tentang senyawa-senyawa yang ada di dalam sistem hidup, penyusunan senyawa-senyawa tersebut ke dalam sel-sel dan interaksi kimia yang terjadi. Sel-sel pada makhluk hidup tersusun dari biomolekul. Untuk dapat mempertahankan hidup, sel-sel mengalami metabolisme (reaksi pada sel). Dalam metabolisme, sel menyerap energi dari makanan atau nutrisinya, energi ini digunakan untuk membentuk biomolekul penyusun sel.

Ilmu Biokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang peranan berbagai molekul dalam reaksi kimia dan proses yang berlangsung dalam makhluk hidup. Jangkauan ilmu Biokimia sangat luas sesuai dengan kehidupan itu sendiri. Tidak hanya mempelajari proses yang berlangsung dalam tubuh manusia, ilmu Biokimia juga mempelajari berbagai proses pada organisme mulai dari yang sederhana sampai yang kompleks.

I.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk memahami lebih dalam tentang konsep dasar biokomia, pengertian atau pembahasan biokimia dan manfaat mempelajari biokimia. Selain itu makalah ini juga bertujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah biokimia.

I.3 Perumusan Masalah

·         Apa yang dimaksud dengan biokimia ?

·         Apa tujuan mempelajari biokimia ?

BAB II

PEMBAHASAN

DEFINISI BIOKIMIA

           

Biokimia merupakan salah satu cabang sains yang menemukan dua bidang sains yang penting yaitu biologi dan kimia. Biokimia menunjuk mengenai bahan kimia yang dihasilkan oleh benda hidup, kesanya kegunaannya dan cara memanfaatkan bahan aktif tersebut bagi meningkatkan taraf  hidup manusia. Biokimia juga dapat diartikan sebagai ilmu kimia kehidupan yaitu ilmu yang mempelajari tentang dasar kimia kehidupan (kata Yunani, biosberarti “kehidupan” ). Sel merupakan unit struktural dari sistem hidup. Hal ini membawa kita kepada definisi fungsional biokimia sebagai ilmu pengetahuan yang mempelajari unsur-unsur kimia pembentuk sel hidup dan dengan reaksi serta proses yang dijalaninya. Berdasarkan definisi ini, biokimia mencakup berbagai bidang pengetahuan biologi sel, biologi molekuler, dan genetika molekular yang luas. Jadi biokimia adalah meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat senyawa serta reaksi yang terjadi di dalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organisme hidup serta energi yang diperlukan atau dihasilkan (Poedjiadi, 1994).

            Biokimiawan mempelajari molekul dan reaksi kimia terkatalisis oleh enzim yang berlangsung dalam semua organisme. Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen seluler, seperti protein, karbohidrat, lipid, asam nukleat, dan biomolekul lainnya. Saat ini biokimia lebih terfokus secara khusus pada kimia reaksi termediasi enzim dan sifat-sifat protein.

Dalam prosesnya sistem biokimia memiliki aturan ataupun prinsip kerja. Adapun prinsip-prinsip biokimia antara lain yaitu :

·         Struktur kimia dari komponen mahluk hidup dan hubungan antara struktur kimia dengan fungsi biologis

·         Mempelajari metabolisme yaitu keseluruhan reaksi kimia dalam mahluk hidup

·         Proses kimia dan subtansi yang menyimpan dan mengirimkan informasi biologis, serta melekul genetis (sifat genetis).

RUANG LINGKUP BIOKIMIA

Makhluk hidup, baik tumbuhan, hewan maupun manusia terdiri atas unit-unit kecil yang disebut sel. Selama makhluk itu masih hidup banyak sekali proses perubahan yang terjadi di dalam sel. Aktivitas yang terjadi dalam sel inilah yang menunjang fungsi organ-organ dalam makhluk itu dan dengan demikian juga merupakan penunjang terlaksananya fungsi makhluk hidup itu sendiri.
Fenomena kehidupan yang ditandai oleh adanya pertumbuhan dan reproduksi serta hal-hal yang berkaitan merupakan ruang lingkup Biologi dan ilmu-ilmu yang relevan misalnya ilmu kedokteran atau kesehatan.

Di sisi lain Ilmu kimia adalah suatu ilmu tentang benda-benda serta proses perubahannya yang ditinjau berdasarkan susunan dan sifat atom-atom atau molekul yang membentuknya. Jadi Ilmu kimia menitik beratkan pembahasannya pada hubungan antara struktur kimia benda-benda dengan fungsi dan reaksi-reaksinya dengan benda lain. 

Interseksi sudut pandang ilmu kimia dengan biologi merupakan disiplin ilmu yang meninjau organisme hidup serta proses yang terjadi di dalamnya secara kimia. Disiplin ilmu tersebut yaitu Biokimia. Jadi ruang lingkup biokimia antara lain meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat-sifat senyawa serta reaksi kimia yang terjadi dalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas organisme hidup serta energi yang diperlukan atau dihasilkan. Dengan kata lain Biokimia menyangkut dua aspek yaitu struktur senyawa dan reaksi antar senyawa dalam organisme hidup.
Reaksi kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme merupakan bagian penting dan pusat perhatian dalam biokimia. 

SEJARAH BIOKIMIA

Istilah Biokimia diperkenalkan oleh seorang ahli kimia asal Jerman Karl Neuberg (1903) yang mengungkap penelitian ahli kimia Swedia yang bernama Karl Wilhelm Scheele tentang susunan kimia jaringan pada hewan dan tumbuhan. Para peneliti tersebut juga telah mampu mengisolasi asam oksalat, asam laktat, asam sitrat, serta ester dan kasein dari sejumlah bahan yang ditemukan di alam.

Di awal abad ke-19, Friedrich Wohler menjadikan Biokimia sebagai sebuah bidang studi. Hal ini dibuktikan dengan penelitian Wohler yang mengungkap keberadaan urea dalam urine manusia. Urea sendiri dapat dibuat di dalam laboratorium. Caranya adalah dengan memanaskan alkali sianat dan dicampur dengan garam amonium.

Perkembangan Biokimia dilanjutkan dengan penemuan dua bersaudara Eduard dan Hans Buchner yang menyatakan bahwa sel-sel ragi yang telah mati masih mampu untuk menyebabkan terjadinya proses fermentasi gula menjadi alkohol.

Penemuan dua bersaudara ini membuka cakrawala baru dalam Biokimia, yaitu adanya kemungkinan dilakukannya analisis reaksi Biokimia dan proses Biokimia dengan alat laboratorium (in vitro), tanpa perlu menggunakan organisme hidup (in vivo). Penemuan ini dilanjutkan dengan terobosan biokatalis, yaitu katalisator alami yang mampu mempercepat reaksi biokimia.

J.B Sumner (1926) berhasil membuat penemuan lain, yaitu melakukan proses kristalisasi urease dan aplikasinya untuk senyawa organik lainnya. Penemuan Sumner memperkuat indikasi bahwa enzim pada tubuh makhluk hidup meskipun mempunyai struktur yang sangat kompleks ternyata dapat dipelajari dan diteliti walaupun dengan skala laboratorium sekalipun.
Perkembangan Biokimia

Perkembangan Biokimia tidak hanya didominasi oleh ahli-ahli kimia semata. Para ahli Biologi juga menunjukkan perannya. Robert Hooke di awal ke-17 telah melakukan penelitian terhadap sel menggunakan mikroskop. Hal ini sangat membantu observasi untuk meningkatkan pemahaman terhadap struktur sel yang sanagt kompleks.

Di pertengahan abad ke-20, mikroskop electron telah dikembangkan sebagai salah satu alat yang paling berpengaruh terhadap pengamatan sel dan strukturnya. Dengan adanya mikroskop electron, organel-organel yang terdapat di dalam sel seperti mitokondria, retikulum endoplasma, ribosom, kloroplas dan lainnya dapat teramati dengan jelas.

Hal ini sangat berpengaruh terhadap Biokimia, semakin banyak ilmuwan yang berupaya menguak fungsi masing-masing organel tersebut. Meski sampai saat ini masih banyak proses kimia kehidupan yang belum mampu dijelaskan secara ilmiah.

Ahli Biologi lainnya yang menginpirasi para ilmuwan Biokimia adalah Gregor Mendel. Hal ini tak terlepas atas jasa-jasa Mendel terhadap ilmu genetika. Gregor Mendel-lah yang pertama kali mengemukakan tentang pewarisan sifat. Di pertengahan abad ke-19. Di awal abad ke-20 diketahui bahwa pembawa sifat itu adalah gen yang terdapat di dalam kromosom dan diketahui bahwa kromosom terdiri atas protein dan asam nukleat.

Pada 1869, Friedrich Miescher telah berhasil mengisolasi asam nukelat. Isolasi ini dilanjutkan oleh James Watson dan Francis Crick (1953) di abad ke-20 yang berhasil membuktikan bahwa asam deoksiribonukleat (DNA) adalah senyawa pembawa informasi genetika untuk penurunan sifat makhluk hidup.

Mereka berdua juga telah mengungkap struktur DNA yang dobel heliks. Perkembangan selanjutnya adalah ditemukannya RNA untuk proses replikasi DNA, serta proses rekayasa genetika tentu membutuhkan sumbangan besar dari Biokimia.

KETERKAITAN BIOKIMIA DENGAN ILMU LAIN

Semula Ilmu Kimia mempunyai 2 spesialisasi yaitu Kimia anorganik dan Kimia Organik.

Kimia organik merupakan spesialisasi kimia yang mempelajari phenomena kimia dalam bahan alam atau organisme (makhluk hidup).

Sejak sekitar pertengahan abad ke 18- telah dapat dipisahkan beberapa senyawa organic dari makhluk hidup. Sebagai contoh misalnya Karl Wilhelm sheele (1742-1786) telah berhasil memisahkan senyawa gliserol, asamoksala, laktat dan sitrat dari sumber organik yang berasal dari tumbuhkan dan binatang . Friederich W.Struner (1783-1841). Berhasil memisahkan morfina dari opium dan sebagainya.

Pada tahun 1828 Friedrich Wohler menunjukan bahwa Urea yang terdapat dalam urine ternyata dapat dibuat dalam Laboratorium dengan jalan memanaskan alkali sianat dengan garam almonium. Penemuan ini menjadi babak baru dalam perkembangan sudut padang Kimia organic.
Pada abat XIX Eduard dan Hans Buhner menemukan bahwa ekstrak sel-sel ragi yang telah dirusak atau telah mati tetap dapat menyebabkan terjadinya proses peragian / fermentasi. Penemuan ini membuka kemungkinan dilakukan analisis reaksi-reaksi biokimia secara in vitro (di Laboratorium).

Pada tahun 1926 J.B Sumner membuktikan bahwa urease yaitu enzim yang diperoleh dari biji kara pedang (Jack beans) dapat dikristalkan seperti juga senyawa organic lainnya.
Perkembangan dan kemajuan ilmu pengetahuan tersebut memacu perkembangan dan spesialisasi dari kimia organic yaitu Biokimia .

Kimia organic pertama kali dikenal dengan nama kimia zat alam dan biokimia satu sama lain saling jalin menjalani tanpa terlihat adanya garis pembatasan yang tegas. Senyawa yang ternyata merupakan hasil samping metabolisme, misalnya pencernaan, pada hakekatnya telah lama diketahui orang dan sebenarnya adalah zat-zat organic. Senyawa organic yang dikenal sebagai karbohidrat dalam biokimia adalah sumber energi metabolisme orang / binatang, tetapi juga merupakan hasil proses fotosintesa dari tumbuhan.

Meskipun biokimia yang pada hakekatnya merupakan spesialisasi dari kimia organic,namun dalam perkembangannya terdapat perbedaannya yang tajam dalam penekanannya yaitu sebagai brikut :

1.        Kimia organic terutama mempelajari struktur, sifat-sifat dan fisika secara sintesisnya baik secara alami atau in vivo dari zat-zat kimia, bahan alam misalnya cara pembentukan dan peran biologisnya.

2.        Biokimia terutama menekankan pada proses metabolisme primer, yang terdiri dari anabolisme (Reaksi pembentukan) dan katabolisme (Reaksi pemecahan). Metabolisme primer yaitu keseluruhan proses sintesis dan perombakan zat-zat penyusun utama makhluk hidup seperti polisa karida, protein, lemak dan asam nukleat, yang dilakukan oleh organisme untuk kelangsungan hidupnya. Biokimia meliputi sebagian proses-proses kimia organic, bukan saja pada tumbuhan, melainkan juga pada hewan dan makhluk hidup lainnya. 

3.        Biosintesa terutama mempelajari pembentukan molekul alam dari molekul lain yang rumit strukturnya dengan melalui endoorganic yang merupakan ciri khas pada proses-proses anabolic dalam metabolisme. 

MANFAAT BIOKIMIA

Sebagai suatu disiplin ilmu, biokimia mengalami kemajuan berkat penelitian yang telah dilakukan oleh para abli biokimia. Manfaat yang diperoleh tampak pada penerapan hasil-hasil penelitian tersebut.

Pada dasarnya penerapan biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian dan kedokteran. Sebagai contoh biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi terutama pada anak-anak. Biokimia juga dapat menjelaskan hal-hal dalam bidang farmakologi dan toksikologi karena dua bidang ini berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolisme. Obat-obatan biasanya mempengaruhi jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat pembentukan polisakarida pada dinding sel bakteri. Dengan demikian bakteri akan mati karena tak dapat membentuk dinding sel.

Penggunaan pestisida di bidang pertanian telah kita kenal lama. Pada umumnya pestisida bekerja dengan jalan menghambat enzim yang bekerja pada hama atau organisme tertentu. Dalam hal ini biokimia berperan dalam meneliti mekanisme ketja pestisida tersebut sehingga dapat meningkatkan selektivitasnya dan dengan demikian dapat dicegah dampak negatif terhadap lingkungan hidup yang dapat ditimbulkannya. Jadi biokimia juga merupakan komponeri penting dalam pengetahuan tentang lingkungan hidup. Peningkatan kualitas produk dalam bidang pertanian dan peternakan telah dapat diwujudkan dengan menerapkan hasil-hasil penelitian dalam bidang genetika. Rekayasa genetika pada waktu ini telah dilaksanakan dan memberikan hasil yang menggembirakan.

Dengan mempelajari biokimia kita mengetahui tentang reaksi-reaksi kimia penting yang terjadi dalam sel. Hal ini berarti kita dapat memahami proses-proses yang terjadi dalam tubuh. Dengan demikian diharapkan kita akan mampu menghindari hal-hal dari luar yang akan mempengaruhi proses dalam sel-sel tubuh, misalnya kita akan dapat mengatur makanan yang akan kita makan sehingga kita memperoleh manfaat dari makanan secara optimal. Contoh lain kita akan mampu menghindari dampak dari suatu lingkungan yang tercemar oleh, limbah yang membahayakan kesehatan.

Manfaat mempelajari biokimia tersebut tentu dapat kita berikan kepada orang lain, masyarakat atau kepada anak didik apabila kita bekerja sebagai guru. Bagi guru sangat diperlukan adanya suatu wawasan yang luas. Misalnya dalam mengajarkan ilmu kimia, maka pengetahuan kita tentang biokimia akan sangat membantu dalam memberikan contoh-contoh yang dapat menarik perhatian para anak didik.

BAB III

PENUTUP

I.1 Kesimpulan

·         Biokimia sendiri berasal dari kata Yunani, yaitu “bios” yang berarti kehidupan dan kata “chemis” yang bermakna kimia. Biokimia secara istilah didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari berbagai dasar-dasar kimia dan reaksi-reaksi kimia kehidupan serta interaksi molekul dalam sel makhluk hidup.

·         Biokimia bermanfaat di bidang kesehatan, pertanian dsb.

I.2 Saran

Dengan mengetahui beberapa informasi dan pengetahuan tentang biokimia, pembaca diharapkan  memahami dan mengerti ilmu yang tercancum didalamnya serta dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.