MATERI KULIAH PENGANTAR BIOKIMIA

Biokimia adalah kimia mahluk hidup. Biokimiawan mempelajari molekul dan reaksi kimia terkatalisis oleh enzim yang berlangsung dalam semua organisme. Lihat artikel biologi molekular untuk diagram dan deskripsi hubungan antara biokimia, biologi molekular, dan genetika.

Biokimia merupakan ilmu yang mempelajari struktur dan fungsi komponen selular, 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.

Saat ini, biokimia metabolisme sel telah banyak dipelajari. Bidang lain dalam biokimia di antaranya sandi genetik (DNA, RNA), sintesis protein, angkutan membran sel, dan transduksi sinyal.

 

DEFINISI BIOKIMIA

• Biokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi kimia yang terjadi dalam sel atau organisme yang hidup
• Kehidupan tergantung pada reaksi biokimianya
• Reaksi biokimia yang harmonis dalam tubuh menyebabkan kondisi tubuh sehat, sebaliknya penyakit mencerminkan abnormalitas biomolekul, reaksi biokimia atau proses biokimia

 

PERKEMBANGAN 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.

Teknik-teknik ini memungkinkan penemuan dan analisis yang lebih mendalam berbagai molekul dan jalur metabolik sel, seperti glikolisis dan siklus Krebs. Perkembangan ilmu baru seperti bioinformatika juga banyak membantu dalam peramalan dan pemodelan struktur molekul raksasa.

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,
• asam nukleat (DNA, RNA).

DEFINISI REAKSI KIMIA

Reaksi Kimia : adalah reaksi dua zat atau lebih yang menghasilkan zat baru, zat baru tsb berbeda dengan zat asalnya

Misal:

• Perubahan beras → nasi
• Amilum → glukose
• Protein → asam amino
• Lemak → asam lemak

Reaksi kimia dalam tubuh (reaksi biokimia) selalu menggunakan enzim

TUJUAN BIOKIMIA

• Menguraikan dan menjelaskan semua proses kimiawi pada sel hidup dalam pengertian molekuler
• Upaya untuk memahami bagaimana kehidupan bermula

HUBUNGAN BIOKIMIA DENGAN ILMU LAIN

1. Biokimia asam nukleat (DNA dan RNA) → inti ilmu genetika
2. Fisiologi: ilmun tentang faal tubuh, pengkajianya overlaping dengan biokimia
3. Imunologi: penjelasan proses reaksi antigen antibodi (imunoglobulin), reaksi alergi perlu ilmu biokimia
4. Farmakologi: metabolisme obat perlu ilmu biokimia dan fisiologi
5. Toksikologi: ilmu yang mempelajari racun tubuh, perlu biokimia
6. Patologi: ilmu tentang penyakit (inflamasi, cedera sel, kanker), perlu biokimia
7. Mikrobiologi: ilmu tentang bakteri, perlu biokimia
8. Zoologi dan botani: juga perlu biokimia

BEDA UNSUR, SENYAWA DAN MOLEKUL

• Unsur: zat terkecil, yang tidak dapat dibagi lagi
• Contoh unsur kimia: Na, K, Ca, Fe, O, C
• Gabungan dua atau lebih unsur yang sama disebut: molekul
• Contoh: O + O → O2
• Cl + Cl → Cl2
• Gabungan dua atau lebih unsur yang tidak sama disebut: senyawa
• Contoh: H + O → H2O
• Na + Cl → NaCl

UNSUR DAN BIOMOLEKUL TUBUH MANUSIA

• Karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen merupakan unsur utama tubuh manusia
• Kalsium, fosfor, kalium, natrium, klor, magnesium, besi, mangan, yodiun dan unsur lainya memiliki makna biologis dan medis yang sangat penting
• Air, DNA, RNA, protein, polisakarida dan lipid merupakan biomolekul utama tubuh

UNSUR TUBUH MANUSIA

1. C = 50%

2. = 20%

3. H = 10%

4. N = 8,5%

5. Ca = 2,5%

6. K = 1%

7. S = 0,8%

8. Na = 0,4%

9. Cl = 0,4%

10. Mg = 0,1%

11. Fe = 0,01%

12. Mn = 0,001%

13. I = 0,00005%

BIOMOLEKUL TUBUH MANUSIA

BIOMOLEKUL PERSENTASE

1. AIR 61,6 %
2. PROTEIN 17,0 %
3. LEMAK 13,8 %
4. MINERAL 6,1 %
5. KARBOHIDRAT 1,5 %

BIOMOLEKUL DAN FUNGSI

• DNA → bahan genetik (gen)
• RNA → template (cetakan) → sintesa protein (membawa pesan genetik)
• Protein → bahan enzim, hormon, antibodi
• Karbohidrat → sumber energi utama
• Lipid → membran sel, pelarut vitamin ADEK, simpanan energi

MANFAAT BIOKIMIA

1. Hasil penelitian biokimia turut menentukan diagnosis, prognosis dan pengobatan penyakit
2. Pendekatan biokimia sering menjadi unsur fundamental untuk menjelaskan sebab penyakit dan merancang terapi yang tepat
3. Penggunaan berbagai pemeriksaan biokimia laboratorium secara bijaksana merupakan komponen integral dalam penegakan diagnosis dan pemantauan hasil terapi

PENYEBAB PENYAKIT (BIOKIMIA)

1. Penyebab fisik: trauma mekanis, suhu tinggi/rendah, perubahan mendadak tekanan atmosfer, radiasi, syok listrik
2. Penyebab kimia dan obat2an: toksin, obat
3. Penyebab biologi: virus, riketsia, bakteri, fungus, parasit
4. Kekurangan O2: penurunan sirkulasi darah, kekurangan Hb, peracunan enzim oksidatif
5. Genetik: kongenital, molekuler
6. Reaksi imunologis: anafilaksis, hipersensitivitas, autoimune
7. Gangguan keseimbangan gizi: defisiensi gizi, kelebihan gizi
8. Gangguan keseimbangan hormon: defisiensi atau kelebihan hormon

 

REFERENSI

Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003, Biokimia Harper, Edisi XXV, Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC

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

Harper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological Chemistry

Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa: Adji Dharma, Jakarta, EGC

Wirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi, Karbohidrat dan Lipid, Bandung, ITB

Harjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia dasar B, Jakarta, FKUI

Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung, Alfabeta

Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasr-dasar Biokimia, Bandung, UI Press

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

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

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

http://bahankuliahkesehatan.blogspot.com/