PERTEMUAN KE-1 : PENGANTAR KULIAH BIOKIMIA

PERTEMUAN KE-1 : PENGANTAR KULIAH BIOKIMIA
PENDAHULUAN
Biokimia berasal dari kata Biologi dan Kimia, sehingga biokimia merupakan ilmu yang
mengkaji tentang fenomena kimia di dalam sistem biologis (sistem hayati). Biologi adalah ilmu
yang mempelajari tentang makhluk hidup sedangkan kimia adalah ilpu pengetahuan yang
mempelajari tentang struktur dan perubahan (reaksi kimia) suatu materi serta perubahan energi
yang menyertai setiap perubahan materi. Dengan demikian Biokimia mempelajari tentang
struktur dan perubahan materi serta perubahan energi yang menyertai perubahan materi di
dalam sistem hayati atau di dalam makhluk hidup.
Berdasarkan definisi tersebut maka biokimia mempelajari dua aspek, yaitu struktur
materi penyusun makhluk hidup dan reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup beserta
perubahan energi yang menyertainya. Pada aspek pertama, biokimia mempelajari tentang
struktur senyawa-senyawa penyusun benda hidup seperti Karbohidrat, Protein, Lemak, Enzim
dan Asam Nukleat. Pada aspek kedua akan dipelajari reaksi kimia yang terjadi di dalam
makhluk hidup. Reaksi ini disebut dengan metabolisme dan memegang peranan yang sangat
penting di dalam sistem hayati, karena reaksi inilah yang menyebabkan sebuah sel bisa hidup.
Pada pertemuan pertama kuliah ini akan dibahas tentang pengertian dan konsep dasar
Biokimia. Selain penyampaian pendahuluan kuliah, juga dilakukan kontrak belajar untuk
membuat kesepakatan bersama tentang aturan perkuliahan. Manfaat pertemuan pertama ini
bagi mahasiswa adalah untuk memahami arti pentingnya kuliah biokimia dan mengenal dasardasar
ilmu
biokimia,
memahami
aturan
perkuliahan
dan
dapat
secara
konsekuen
melaksanakannya. Relevansi pertemuan ini bagi mahasiswa adalah bahwa biokimia merupakan
salah satu ilmu yang wajib dikuasai karena terkait dengan disiplin ilmu lain sehingga akan
bermanfaat jika mahasiswa akan mendalami ilmu lain yang relevan.
PENYAJIAN
Konsep dasar Biokimia
Ada sebuah pertanyaan menarik, yaitu mengapa sebuah sel yang tersusun dari benda
tak hidup bisa hidup, tumbuh dan berkembang. Sifat ini tidak dijumpai pada makhluk tak hidup.
Apa yang menyebabkan hal ini bisa terjadi? Pertanyaan semacam ini bisa terjawab dengan
mempelajari biokimia. Sebuah sel bisa hidup karena terdiri dari materi-materi sebagai perangkat
kehidupan dan adanya reaksi kimia yang mampu mengkonversi energi eksternal menjadi energi
yang diperlukan oleh sel.
Materi penyusun benda hidup merupakan senyawa-senyawa organik yang sangat khas
karena tidak dijumpai pada makhluk tak hidup. Materi penyusun benda hidup ini akan dipelajari
pada bab-bab selanjutnya. Penyusun benda hidup yang dijumpai pada hampir semua makhluk
hidup antaralain adalah Air, Karbohidrat, Lipida, Protein, Enzim dan Asam Nukleat. Struktur,
sifat dan fungsi senyawa-senyawa di dalam sistem hayati tersebut akan dipelajari pada
pertemuan selanjutnya. Secara garis besar senyawa-senyawa tersebut mempunyai struktur,
karakter dan fungsi khas sebakut :
1. Air : adalah molekul paling penting di dalam sistem hayati setelah oksigen. Struktur air
sangat sederhana karena hanya terdiri dari dua atom H dan satu O. Namun demikian
sifat fisik air sangat luar biasa karena titik didih, titik leleh dan kalor penguapannya yang
tinggi. Air adalah media reaksi dan pelarut yang baik bagi sebagian metabolit di dalam
sel.
2. Karbohidrat : adalah senyawa yang terdiri dari tiga macam unsur yaitu C, H dan O.
strukturnya polimer, dimer atau monomer dengan gugus fungsi aldehid, keton dan
alkohol. Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi dan penyusun asam nukleat.
3. Lipida : adalah senyaw yang tak larut di dalam air, tersusun atas C, H dan O dengan
struktur dan fungsi yang sangat beragam. Fungsi lipida di dalam sistem hayati antara
lain adalah sebagai sumber atau cadangan energi, penyusun membran sel, prekursor
hormon, emulsifier dan fungsi-fungsi khusus sebagai metabolit sekunder.
4. Protein : merupakan senyawa yang memiliki fungsi paling luas di dalam sistem hayati,
karena merupakan penyusun utama sel, berperan sebagai katalis dalam bentuk enzim,
antibodi dll. Protein juga merupakan sifat fenotipe dari makhluk hidup dan merupakan
senyawa khas yang membedakan suatu individu dengan individu lain. Protein adalah
suatu polimer dari monomer asam amino yang terdiri dari unsur C, H, O dan N.
5. Asam Nukleat : adalah materi genetik atau materi yang diwariskan kepada generasi
selanjutnya sehingga suatu spesies dapat dipastikan memiliki keturunan yang sama
dengan spesiesnya induknya. Asam nukleat merupakan materi yang menyandi
pembentukan protein.
Struktur materi-materi ini akan dipelajari lebih jauh di dalam pembelajaran biokimia ini.
Selain mempelajari struktur matri penyusun benda hidup, biokimia juga mempelajari tentang
reaksi kimia di dalam sistem hayati. Suatu sel hanya bisa hidup jika sel tersebut mendapatkan
energi. Energi yang diperoleh berasal dari konversi energi cahaya atau energi kimia melalui
rangkaian reaksi kimia yang disebut metabolisme.. Secara umum, konversi energi di dalam
sistem hayati sesuai dengan dua hukum dasar thermodinamika yaitu hukum thermodinamika I
dan thermodinamika II. Kedua hukum ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Hukum Thermodinamika I : “energi di alam semesta tidak dapat diciptakan maupun
dimusnahkan, energi hanya mengalami perubahan dari satu bentuk ke bentuk yang
lain”. Berdasarkan hokum ini maka sel tidak mungkin untuk menghasilkan energi, yang
bisa dilakukan sel hanyalah mengkonversi (mengubah) satu jenis energi yaitu nutrisi
(kimia) atau cahaya menjadi energi yang berguna untuk kehidupan sel.
2. Hukum thermodinamika II : “Setiap perubahan di alam semesta cenderung menuju ke
arah yang tidak teratur”. Dari hukum ini dapat dikatakan bahwa reaksi kimia senantiasa
menuju ke arah tidak teratur atau perubahan entropi (ΔS) positif.
Mekanisme penyimpanan dan transfer energi di dalam metabolisme merupakan suatu
hal yang unik. Energi yang dikonversi dari proses katabolisme harus disimpan sementara untuk
kemudian dipergunakan untuk aktifitas sel dan anabolisme. Untuk menyimpan sementara
energi tersebut maka digunakan suatu senyawa kimia yang disebut adenosin trifosfat (ATP).
Energi yang dikonversi dari katabolisme disimpan dalam bentuk ikatan kovalen antar gugus
fosfat. Saat energi dihasilkan dari proses katabolisme, maka energi tersebut digunakan untuk
membentuk ikatan antara gugus fosfat dengan adenosin trifosfat (ADP), sehingga reaksi
pembentukan ATP dari ADP dan Pi (fosfat) merupakan reaksi yang memerlukan energi. Pada
saat sel memerlukan energi untuk aktifitas ataupun anabolisme, maka ATP terhidrolisis menjadi
ADP dengan cara melepaskan energi. Energi yang dilepaskan tersebut kemudian dapat
PENUTUP
Bahan Diskusi
1. Jelaskan bagaimana benda-benda tak hidup bisa menyebabkan sebuah sel bisa hidup!
2. Jelaskan secara singkat fungsi materi-materi penyusun benda hidup!
3. Jelaskan prinsip hukum thermodinamika I dan II di dalam bioenergetika!
4. Jelaskan peranan ATP dan ADP di dalam metabolisme