BIOKIMIA ( Asam Nukleat )

ASAM NUKLEAT

Asam nukleat berfungsi sebagai penyimpanan sifat keturunan,penyimpanan enersi dan beberapa diantaranya sebagai ko-enzim.

Senyawa ini adalah suatu polimer,satuan penyusunannya disebut mononukleotida.Oleh karena itu asam nukeat juga dinamakan polinukleotida.Atas dasar jenis mononukleotida yang menyusunnya asam nukleat dibagi menjadi : Asam ribonukleat (RNA) dan asam deoksiribonukleat (DNA).Bilamana nukleotida dihidrolis parsial,misalnya dengan asam maka hasilnya adalah basa nitrogen dan gula fosfat,sedangkan kalau dipergunakan alkali maka yang bebas adalah asam fosfat sisanya basa gula, yang terakhir ini disebut nukleosida.Tergantung dari nukleotida yang dihidrolis maka nukleosidanya masing-masing bernama ribonukleosida dan deoksiribonukleosida.Nukleosida yang pertama adalah beberapa yaitu :

adenosine,guanosin,sitidin,uridin,sedangkan yang kedua adalah deoksi adenosine,deoksi guanosin,deoksi sitidin dan deoksi timidin.

		Tabel VII.1. Nama mononukleotida
Basa N	Ribonukleotida		deoksil ribonukleotida
	Nama		Nama
Adenin	adenosin 5' fosfat		deoksil adenosin 5'fosfat
	(asam adenilat;AMP)		(asam deoksi-adenilat;dAMP)
Sitosin	guanosin 5'fosfat		deoksi guanosin 5'fosfat
	(asam guanilat;GMP)		(asam deoksi guanilat;dGMP)
Sitosin	sitidin 5'fosfat		deoksi sitidin 5' fosfat
	(asam sitidilat;CMp)		(asam deoksi sistidilat;dCMP)
Urasil	uridin 5' fosfat
	(asam uridilat :Ump)
Timin			deoksi timidilat 5'fosfat
			9asam deoksi timidilat;dTMP)

ENERSI BIOKIMIA DAN LINGKUNGAN ATP

Salah satu cirri hidup yang dapat diidentifikasikan dari sel atau jasad hidup aialah kemampuan untuk dapat mengekstraksi enersi dari sekelilingnya.Sel fotosintetik dapat  mengekstrak enersi dari sinar matahari. Sel heterotrofik mendapatkan enersinya dari senyawa organic yang berada disekelilingnya dan sel-sel kemotrop mendapatkan enersinya dari senyawa anorganik.

Enersi yang disari dari lingkungannya itu diubah dan disimpan dalam Adenosin Tri fosfat,ATP yang pada waktunya disalurkan ke proses yang membutuhkan enersi.

ATP mempunyai fungsi sebagai senyawa yang dapat mengaktifkan glukosa sebelum senyawa terakhir ini dipecah lebih lanjut melalui proses glikolisa.

Bagian enersi dari bahan makanan yang dapat dipergunakan untuk melakukan kerja seperti biosintesa 9kerja kimia),transfor aktif (kerja osmotic) kontraksi muscular 9kerja mekanik) dan lain-lainnya disebut enersi bebas yang disingkat dengan F.Dalam ilmu biokimia enersi bebas didefinisikan sebagai : bagian dari enersi suatu system yang dapat dipergunakan untuk melakukan kerja pada suhu tekanan dan volume tetap.Bila suatu system berubah dari satu ke lain keadaan maka terjadilah perubahan enersi bebas yang akan mencapai minimum apabila system tersebut mencapai keseimbangan

Dalam ilmu biokimia senyawa yang penting di dalam sel hidup adalah senyawa fosfat organik. Ditinjau dari besarnya perubahan enersi bebas standar-rendah besarnya Δ  ‘ beberapa senyawa yang mengandung fosfat disajikan dalam table dibawah ini

Tabel VIII.2. Enersi bebas standar hidrolisis beberapa senyawa difosforilasi
Senyawa					ΔF˚
				dalam kkal/mol
Fosfeonol pirupat				-14.8
1,3 di-P asam gliserat				-11.8
Fosfokeratin				-10.3
Fosfoarginin				-10.1
ATP (ADP + P)				-7.3
Glukosa - 1 - P				-5
Fruktosa - 6 -P				-3.8
Glukosa - 6 - P				-3.3
Gliserol - 1 - P				-2.2

Senyawa seperti ATP,oleh karena dapat menyimpan enersi yang besar,atau pada pembentukannya memerlukan enersi yang besar dinamakan senyawa enersi tinggi.Enersi yang besar tadi sebenarnya dipergunakan untuk membentuk ikatan anhidrida yang terbentuk akibat reaksi antara Asam adenosine difosfat dan asam fosfat.

ENZIM

Enzim adalah protein yang khusus disintesa oleh sel hidup untuk mengkatalisa reaksi yang berlangsung didalamnya, oleh karena reaksi itu banyak sekali maka biokatalisator yang dibentuk jumlahnya maupun jenisnya tak terhitung banyaknya.

Kata enzim berasal dari “ en zyme “ yang berarti dalam ragi (yeast), mulai dipakai semenjak tahun 1877.Pada tahun 1897 E.Buchner dapat mengekstrak zat yang terdapat didalam ragi yang selanjutnya senyawa itu dapat melangsungkan fermentasi alcohol tanpa berhubungan dengan struktur sel ragi itu sendiri.Dengan berhasilnya pekerjaanisolasi ini maka tidak ada lagi perbedaan antara kedua istilah yang dikemukakan oleh L.Pasteur diatas.

Klasifikasi dan tatanama

Dasar untuk mengklasifisikan enzim ada beberapa yaitu: atas nama subsrat yang dikatalisa, nama jasad hidup yang menghasilkan enzim, dan jenis reaksi yang dikatalisa

Contoh yang pertama ialah: sakarase, proteinase; yg kedua misalnya papain, fisin dan lain sebagainya. Dasar klasfikasi yang sampai saat ini dipergunakan secara resmi adalah, jenis reaksi reaksi yang dikatalisa oleh enzim. Untuk membedakan jenis enzim dalam 1 golongan di pergunakan substrat.Atas dasar jenis reaksinya maka enzim dibagi menjadi 6 golongan yaitu :

1.      Oksidoreduktase

2.      Transferase

3.      Hidrolase

4.      Liase

5.      Isomerase

6.      Ligase

Oksidoreduktase terbagi menjadi 5 sub-golongan yaitu golongan enzim yang mengkatalisa substrat

Transferase ada 8 sub-golongan diantaranya adalah enzim yang memindahkan gugus : berkarbon satu :aldehidik atau ketonik;asil;fosfat dan gugus yang mengandung S

Hidrolase enzim yang bekerjanya menghidrolisis substrat yang dapat dibagi lagi menjadi enzim yang mengandung ikatan :ester;glikosidik;peptide; lain-lain ikatan C-N dan anhirida

Liase hanya mempunyai 3 sub-golongan yaitu yang mengkatalisa reaksi addisi

Isomerase mengkatalisa semua reaksi isomeri termasuk reaksi resemasi

Ligase adalah enzim pembentuk ikatan dengan bantuan energy yang berasal dari pemecahan ATP.

Contoh cara memberikan nama adalah sebagai berikut :

Reaksi : alcohol + NAD +→ aldehida + NADH

Nama sistematik alcohol : NAD oksidoreduktase

Nama trivial : alcohol dehidrogenase

Reaksi : ATP + keratin → kreatinfosfat + ADP

Nama sistematik : ATP : keratin fosfotransferase

Nama trival : keratin kinase

Reaksi : trigiliserida + O → digliserida + asam lemak

Nama sistematik : gliserol-ester hirolase

Nama trivial : lipase

Kofaktor

Untuk aktifitasnya kadang-kadang enzim itu membutuhkan kofaktor,yang bisa berupa senyawa organik dengan berat molekul cukup tinggi atau logam.Senyawa organik itu terikat pada bagian protein Enzim.Bila ikatan itu kovalen maka kofaktor tadi disebut ko-enzim dan jika terikat erat melalui ikatan kovalen maka dinamakan gugus prosthesis.Pada umumnya dua kofaktor itu tidak dibedakan dan disebut sebagai koenzim saja.Apabila enzim itu terdiri dari bagian seperti diterangkan diatas maka keseluruhan enzim itu dinamakan halo-enzim.Bagian proteinnya dinamakan apo-enzim dan bagian nir-proteinnya disebut koenzim.Fungsi logam pada umumnya ialah untuk memantapkan ikatan antara substrat pada enzim atau mentransfer elektron yang timbul selama proses katalisa.

Senyawa yang fungsinya serupa dengan  adalah   , tambahan fosfat dalam senyawa terakhir ini terdapat pada atom C nomor dua ribose yang terikat secara ester.

Kinetik Reaksi

Walaupun enzim itu adalah katalisator akan tetapi zat tersebut menunjukkan perbedaan yang sangat menyolok apabila dibandingkan dengan katalisator buatan manusia.fungsi khusus enzim antara lain ialah :

1.      Merendahkan enersi aktivasi

2.      Mempercepat reaksi pada suhu dan tekanan tetap tanpa mengubah besarnya tetapan seimbangnya

3.      Mengendalikan reaksi

Mekanisme Katalisa

Spesifikasi enzim yang banyak menarik perhatian para ahli ada dua,yamg pertama adalah bahwa enzim menunjukkan spesifisitasnya yang amat tinggi.Hanya jenis reaksi tertentu yang dapat dikatalisa oleh enzim tertentu dan hanya substrat tertentu yang dapat dikatalisa.

Yang kedua ialah bahwa enzim mempunyai tenaga katalitik yang amat besar dapat dibuktikan dengan kecepatan reaksinya yang bisa mencapai    kali disbanding dengan reaksi tanpa katalisator pada PH dan suhu baku.Dua cirri khas yang dimiliki oleh enzim tadi disebabkan karena enzim mempunyai sisi aktif ,yaitu suatu sisi yang ada pada enzim yang dapat melakukan fungsi pengarahan, pengikatan dan katalisa,yang tidak terdapat pada protein umumnya.

METABOLISME

Semua perubahan kimia dan enersi yang terjadi didalam sel hidup atau karena kegiatannya, dinamakan metabolism. Perubahan yang dimaksud diatas meliputi :

1.      Mengekstraksi enersi dari bahan makanan dan/atau sinar matahari dan mengubahnya menjadi bentuk enersi lain,

2.      Mengubah senyawa yang terdapat di dalam bahan makanan menjadi senyawa yang diperlukan

3.      Mengurangi dan membentuk biomol yang diperlukan bagi selnya.

Ditinjau dari jalannya unsure yang penting yang terdapat dalam bahan maka unsur C,O dan N membentuk sebuah lingkaran yang dapat dilukiskan sebagai berikut ;

Glukosa

 

                    Enersi solar

Sel fotosintetik

Sel heterotrofik

Katabolisme dan anabolisme

Metabolisme dibagi menjadi dua fase,yaitu katabolisme atau fase degradatif dan anabolisme atau fase penyusunan.Dalam tahap katabolisme senyawa yang lebih kompleks diurai menjadi senyawa yang lebih kompleks diurai menjadi senyawa yang lebih sederhana.Anabolisme mempunyai tugas berlawanan daripada katabolisme yaitu menyusun senyawa dasar jadi biomol.Kebutuhan enersi berasal dari ATP yang timbul selama proses katabolisme.

Eksperimen dan biokimia

Ada beberapa cara yang dipergunakan untuk mengetahui proses biokimia yang berlangsung dalam jasad hidup. Cara itu antara lain adalah :

1.      Menggunakan jasad utuh

2.      Menggunakan potongan jaringan yang tipis

3.      Menggunakan benda-benda sel sub-mikroskopis

4.      Melakukan mutasi

5.      Melacak dengan menggunakan unsure isotop

Menggunakan jasad/sel utuh

Pada cara ini perubahan zat kimia yang diberikan kepada jasad tersebut kurang dapat diketahui.Hewan yang sering dipergunakan adalah tikus putih.Selain jasad hidup multiseluler maka sering pula dipergunakan sel hidup ( jasad uniseluler) misalnya ragi.Kebutuhan oksigen dan unsure makanan lainnya,jumlah  yang dibebaskan dapat diketahui dengan menggunakan sel tersebut.

Potongan Jaringan

Dalam cara ini orang lain mengetahui proses kimia apa yang terjadi dalam jaringan tertentu.Sebagai missal ialah jaringan otot dada pada burung merpati.Sebagaimana diketahui burung tersebut kuat sekali terbangnya.Untuk terbang binatang tersebut memerlukan jaringan otot yang kuat yang ada pada dadanya.

Mutasi

Cara untuk mempelajari metabolism intermedier dapat pula dilakukan dengan menggunakan jasa/sel hidup yang mengalami mutasi.Jasad yang sering dilakukan adalah jasad hidup tingkat rendah (bakteri,jamur) karena siklus hidupnya yang pendek jadi dapat mengetahui dengan cepat perubahan atau kelainan yang terjadi.

Metode pelacakan

Pada umumnya unsure yang dipergunakan adalah karbon,nitrogen dan oksigen dalam bentuk senyawa.Melacak dengan menggunakan ursur tersebut diatas dapat dilakukan terhadap jasad utuh,sel,jaringan,baik hewan,tanaman maupun jasad renik.

**************Smoga bermanfaat ***********