dasar biomolekuler

DASAR BIOMOLEKULER

O L E H

KELOMPOK 7

·      M111 13 076 Khadijah Nurutami

·      M111 13 077 Patmawati

·      M111 13 078 Muhammad Fadli Alamsyah

·      M111 13 079 Meylinda Sandodo

·      M111 13 080 Anni Safitri

·      M111 13 081 Muhammad Fajar Bahari

·      M111 13 082 Sri Arfiani Rahim Sila

·      M111 13 083 Muhammad Agung

·      M111 13 084 Lela Satriani Candra

·      M111 13 085 Muthmainnah Aqilah

FAKULTAS KEHUTANAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2 0 1 3

KATA PENGANTAR

            Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaiakan karya tulis ilmiah dengan judul “DASAR BIOMOLEKULER”. Karya tulis ilmiah ini disusun dalam rangka memenuhi tugas kelompok dalam mata kuliahan Kimia.

            Atas bimbingan bapak/ibu dosen dan saran dari teman-teman maka disusunlah karya tulis ilmiah ini. Semoga dengan tersusunnya makalah ini diharapkan dapat berguna bagi kami semua dalam memenuhi salah satu syarat tugas kami di perkuliahan. Karya tulis ini diharapkan bisa bermanfaat dengan efisien dalam proses perkuliahan.

            Dalam menyusun makalah ini, penulis banyak memperoleh bantuan dari berbagai pihak, maka penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang terkait. Dalam menyusun karya tulis ini penulis telah berusaha dengan segenap kemampuan untuk membuat karya tulis yang sebaik-baiknya.

Sebagai pemula tentunya masih banyak kekurangan dan kesalahan dalam makalah ini, oleh karenanya kami mengharapkan kritik dan saran agar makalah ini bisa menjadi lebih baik.

            Demikianlah kata pengantar karya tulis ini dan penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat digunakan sebagaimana mestinya. Amin.

                                                                                   Makassar, 29 Nopember 2013

                                                                                                  Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR                                                                                    i

DAFTAR ISI                                                                                                   ii

BAB I      PENDAHULUAN                                                                          1

A.    Latar Belakang                                                                            1

B.     Rumusan Masalah                                                                       1

C.     Tujuan Penulisan                                                                         2

D.    Manfaat Penulisan                                                                       2

BAB II    PEMBAHASAN                                                                             3

1.      Asam Amino dan Protein                                                            3

2.      Karbohidrat                                                                                 10

3.      Lipida                                                                                          23

4.      Asam Nukleat                                                                             30

BAB III   PENUTUP                                                                                       36

A.    Kesimpulan                                                                                 36

B.     Saran                                                                                           36

DAFTAR PUSTAKA                                                                                     37

 

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Biomolekular dimaksudkan adalah molekul-molekul utama yang menunjang berlangsungnya kehidupan, baik sebagai pembentuk struktur sel, sumber energi, pengendalian metabolisme hormonal dan transformasi genetik. Sangat banyak molekul-molekul organik yang berperan dalam kelangsungan kehidupan, namun tidak dikemukakan di sini. Sebagai pengetahuan dasar maka secara singkat akan dikemukakan beberapa sifat kimia dari senyawa biomolekular utama, seperti protein, karbohidrat, lipida, dan asam nukleat. Kajian yang lebih mendalam mengenai biomolekular tersebut dapat dipelajari pada buku-buku kimia organik dan biokimia.

B. Rumusan Masalah

          Dari latar belakang di atas, kita bisa menentukan rumusan masalah yang akan dibahas dalam makalah ini, yaitu :

1.      Apa-apa sajakah yang termasuk senyawa biomolekular?

2.      Bagaimana klasifikasi-klasifikasisenyawa biomolekular?

C. Tujuan Penulisan

          Adapun tujuan dalam penulisan karya ilmiah ini, yaitu :

1.      Sebagai salah satu syarat dalam mengikuti mata kuliah Kimia.

2.      Menambah wawasan tentang biomolekular.

3.      Mengetahui dasar-dasar biomolekular.

D. Manfaat Penulisan

            Adapun manfaat dalam penulisan karya ilmiah ini, yaitu :

1.      Sebagai pedoman untuk menambah pengetahuan dalam membuat suatu karya ilmiah.

2.      Sebagai referensi bagi penulis dalam pembuatan makalah berikutnya.

3.      Sebagai bahan bacaan.

BAB II

PEMBAHASAN

1. Asam Amino dan Protein

            Asam amino adalah senyawa organik yang merupakan monomer (satuan pembentuk) protein. Asam amino mempunyai dua gugus fungsi yaitu gugus amino dan gugus karboksil yang terikat pada atom karbon yang sama. Atom karbon yang mengikat gugus amino adalah atom karbon α terhadap karboksil, karenanya dapat disebut asam α amino karboksilat. Rumus asam amino ditunjukkan sebagai berikut.

                                                            R

                                                                α

                                    H₂N                 C                     COOH

                                                           

                                                            H

            Protein adalah salah satu makrobiomolekular yang berfungsi sebagai pembentuk struktur sel dari pada makhluk hidup termasuk manusia. Protein adalah polimer dari asam-asam amino yang tersambung melalui ikatan peptida, oleh karenanya dapat juga disebut polipeptida. Hal yang menarik bahwa protein pada semua bentuk kehidupan mengandung 20 jenis asam amino, namun interkoneksinya menghasilkan ragam makhluk hidup yang tak terhingga banyaknya. Rumus dan nama 20 jenis asam-asam amino pembentuk protein diberkan pada bagian berikutnya.                 

1.1 Tatanama Asam Amino

Nama biasa (umum) dan singkatan, serta kimia/secara sistematik ditunjukkan di bawah.

Nama Biasa    Nama Sistematika                             Rumus Struktur

Alanin (Ala)    As. 2-amino propanoat                        CH₃-CH-COOH

                                                                                             NH₂

Valin (val)       As. 2-amino-3-metil butanoat             CH₃-CH - CH-COOH

                                                                                             CH₃  NH₂

Leusin (Leu)    As. 2-amino-4-metil-Pentanoat           CH₃-CH-CH₂-CH-COOH

                                                                                             CH₃        NH₂

Isoleusin (Ile)  As. 2-amino-4-metil pentanoat           CH₃-CH₂-CH-CH-COOH

                                                                                                     CH₃ NH₂

Prolin (Pro)      As. Furano metanoat

                                                                                                       NH        COOH

Fenilalanin(fen)  As. 2-amino-3-fenilpropanoat                              CH₂-CH-COOH

                                                                                                                 NH­­₂

Triptofan (Trip) As. 2-amino-3-(3-idolil)-propanoat                        CH₂-CH-COOH             

                                                                                                N

                                                                                                H

Metionin (Met) As. 2-amino-4-(metil tio) butanoat    CH₂-CH₂-CH-COOH

                                                                                    S-CH₃       NH₂

Glisin (Gli)      As. 2 amino etanoat                            H-CH-COOH

                                                                                         NH₂

Serin (Ser)       As. 2 amino-3-hidroksi propanoat      CH₂-CH-COOH

                                                                                    OH   NH₂

Treonin (Tre)   As. 2-amino-3-hidroksi butanoat        CH₃-CH-CH-COOH

                                                                                             OH NH₂

Sistein (Sis)     As. 2-amino-3 merkapto propanoat    CH₂-CH-COOH

                                                                                    SH    NH₂

Tirosin (Tir)     As. 2-amino-3-(p-hidroksi fenil)  HO --               --CH₂-CH-COOH

                        Propanoat                                                                          NH₂

Aspargin (Asn) As. 2-amino suksinat                         NH₂-C-CH₂-CH-COOH

                                                                                             O                      NH₂

Glutamin (Gln) As. 2-amino glutaramat                     NH₂-C-CH₂-CH₂-CH-COOH

                                                                                             O                              NH₂

As. Aspartat    As. 2-amino suksinamat                      HO-C-CH₂-CH-COOH

(Asp)                                                                                  O          NH₂

As. Glutamat   As. 2-Glutarat                                     HO-C-CH₂-CH₂-CH-COOH

(Glu)                                                                                   O                   NH₂

Liain (Lis)       As. 2,6-diamino heksanoat                 CH₂-(CH₂)₃-CH-COOH

                                                                                     NH₃             NH₂

Arginin (Arg)  As. 2-amino-5 guanido valerat            HN-(CH₂)₃-CH-COOH

                                                                            H₂N-C=NH₂       NH₂

Histidin (His)  As. 2 amino-3-imidazol propanoat                          CH₂-CH-COOH

                                                                               HN                     N    NH₂           

1.2 Klasifikasi Asam Amino

Asam amino diatas dapat di klasifikasikan menjadi 4 golongan berdasarkan relatif gugus R-nya ( R= gugus yang terikat pada atom C- α pada asam amino).

a. Asam amino dengan gugus R non polar (tak mengutub)

Asam amino dengan gugus R non polar, adalah gugus yang mempunyai sedikit atau tidak mempunyai selisih muatan dari daerah yang satu ke daerah yang lain. Golongan ini terdiri dari lima asam amino yang mengandung gugus alifatik (alanin, leusin, isoleusin, valin dan prolin) dua dengan R aromatik (fenil alanin dan triptopan) dan satu mengandung atom sulfur (metionin). Pada umumnya golongan asam amino ini bersifat kurang atau tidak larut dalam air.

b. Asam amino dengan gugus R mengutub tak bermuatan

            Golongan ini lebih mudah larut dalam air daripada golongan yang tak mengutub, karena gugus R mengutub dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Termasuk golongan ini adalah serin, treonin, dan tirosin yang kekutubannya disebabkan oleh adanya gugus hidroksil (-OH). Asparagin dan glutamin yang kekutubannya disebabkan oleh gugus amida (-CONH₂) serta sistein oleh gugus sulfidril (-SH).

            Asparagin dan glutamin, masing-masing merupakan bentuk senyawa amida dari asam aspartat dan asam glutamat dan mudah terhidrolisis oleh asam atau basa. Sistein yang mengandung gugus tiol dan tirosin yang mengandung gugus hidroksil fenol bersifat paling mengutub dalam golongan asam amino ini.

c. Asam amino dengan gugus R bermuatan negatif (Asam amino asam)

            Golongan asam amino ini bermuatan negatif pada pH 6,0 – 7,0 dan terdiri dari asam aspartat dan asam glutamat yang masing-masing mempunyai 2 gugus karboksil (-COOH).

d. Asam amino dengan gugus R bermuatan positif (Asam amino basa)

            Golongan asam amino ini bermuatan positif pada pH 7,0 terdiri dari lisin, histidin, dan arginin.

1.3 Stereo Kimia Asam Amino

Semua asam amino yang didapat dari hasil hidrolisa protein. Kecuali glisin, mempunyai sifat aktif optik yaitu dapat memutar bidang polarisasi cahaya bila diperiksa dengan polarimete. Sifat optik aktif disebabkan oleh atom karbon yang asimetris, yaitu atom karbon yang mengikat empat gugus yang berlainan. Jumlah bentuk stereo isomer yang mungkin terjadi sama dengan 2n dimana n adalah jumlah atom karbon yang asimetris.

H-CH-COOH                                                 H                       CH₃-CH₂-C*H-C*H-COOH

    NH₂                                         CH₃-C*-COOH                                      CH₃ NH₂

                                                            NH₂

      Glisin                                          Alanin                                     Isoleusin

Ket :    -Asam amino glisin (tidak punya atom C* assimetri)

            -Asam amino alanin, satu atom asimetri C*

            -Isoleusin dengan dua atom karbon asimetri C*

1.4 Reaksi Asam Amino dan Pembentukan Protein

Gugus karboksil dan gugus amino asam amino memperlihatkan semua reaksi yang dapat diharapkan dari fungsi-fungsi ini. Misalnya pembentukan garam, pengesteran dan asilasi. Di samping itu gugus yang terdapat pada rantai samping (R) juga dapat memberikan reaksi khas asam amino. Beberapa reaksi asam amino yang umum di gunakan antara lain reaksi Ninhidrin, reaksi Edman. Reaksi-reaksi tersebut sangat berguna dalam analisis asam amino. Pengetahuan tentang hal itu dapat dibaca pada buku kimia organik dan biokimia.

Reaksi asam amino yang sangat penting adalah reaksi kondensasi antara asam-asam amino membentuk protein. Interaksi asam-asam amino membentuk protein melalui ikatan kovalen peptida. Dalam hubungan ini maka protein disebut juga polipeptida . ikatan peptida adalah ikatan antara gugus karboksil dari satu asam amino dengan gugus amino dari asam amino yang lain.

Bila gugus amino dan gugus hidroksil asam amino bergabung membentuk ikatan peptida . unsur asam aminonya dinamakan residu asam amino. Suatu peptida yang terdiri dari 2 residu asam amino disebut dipeptida. Tiga residu asam amino tripeptida dan seterusnya. Bila peptida mengandung bnyak (katakan lebih dari 10) residu asam amino.peptida itu dinamakan polipeptida. Banyak hormon atau semua protein sederhana adalah polipeptida.

Jika protein-protein hanya terhidrolisa maka polimer-polimer yang lebih kecil yang terbentuk dari asam-asam amino disebut peptida. Sebagai contoh salah satu hasil hidrolisis sebahagian dari sutra adalah glisil-glisin. Merupakan suatu bentuk amida dari dua asam amino glisin. Di bawah ini ditunjukkan suatu dipeptida alanilserin yang ditunjukkan dengan garis yang lebih tebal.

                                                                                                   O     CH₂OH

CH₃-CH-COOH  +  CH₂-CH-COOH      -H₂O       H₂N      C      CH     OH

       NH₂                  OH  NH₂                                       CH      N       C

                                                                                     CH₃     H       O

                                                                     Ikatan peptide          Alanilserin

Menurut perjanjian, struktur peptida selalu ditulis dengan residu asam amino N-ujung ( residu dengan gugus α-karboksil bebas ) di sebelah kiri dan dengan residu C ujung ( residu dengan gugus α-karboksil bebas ) di sebelah kanan. Perhatikan bahwa peptida ini mempunyai satu gugus α-amino bebas dan satu gugus α-kaboksil bebas. Sehingga demikian nama dari suatu peptida diambil dari suatu gabungan nama atau singkatan nama sam-asam amino pembentuknya, yang dimulai dengan asam amino B-ujung dan diakhiri dengan asam amino C-ujung . suatu dipeptida yang terdiri dari alanin, serin diberi nama alanilserin atau nama singkatnya adalah Ala-ser.

Kalau makin panjang suatu rantai peptida, maka jumlah isomer-isomer mungkin akan bertambah banyak pula. Oleh karena itu kurang lebih 8000 tripeptida yang mungkin terbentuk secara teori dari 20 macam asam amino.

Sejumlah peptide kecil ditemukan di dalam beberapa antibiotik seperti basitrisin yang merupakan suatu peptide dan terdapat pada semua sel hewan dan tumbuhan jenis peptide lain yang mempunyai arti khusus yaitu hormon  oksitoksin dan vasopressin.

2. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan salah satu senyawa organic biomakromolekul alam yang banyak di gtemukan dalam makhluk hidup terutama tanaman. Pada tanaman yang berklorofil . karbohidrat dibentuk melalui reaksi antara karbon dioksida dan molekul air dengan bantuan sinar matahari, disebut fotosintesis.

                          Energi

n CO₂+ n H₂O              (CH₂O)n + n O₂

            Pati dalam bentuk utama penyimpanan karbohidrat yang digunakan untuk sunber makanan atau energy, sedangkan selulosa adalah kompenen utama dalam karbohidrat pada tanaman. Glukosa adalah karbohidrat sederhana yang paling banyak diperlukan dalam tubuh manusia. Dua macam karbohidrat yaitu D-ribosa dan 2-Deoksiribosa adalah merupakan penyusun kerangka inti molekul genetic DNA dan RNA. Karbohidrat juga merupakan bagian penting dalam koenzim, antibiotika, tulang rawan, kulit kerang dan dinding sel bakteri.

2.1 Penggolongan Karbohidrat

            Karbohidrat merupakan persenyawaan antara karbon, hydrogen dan oksigen yang terbentuk di alam dengan rumus umum Cn(H₂O)n. Melihat rumus empiris tersebut maka senyawa ini dapat di duga sebagai “hidrat dari karbon”, sehingga disebut karbohidrat. Sejak tahun 1880 telah disadari bahwa gagasan “hidrat dari karbon “ merupakan gagasan yang tidak tepat karena ternyata ada beberapa senyawa yang mempunyai rumus empiris sperti itu, tetapi bukan karbohidrat. Misalnya asam asetat dapat ditulis sebagai C₂(H₂O)₂ dan formaldehida dengan rumus CH₂O nyatanya keduanya bukan .Dengan demikian suatu senyawa termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja tetapi yang paling penting ialah rumus strukturnya.

            Dari rumus struktur akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat yaitu gugus karbonil (aldehid dan keton). Gugus –gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut . Berdasarkan gugus yang ada pada molekul karbohidrat , maka senyawa tersebut dapat didefenisikan sebagai polihidroksialdehida dan polihidroksiketon.

            Berdasarkan jumlah monomer pembentuk suatu karbohidrat maka dapat dibagi atas tiga golongan besar yaitu : monosakarida, oligosakarida, polisakarida. Istilah sakarida berasal dadri bahasa latin (saccharum = gula) dan mengacu pada rasa manis senyawa karbohidrat sederhana. Hasil hidrolisis ketiga kelas utama karbohidrat tersebut saling berkaitan.

                                        H₂O                                             H₂O

       Polisakarida                                Oligosakarida                             Monosakarida

                                        H⁺                                                  H⁺

2.2 Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang tak dapat dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana . jika didasarkan pada gugus fungsinya ,maka monosakarida secara keseluruhan dibagi atas dua golongan besar, yaitu aldosajika mengandung gugus aldehid dan ketosa jika mengandung gugus keton.

H         C ­= O                                 H         CHOH

H         C     OH                                         C = O

H         CHOH                                           H         CHOH

                    Gliseraldehid                                            Dihidroksiaseton

                     (aldosa)                                       (ketosa)

Gliseraldehida adalah aldosa yang paling sedrhana dan dihidroksiaseton adalah ketosa yang paling sederhana pula. Aldosa atau ketosa lainnya dapat diturunkan dari gliseraldehida atau dihidroksiaseton dengan cara menambahkan atom karbon , masing-masing membawa gugus hidroksil.

H-C=O       H-C=O         H-C=O                   H-CHOH   H-CHOH   H-CHOH

H-C-OH     H-C-OH       H-C-OH                 H-C=O       H-C=O       H-C=O          

H-C-OH     H-C-OH       H-C-OH                 H-C-OH     H-C-OH     H-C-OH

H-CHOH   H-C-OH       H-C-OH                 H-C-OH     H-C-OH     H-CHOH

Tetrosa       H-C-HOH    H-C-OH                 H-C-OH     H-CHOH   Tetrosa           

                   Pentosa         H-C-OH                 H-CHOH   Pentosa

                                        Heksosa                 Heksosa

                    Aldosa                                                             Ketosa

            Konfigurasi gliseraldehida dinyatakan sebagai D apabila gugus hidroksil pada atom karbon kiral terletak di sebelah kanan , dan L jika gugus hidroksil di sebelah kiri rumus proyeksi Fischer. Sistem ini juga berlaku padauntuk monosakarida lain dengan cara berikut. Jika atom karbon kiral yang terjauh dari gugus aldehida atau keton memepunyai konfigurasi seperti D-gliseraldehida (hidroksil disebelah kanan), maka senyawa itu adalah D-monosakarida . Jika konfigurasi pada atom karbon terjauh mempunyai konfigurasi yang sama dengan L-gliseraldehida (hidroksil disebelah kiri) maka senyawa itu adalah L- monosakarida.

                     H-C=O                                       H-C=O

                    (H-C-OH)n                                 (H-C-OH)n

                     H-C*-OH                                               HO-C*-H

                     H-CHOH                                      H-CHOH

                     D-Aldosa                                      L-Aldosa

D-Aldosa (OH) pada C* sebelah kanan L-aldosa (OH) pada C*sebelah kiri

2.3 Cincin Piranosa dan Puranosa

            Suatu monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin segi lima disebut firanosa. Furan berarti senyawa heterosiklik oksigen bercincin lima. Demikian pula piranosa berasal dari kata piran yang berarti senyawa heterosiklik oksigen bercincin enam.

                                 Piran                                       puran

Heteroklik oksigen, piran cincin segi enam dan puran cincin segi lima

            Istilah piranosa dan furanosa seringkali digabung dengan nama monosakaridanya, misalnya, D-glukopiranosa untuk cincin segi enam dari D-glukosa atau D-fruktofuranosa untuk cincin segi lima dari fruktosa.

2.4 Rumus Haworth dan Rumus Konformasi

Dalam larutan air hanya sekitar 0,02% glukosa berada dalam bentuk aldehid rantai terbuka , sisanya berada dalam bentuk hemiasetal siklik.

            Meskipun proyeksi Fischer cocok untuk menunjukkan konfirmasi atom-atom disekelilingi karbon-karbon kiral suatu karbohidrat dalam rantai terbuka ,proyeksi ini tidak sesuai untuk menyatakan suatu struktur siklik . Penggambaran struktur siklik dengan baik dikembangkan dengan menggunkan rumus perspektif Haworth. Dengan rumus Haworth , akan terlihat bahwa gugus-gugus yang terikat pada karbon-karbon kiral benar-benar berada dalam kedudukan cis dan trans terahadap yang lain pada cincin itu. Juga rumus Haworth menghilangkan ikatan-ikatan melengkung yang terkesan dibuat-buat pada oksigen cincin.

            Menurut perjanjian, suatu rumus Haworth digambar dengan oksigen cincin berada pada sisi terjauh cincin dan karbon anomerik berada  di sebelah kanan. Gugus CH₂OH ujung diletakkan ditas bidang cincin untuk deret D dan dibawah bidang cincin untuk deret L .Konfigurasi α^- bila gugus hiroksil (OH) terletak dibawah bidang dan beta ^– jika gugus hidroksil (OH) diatas bidang cincin.

            Perhatikan bahwa gugus yang berada di kanan dalam proyeksi Fischer akan terletak di bawah bidang pada rumus Haworth yang datar itu, belum cukup menggambarkan kestabilan cincin piranosa . Suatu piranosa seperti sikloheksana dapat mengalami tekukan cincin agar mencapai keadaan yang stabil , keadaan ini dapat ditunjukkan oleh rumus konformasi.

Jika ada rumus Haworth gugus hidroksi (OH) terletak di bawah bidang, maka rumus konformasi gugus hidroksi (OH) tersebut juga terletak di bawah bidang . Begitupun sebaliknya ,jika gugus hidroksi (OH) pada rumus Haworth terletak di atas bidang . maka pada rumus konformasi pun terletak di atas bidang . Sebagaimana lazimnya bahwa pada gugus-gugus yang besar cenderung berada posisi ekuatorial.

2.5 Beberapa Reaksi Penting Karbohidrat

a. Oksidasi menjadi asam-asam aldonat dan aldarat

Gugus aldehid dapat dengan mudah mengalami oksidasi, demikian halnya dengan aldosa dapat di oksidasi menjadi asam aldonat dengan mudah sehingga dapat dilakukan oleh pereaksi-pereaksi seperti Ag⁺ dan Cu²⁺. Oleh sebab itu aldosa dapat memberikan uji positif dalam uji Tollens, Fehling dan Benedict juga oksidator ringan sekalipun . Seperti larutan Brom yang di Buffer sudah mampu mengoksidasi aldosa.

         O                                                                O                                                                             

         C – H                                                          C - OH                                

H               OH          Ag atau Cu⁺⁺             H                  OH                   

HO             H                                              HO                        H                                

H               OH                                             H             OH                              

H               OH                                             H             OH

     CH₂OH                                                       CH₂OH                                               

   D- glukosa                                            Asam D-glukosa

Oksidasi glukosa menjadi asam aldonat

Pengoksiadasi kuat seperti laritan asam nitrat dapat mengoksiadasi gugs aldehida dan gugus hidroksi ujung (suatu alcohol primer) menjadi asam polihidroksikarboksialat yang dikenal sebagai asam –asam aldarat.

         O                                                            COOH

                                                             

         C – H      

                                                            H                     OH                                                 

H               OH           HNO₃                     HO                   H           

HO             H              Kalor                 H                     OH

H               OH                                     H                     OH                                                      

H               OH

                                                                       

                                                                     COOH

    CH₂OH                                            asam D- glukarat

  D- glukosa

Oksidasi aldosa dengan asam nitrat menjadi D-glukorat (suatu aldarat)

b. Reduksi menjadi alditol

Gugus aldehida dari aldosa dan gugus keton dari ketosa dapat direduksi oleh berbagai zat perduksi, sperti hydrogen katalitik atau suatu hydrogen logam, menghasilkan polialkohol yang disebut dengan alditol.

         O                                                            CH₂OH

                                                             

         C – H      

                                                            H                     OH                                                

H               OH      H₂₊  katalisis              HO                   H           

HO             H                                       H                     OH

H               OH                                     H                     OH                                                      

H               OH

                                                                       

                                                                     CH₂OH

    CH₂OH                                            D glusitol (sorbitol)

  D- glukosa

Reduksi aldosa menjadi D-glusitol

D-glusitol alamiah telah diisolasi dari berbagai buah , lumut dan rumput laut . Molekul D-glusitol digunakan sebagai pemanis makan penderita diabetes.

c. Esterifikasi

            Gugus-gugus hidroksi dalam karbohidrat bersifat seperti gugus hidroksi pada alkohol lain, dapat diesterifikasi. Misalnya dapat diubah menjadi ester melalui reaksi dengan turunan asam. Contoh, perubahan β-D-glukosa menjadi penta asetat dengan anhidrida asam.

d. Glukosidasi

Pengolahan lebih lanjut suatu hemiasetal denagn alcohol akan menghasilkan suau asetat. Asetal monosakarida disebut glikosida.

Perhatikan bahwa hanya satu-satunya gugus hidroksil anomerik yang digantikan oleh gugus –OCH³ . asetal ini disebut glikosida. Penanaman glokosida ditunkan dari nama monosakridannya dengan mengubah akhiran –a menjadi –ida ,sehingga glukosa menjadi glukosida ,mannose menjadi mannosida dan seterusnya.

2.6 Oligasakarida

Oligasakarida yang paling banyak ditemukan adalah disakarida. Disakarida adalah karbohidrat yang terbentuk dari dua satuan monosakarida.  Yang terikat antara satu dengan yang lain melalui ikatan alkosida dalam posisi 1,4- (alfa) atau 1,4 (beta). Dalam bagian ini akan diuraikan empat macam disakarida yang penting, yaitu ,maltosa, seleboisa, laktosa, dan sukrosa.

a. Maltosa

Adalah disakarida yang diperoleh sebagai hasil hidrolisipati. Hidrolisis maltosa selanjutnya menghasilkan glokosa yang. Oleh karena itu, maltosa terdiri dari dua satuan glukosa, terikat antara satu dengan yang lain emelalui ikatan a-1,4 glikosida.

Karbon anemorik dari unit glukosa yang kedua berbentuk hemiasetal yang dapat berada dalam kesetimbangan  dengan alhehidrarantai terbuka. Oleh karena itu, maltosa dapat mengalami oksidasi, sebagaimna gula reduksi yang telah di bahas terdahulu.

b. Selubiosa

Adalah disakarida yang di peroleh dari hidrolisi parisial seluosa. Hidrolisi lebih lanjut dari selulosa menghasilkan D-glokosa. Oleh karena itu, selulosa merupakan perpaduan dua molekul dari D-glokosa melalui ikatan b-1,4-glikosida, jadi merupakan isomer maltosa.

c. Laktosa

Adalah gula utama yang terdapat dalam satu sapi dan manusia (4-8% laktosa). Hidrolisi laktosa menghasilkan D-glukosa dan D-glukosa dalam jumlah yang sama. Karbon anemorik unit glaktosa mempunyai konfigurasi b pada atom C-1 Yang di hubungkan dengan gugus hidroksil atom C-4 dari unit glukosa.

Dalam metabolisme tubuh manusia yang normal, laktosa dihidrolisis secara enzematis menjadi D-glaktosa dan D-glukosa, selanjutnya glaktosa tersebut di ubah menjadi glukosa tidak berfungsilaktosa masih memilki atom karbon anomerik hemiasetal yang dapat mereduksi pereaksi fehling Benedik dan Tollen. Oleh sebab itu masih tergolong sebagai gula produksi.

d. Sukrosa

Sukrosa lebih populer disebut gula pasir. Sukrosa terdapat pada semu tanaman yang mengalami fotosintesis dan berfungsi sebagai sumber energy. Gula ini diperoleh dari tanaman tebu dan bit, tediri dari satu satuan glukosa dan satu satuan fruktosa. Ikatan antara unit glukosa dengan unit fruktosa melalui ikatan glikosida, dengan menggunakan atom karbon anomerik, yaitu atom C – 1 dari unit glukosa terikat melalui oksigen ke atom C – 2 pad uinit fruktosa dan fuktosa merupakan bentuk furanosa.

Oleh karena karbon anomerik dari kedua unit sudah saling berikatan, sehingga setiap unit monosakarida tidak lagi memiliki gugus hemiasetal. Karena itu, sukrosa didalam air tidak berada dalam kestimbangan dengan suatu bentuk aldehida atau keton, sukroa tidak menunjukkan mutarotasi dan bukanah gula pereduksi atau disebut gula non reeduksi, berbeda dengan monosakarida dan disakarida yang telah diuraikan sebelumnya.

Hidolisis sukrosa oleh asam atau enzim invertase, menghasilkan campuran D – glukosa dan D – fruktosa disebut gula inverse. Invertas terdapat dalam ragi beberapa serangga terutama lebah madu. Karena adanya fruktosa bebas maka gula inversi lebih manis dari gula sukrosa. Suatu gula inverse sintetik disebut isomerase yang dibuat dengan isomerisasi enzimatik dari glukosa dalam sirup jagung, digunakan pada pembuatan es krim, minuman ringan dan permen.

2.7 Polisakarida

Tersusun dari banyak unit monokrasida yang terikat antara satu dengan yang lain melalui ikatan glikosida. Hidrolisis total dari polisakarida menghasilkan monosakarida. Dalam bagian ini akan di uraikan secara singkat tentang polisakarida selengkapnya dapat dibaca pada buku biokimia. Beberapa polisakarida yang terpenting, yaitu selulosa, pati (aamilosa dan amilopektin). Glikogen, kitin, akan di kemukakan berikut ini.

a. Selulosa

Selulosa adalah polimer tak bercabang dari glukosa yang dihubungkan melalui ikatan 1,4—β-glikosida 300-15000 unit D – glukosa membentuk rantai lurus, terikat sebagai unit-unit selulosa. Makromolekul selulosa dapat dapat beragregasi membentuk fibril yang terikat melalui ikatan hydrogen antara gugus hidroksil pada rantai yang berseblahan. Serat selulosa yang mempunyai kekuatan fisik yang tinggi terbentuk dari fibril-fibril ini, tergulung seperti spiral dengan arah yang berlawanan menurut sumbu. Diperkirakan sekitar 10¹¹ ton selulosa dibiosintesis tiap tahun, sekitar 5% karbon dialam ini terikat dalam bentuk selulosa, kayu mengandung sekitar 50%, kapas 90%, daun kering 20%.

Manusia tidak dapat mencerna selulosa, sekalipun dapat mencerna pati dan glikogen. Hal ini disebabkan karena adanya perbedaan stereokimia ikatan glikosida pada atom C – 1 setiap unit glukosa. System pencernaan manusia mengandung enzim yang dapat membantu mengkatalsis hidrolisis ikatan α-glikosida. Akan tetapi tidak mempunyai enzim yang diperlukan untuk menghidrolisis β-glikosida. Namun banyak bakteri yang mempunyai β-glikosida dan dapat menghidrolisis selulosa. Rayap misalnya, memiliki bakteri semacam ini dalam ususnya sehingga dapat hidup dengan memakan pokok kayu.

Selulosa tidak termasuk gula pereduksi, karena relatif tidak lagi memiliki atom karbon hemiasetal. Walaupun selulosa memiliki karbon hemiasetat pada ujung ranting, tetapi pengaruhnya tidaklah nyata, karena sangat kecil jika dibandingkan dengan molekulnya yang besar.

b. Pati

Pati merupakan polisakarida yang melimpah setelah selulosa. Berfungsi sebagai penyimpanan energy. Pati banyak tedapat pada padi-padian, kentang, jagung da lain-lain. Pati dapat dipisahkan menjadi dua komponen utama berdasarkan kelarutaan bila dibubur dalam air panas. Sekitar 20% pati adalah amilosa (larut) dan 80% adalah amilopektin (tidak larut).

Amilosa adalah polimer linier dari α-D-glukosa, sekitar 50 sampai 300 unit-unit glukosa yang dihubungkan anntara satu dengan lainnya melalui ikatan 1,4-α-glikosida. Dalam larutan, rantai amiosa berbentuk heliks menyerupai kumparan, karena adanya ikatan dengan konfigurasi α pada setiap unit glukosa. Kumparan yang berbentuk  tabung ini memungkinkan terbentuknya senyawa kompleks dengan molekul lain, terutama molekul-molekul kecil yang dapat masuk  kedalam kumparannya. Warna biru tua yang ditimbulkan pada penambahan yodium pada pati adalah contoh pembentukan kompleks tersebut. Hidrolisis lengkap dari amilosa menghasilkan hanya D-glukos, hidroisis parsial menghasilkan maltose sebagai satu-satunya disakarida.

Amilopektin adalah suatu poisakarida yang jauh lebih besar daripada amilosa, mengandung kurang lebiih 1000 satuan glukosa permolekul. Sebagaimana rantai amilosa, amilopektin -pun memiliki rantai utama yang terdiri dari rantai glukosa dengan ikatan 1,4-α-D-glikosida. Perbedaan antara amilosa dengan amilopektin adalah amilopektin yang memiliki percabangan. Setiap percabangan memiliki kira-kira 24-30 unit glukosa ikatan pada titik percabangan adalah 1,6-α-glikosida. Hidrolisis lengkap terhadap amilopektin menghasilkan hanya glukosa. Namun hidroisis parsial akan menghasilkan maltose dan isomaltosa. Isomaltosa tersebut berasal dari percabangan α-1,6. Campuran oligosakarida yang diperoleh dari hidrolisis parsial amilopektin, dikenal sebagai dekstrin yang dipergunakan sebagai lem, pasta dan kanji tekstil.

c. Glikogen

Adalah polisakarida yang berfungsi sebagai penyimpan glukosa dalam hewan (terutama dalam hati dan otot). Struktur glikogen mirip amilopektin. Yaitu mengandung rantai glukosa yang terikat 1,4-a dengan percabangan 1,6-a. molekul glikogen jauh lebih besar dan lebih bercabang di banding amilopektin. Glikogen mempunyai bobot molekul tinggi, memilki sekitar 100.000 unit glukosa,dengan percabangan terdapat pada setiap 8-12 unit glukosa. Glikogen dihasilkan jika glukosa di serap ke dalam darah dan di angkut ke hati, otot, lalu membentuk polimer dengan bantuan enzim. Glikogen membantu mempertahankan kesetimbangan gula dalam tubuh, dengan jalan menyimpan kelebihan gula yang dicerna dari makanan dan mensuplai ke dalam darah jika diperlukan.

d. Kitin

Adalah polisakarida liner yang mengandung N-asetil-D-glukosamin terikat. Hidrolisis kita menghasilkan 2-amino-2 deoksi-D-glokosa. Kitin banyak terikat dalam protein dan lipida, merupakan komponen utama dalam bangunan serangga.

3. Lipida

Lipid (yunani, Lipos = lemak) adalah sekelompok besar senyawa alam yang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam organic non polar seperti n-heksan. Kloroporm dan dietil eter. Sifat inilah yang membedakan lipid dan karbohidrat. Protein, asam nukleat dan kebanyakan molekul hayati lainnya. Struktur molekul lipid sangat beragam, sehingga kita harus mengingat  banyak gugus fungsi yang telah kita pelajari sebelumnya, senyawa organic yang termasuk kelompok lipid adalah trigliserida, lilin, fosfolipid, glikolip[id, steroid, terpen, prostaglandin.

3.1 Lilin

Adalah sebagian dari kelompok lipid. Secara kimiawi, lilin merupakan ester dari alcohol berantai panjang dengan asam lemak berantai panjang. Panjang rantai hidrokarbon asam maupun alcohol pada lilin biasanya berkisar dari 10 sampai dengan 30 karbon. Bedanya dengan trigliserda adalah, bahwa lakohol pada lililn ialah lakohol monohidrat. Lilin adalah padatan mantap bertitik leleh rendah dapat di temui pada tumbuhan dan hewan. Lilin lebah yang sebagaian besar berupa mirisil palmiat, adalah ester dari mirisil alcohol dan asam palmiat. Lilin berguna untuk melindungi permukaan daun dari penguapan air dan serangan mikroba. Lilin juga melipisi kulit. Rambut dan bulu unggas, sehingga tetap lentur dan kedap air.

                      O

CH₃(CH₂)₁₄ – C – O (CH₂)₂₉CH₃

Mirisil palmitat ester dari mirisil alcohol dengan asam palmitat

Banyak lilin alami telah digantikan oleh bahan tiruan, terutama dari golongan polimer.salah satu diantaranya adalah Carbowax, yakni polimer dari etilen glikol. Lilin tiruan ini sering digunakan dalam kosmetik dan bahan-bahan baku industri.

3.2 Trigliserida

            Trigliserida adalah triester dari asam lemak dan gliserol. Asam lemak adalah karboksilat berantai panjang, yang umumnya memiliki jumlah atom karbon genap, dan dapat memiliki satu atau lebih ikatan rangkap dua (tidak jenuh). Sifat fisik maupun sifat kimia dari trigliserida sangat ditentukan oleh jenis asam lemak pembentuknya. Tingkat kejenuhan dan ketidakjenuhan dari asam lemak menentukan titik leleh dari trigliserida yang dibentuknya. Asam lemak jenuh, umumnya rantainya memanjang dan lebih teratur. Jika terdapat ikatan ganda dua cis dalam rantai asam lemak, maka rantainya akan membelok dan tidak teratur. Semakin banyak terdapat ikatan ganda dua dalam rantai asam lemak, semakin tidak teratur strukturnya dan semakin rendah titik lelehnya.

            Trigliserida tergolong sebagai lipid sederhana, dan merupakan bentuk cadangan lemak dalam tubuh manusia. Persamaan umum pembentukan trigliserida adalah bila ketiga asam lemak yang menyusun trigliserida semua sama maka hasilnya disebut trigliserida sederhana. Misalnya gliserol dan tiga molekul asam stearat akan diperoleh trigliserida sederhana yang disebut gliseril tristearat, atau tristearin. Trigliserida sederhana jarang dijumpai, yang lebih lazim adalah trgliserida campuran, yakni triester dari asam lemak yang tak sejenis.

                                                                                                         O

CH₂-OH                      R₁-COOH                            CH₂-----O------C------R₁

CH-OH         +                        R₂-COOH                                                      O

CH₂-OH                      R₃-COOH                             CH-----O--------C---R₂ + 3H₂O

Gliserol                        3 mol asam lemak                  CH₂-----O-------C---R₃

                                                                                                           O

                                                                                                    Trigliserida

Trigliserida, ester dari gliserol dan tiga asam lemak

            Lemak hewan dan minyak nabati merupakan beberapa trigliserida campuran. Trigliserida campuran dalam lemak mentega misalnya, mengandung paling sediikit 14 macam asam karboksilat. Ukuran kuantitatif yang dapat digunakan untuk menyatakan banyaknya ikatan ester ialah bilangan penyabunan.

            Lemak dan minyak dapat dibedakan berdasarkan pada titik lelehnya, pada suhu kamar lemak berwujud padat, sedangkan minyak berwujud cair. Titik leleh dari lemak dan minyak tergantung pada strukturnya, umumnya meningkat dengan bertambahnya jumlah atom karbon. Banyaknya ikatan ganda dua karbon-karbon dalam komponen asam lemak juga sangat berpengaruh. Trigliserida yang mengandung banyak asam lemah tak jenuh, seperti asam olet dan linoleat aan berwujud minyak (cair), sedangkan trigliserida yang mengandung asam lemak jenuh berwujud padat (lemak), contohnya lemak sapi. Reaksi hidrogenasi mengubah minyak nabati menjadi lemak, misalnya pada industri margarin. Serbuk logam nikel (sebagai katalis) didispersikan ke dalam minyak panas selanjutnya diadisi dengan hidrogen sehingga ikatan ganda dua dari asam lemak tak jenuh 17 derajat Celcius menghasilkan tristearin (titik leleh 55 derajat celcius).

             O                                                                                      O

CH₂-O-C-(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₃                         CH₂---O---C---(CH₂)₁₆CH₃

            O                                                                                      O

CH-O- C - (CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₃      H₂             CH---O--- C --- (CH₂)₁₆CH₃

CH₂–O–C-(CH₂)₇CH=CH(CH₂)₇CH₃                                                CH₂ – O – C - (CH₂)₁₆CH₃

                  O                                                                                     O

            Triolein (minyak)                                                         Tristearin (lemak)

            Trigliserida dapat menjadi tengik dan menimbulkan bau dan cita rasa yang tak enak bila dibiarkan pada udara lembab. Lepasnya asam lemak yang mudah menguap akan menyebabkan bau tengik. Asam-asam ini terbentuk melalui hidrolis ikatan ester atau oksidasi ikatan ganda dua. Hidrolisis lemak atau minyak sering dikatalis oleh enzim lipase yang ada di udara. Bau keringat timbul apabila lipase bakteri mengatalisis hidrolisis minyak dan lemak pada kulit. Ketengikan hidrolitik dapat dicegah atau ditunda dengan menyimpan bahan pangan dalam lemari pendingin. Ketengikan oksidatif, lebih banyak mengakibatkan ketengikan bahan pangan. Ikatan ganda dua dalam komponen asam lemak tak jenuh dari trigliserida terputus dan membentuk aldehid berbobot molekul rendah dan bau tak sedap. Aldehid kemudian dioksidasi menjadi asam lemak berbobot molekul rendah dengan bau yang tak enak. Ketengikan oksidatif memperpendek masa simpan biskuit dan makanan sejenisnya. Antioksidan adalah senyawa yang dapat menunda ketengikan oksidatif. Dua senyawa alami yang sering digunakan sebagai antioksidan ialah asam askorbat (vitamin C) dan α-tokoferol (vitamin E).

            Sebagaimana ester lainnya, trigliserida mudah dihidrolisis dengan bantuan asam atau basa. Hidrolisis minyak atau lemak dengan jalan mendidihkannya dalam larutan natrium hidroksida, disebut penyabunan. Proses ini digunakan dalam pembuatan sabun dan reaksinya disebut reaksi saponifikasi. Sabun adalah garam logam alkali (Na, K, Li) dari asam lemak. Gliserol adalah hasil samping yang penting dari reaksi tersebut di atas. Gliserol diperoleh dengan menguapkan lapisan air, sabun kasar kemudian dimurnikan dan diberi warna dan wewangian sesuai permintaan pasar.

3.3 Fosfolipid

            Fosfolipid adalah lipid berupa ester asam posfat. Dalam membran sel terdapat dua jenis utama fosfolipid, yaitu fosfogliserida dan sfingomyelin. Molekul fosfogliserida terbentuk dari asam lemak berantai panjang (14 sampai 24 karbon), gliserol dan asam fosfat. Ikatan ester fosfat terjadi pada satu gugus hidroksi sedangkan hidroksi lainnya membentuk ester dengan dua asam lemak. Pada umumnya bagian ester fosfat tidak terdapat dalam keadaan bebas, melainkan membentuk senyawa yang lebih kompleks dengan fungsi fiologis tertentu. Contohnya ikatan ester fosfat (fosfotidat) dengan kolin menghasilkan fosfotidilkolin yang lebih dikenal sebagai lesitin yang berfungsi sebagai bahan pelumas sel syaraf dan otak.

3.4 Glikolipid

            Glikolipid ialah molekul lipid yang mengandung unit gula (karbohidrat) biasanya dari gula sederhana seperti glukosa atau galaktosa. Serebrosida adalah salah satu dari glikolipid yang tersusun atas satu sfingosin, asam lemak dan gula. Serebrosida terdapat milimpah dalam jaringan otak.

3.5 Steroid

            Steroid adalah kelompok lipid yang banyak dijumpai dalam tumbuhan dan hewan, steroid tak tersabunkan, karena tak dapat dihidrolisis dalam media basa, berbeda dengan trigliserida dan lipid kompleks. Hubungan kesamaan steroid dengan lipid lainnya terletak pada kelarutannya, steroid tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Beberapa senyawa steroid yang sangat penting dalam kelangsungan hidup makhluk hidup, yaitu hormon, garam empedu, kolestrol dan sejenisnya. Steroid dianggap turunan dari fenanteren, dimana terdapat tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana terpadu membentuk siklopentanahidropenantren yang merupakan kerangka inti dari senyawa steroid.

            Kolestrol adalah salah satu steroid yang mengandung gugus fungsi hidroksil. Kolestrol banyak terdapat dalam jaringan hewan, 10% dari bobot kering otak adalah kolestrol merupakan komponen utama batu empedu. Berbagai macam hormon merupakan kelompok steroid, misalnya hormon testosteron (hormon seks jantan), progesteron (hormon seks betina). Demikian juga banyak obat sintetik adalah turunan steroid, misalnya noretindron (kontraseptik), narankolan (anabolik).

3.6 Terpen

            Salah satu senyawa organik bahan alam yang banyak dijumpai dalam makhluk hidup terutama tumbuhan adalah kelompok terpen. Terpen yang lebih sederhana dikenal sebagai minyak atsiri. Kelompok senyawa ini banyak digunakan sebagai bahan baku farfum dan obat. Terpen terbentuk dari satuan-satuan isopren yang terkondensasi membentuk senyawa terpen yang sederhana monoterpen sehingga politerpen seperti karet alam. Isopren mempunyai jumlah atom C adalah 5 (lima) dan mempunyai struktur kimia adalah 2-metil-1,3-butadiena.

            Tergantung dari banyaknya satuan isopren yang bergabung, maka terpen dikelompokkan atas :

a.       Monoterpen     : dua satuan isopren

b.      Seskuiterpen    : tiga satuan isopren

c.       Diterpen          : empat satuan isopren

d.      Triterpen          : enam satuan isopren

e.       Tetraterpen      : delapan satuan isopren

Kebanyakan mono dan seskuiterpen terdapat dalam tumbuhan dan sebagian besar mempunyai ciri khas minyak yang berbau khusus (banyak digunakan sebagai parfum). Molekul terpen yang terbentuk dari satuan-satuan isopren dapat berupa rantai terbuka (asiklik) dan tertutup (siklik). Beberapa contoh terpen tingkat tinggi  yang penting antara lain skualen dan lanosterol. Kedua senyawa ini merupakan zat antara dalam biosintesis steroid. Skualen terdapat dalam ragi, kecambah gandum dan minyak hati ikan hiu. Sedangkan lanosterol (suatu komponen lanolin) diperoleh dari lemak wool. Wortel mengandung tetraterpen berwarna jingga yang disebut karoten, karoten dapat diuraikan secara enzimatik menjadi dua satuan vitamin A yang berperan dalam indra penglihatan.

4. Asam Nukleat

Salah satu bidang penelitian modern yang paling menarik dewasa adalah mengenai asam nukleat. Asam nukleat berperan sebagai pengemban kode genetik bagi makhluk hidup. Harapan para peneliti semakin besar ketika ditemukannya teknik rekayasa genetik. Dengan menggunakan teknik rekayasa tersebut maka aspek genetika suatu makhluk hidup dapat dimodifikasi. Tonggak kemajuan era bioteknologi yang muncul sebagai teknologi handal masa kini dan akan datang ditandai oleh penemuan-penemuan di bidang rekayasa genetik, terutama kemajuan di bidang kloning gen.

            Rekayasa genetik merupakan teknik pengubahan gen organisme dan jalan manipulasi DNA. Rekayasa genetik dikenal pula sebagai teknik DNA rekombinan yang didefinisikan sebagai. Pembentukan rekombinan baru dari material yang dapat diturunkan dengan cara penyisipan suatu molekul asam nukleat yang dihasilkan di luar sel ke dalam suatu vektor, sehingga memungkinkan penggabungan dan selanjutnya berkembang dalam host yang baru. Proses tersebut dikenal juga sebagai Gene Cloning, oleh karena organisme yang secara genetik terbentuk adalah identik dan membawa seluruh potongan DNA yang telah disisipkan.

            Sejak tahun 1978 telah ditemukan bahwa gen-gen yang mengarahkan sintesis insulin manusia, telah diurai ke dalam DNA dari bakteri Escherichia coli, yang seanjutnya berkembang biak dan menjadi pabrik insulin, yang memproduksi insulin manusia. Hormon pertumbuhan manusia (HGH, Human Growth Hormone) juga telah diproduksi dengan teknik genetik. Padahal sebelumnya, satu-satunya sumber hormon ini adalah kelenjar lendir yang diambil dari mayat. Pada tahun 1980, ditemukan produksi zat anti virus oleh bakteri yang disebut interveron manusia. DNA juga dapat digunakan untuk melacak suatu penyakit keturunan maupun penyakit yang disebabkan oleh infeksi, juga dapat mendeteksi adanya mikroorganisme patogen dalam bahan pangan.

4.1 Struktur dan Fungsi Asam Nukleat

Asam nukleat adalah suatu makromolekul yang mempunyai fungsi esensial dalam kelangsungan hidup organisme. Asam nukleat terbentuk dari satuan-satuan mononukleotida yang tersusun secara beraturan dalam untaian polimer nukleotida.

Fungsi asam nukleat yang amat penting adalah peranan asam nukleat dalam mekanisme molekular yaitu menyimpan, mereplikasi dan mentranskripsi informasi genetika. Dalam sel asam nukleat juga berperan dalam hubungannya dengan metabolisme antara reaksi-reaksi transformasi energi. Selain itu, ditemukan pula beberapa nukleotida yang berperan sebagai ko-enzim antara lain sebagai ko-enzim pembawa energi , perpindahan asam asetat, zat gula, senyawa amina dan biomolekul lainnya, juga sebagai ko-enzim dalam oksidasi reduksi.

            Nukleotida mengandung suatu basa nitrogen, satu unit gula (pentosa), dan satu gugus fosfat yang berikatan dengan gula. Jika satu basa nitrogen hanya berikatan dengan unit gula saja tnpa adanya gugus fosfat, disebut nukleosida.

a. Struktur karbohidrat

Ada dua macam asam nukleat DNA dan RNA. Perbedaan kedua asam nukleat tersbeut terletak pada unit karbohidratnya. Karbohidrat yang terdapat pada asam nukleat di dalam inti sel adalah β-D-2-deoksiribosa, sehingga asam nukleatnya disebut Deoksiribonucleic acid (DNA). Sedangkan gula yang terdapat pada asam nukleat daam sitoplasma adalah β-D-2-ribosa dan asam nukleatnya dikenal dengan Ribonucleic acid (RNA).

b. Struktur basa nitrogen

Ada empat macam basa nitrogen yang terdapat pada DNA, dua diantaranya merupakan derivat basa nitrogen purin yakni adenin dan guanin disingkat (A) dan (G), dan dua adalah derivat basa nitrogen primidin yakni sitosin (C) dan Timin (T).

            Dalam RNA juga dijumpai empat macam basa yaitu adenin, guanin, sitosin, dan urasil, masing-masing disingkat (A), (G), (C), dan (U). Urasil derivat dari basa nitrogen pirimidin. Selain itu dikenal pula basa pirimidin lainnya yang tidak umum 5-metilsitosin dan 5-hidroksimetilsitosin. Basa purin lainnya yang tidak umum adalah 2-metiladenin dan 1-metilguanin. Selain komponen karbohidrat dan basa nitrogen, nukleotida juga disusun oleh komponen Pospat (H₂PO₄).

c. Struktur nukleosida

Nukleosida terbentuk akibat pengikatan secara kovalen antara unit karbohidrat dengan derivat basa nitrogen purin atau pirimidin. Pengikatan tersebut terjadi pada posisi C-1 karbohidrat dengan N-1 derivat basa pirimidin atau posisi N-9 derivat basa purin. Nuklesida dapat diperoleh dari hasil hidrolisis nukleotida dengan jalan pelepasan gugus fosfat.

d. Struktur nukleotida

Nukleotida (nukleosida fosfat) merupakan ester asam fosfat dari nukleosida. Asam fosfat terikat pada gugus hidroksil dari salah satu atom karbon dalam cincin pentosa. Nukleotida terdapat bebas di dalam sel, dan dapat terbentuk dari hidrolisis bertahap asam nukleat dengan enzim nuklease. Nukleotida juga terdiri dari dua golongan yakni ribonukleotida dan deoksiribonukleotida.

Bagian ester fosfat mempunyai fungsi sebagai jembatan pertautan antara nukleotida yang satu dengan nukleotida lainnya, dikenal sebagai fosfodiester. Pertautan itu terjadi antara gugus 5-hidroksi dari suatu nukleotida dengan gugus 3’-hidroksil nukleotida berikutnya dalam rantai. Pertumbuhan rantai suatu poinukleotida dimulai dari ujung molekul yang mempunyai ujung 5’ bebas, dan bergerak ke ujung molekul yang mempunyai gugus 3’ hidroksi bebas. Dapat dikatakan pertumbuhan rantai mengikuti pola dari 5’ ke 3’. Perhatikan bahwa meskipun dua dari empat oksigen yang melekat pada fosfor setiap jembatan diikat sebagai ester fosfat, dan satu oksigen dalam kondisi ikatan ganda dengan fosfor, namun masih terdapat satu oksigen yang bebas dapat melepaskan protonnya.

                                O                                                                             O

                RO          P             OR                                          RO          P             OR          +             H⁺

                                OH                                                                          O

e. Struktur primer polinukleotida DNA dan RNA

Asam nukleat merupakan polimer dari nukleotida. Unit-unit nukleotida tersebut berhubungan satu sama lain melalui jembatan ester fosfat antara gugus hidroksil C-3 pada nukleotida yang satu dengan gugus hidroksil C-5 pada nukleotida yang lain. Karena jembatan ester fosfat antara dua nukleotida itu mengandung dua ikatan ester fosfat maka disebut dengan jembatan fosfodiester.

            Polinukleotida terdiri dari dua golongan, yaitu deoksi asam ribonukleat (DNA), yang terdiri dari unit-unit deoksiribonukleotida, dan asam ribonukleat (RNA)yang terdiri dari unit-unit ribonukleotida.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

            Dari subbab pembahasan di atas,  maka penulis dapat menyimpulkan bahwa beberapa senyawa molekular yaitu asam amino, protein, karbohidrat, lipida dan asam nukleat. Asam amino memiliki tatanama dan klasifikasi serta stereo kimia. Asam amino dapat disintesis untuk membentuk protein. Karbohidrat memiliki klasifikasi, cincin piranosa dan puranosa, beberapa reaksi penting. Lipida terdiri atas lilin, trigliserida, fosfolipid, glukoipid, steroid, dan terpen. Asam nukeat memiliki struktur dan fungsi tersendiri.

B. Saran

            Adapun saran yang dapat penulis berikan dalam penulisan karya ilmiah ini yaitu :

1.      Sebaiknya pihak universitas membatasi mahasiswa dalam pengambilan materi penulisan karya ilmiah melalui internet agar mahasiswa lebih termotivasi dalam menemukan bahan atau materi lewat beberapa buku di perpustakaan dan agar mahasiswa lebih termotivasi untuk membaca buku.

2.      Sebaiknya mahasiswa lebih mendalami pemahaman materi dasar biomolekular  karena materi ini merupakan materi dari salah satu mata kuliah umum yang perlu diluluskan untuk pengambilan SKS berikutnya.

DAFTAR PUSTAKA

Tim Dosen Kimia Universitas Hasanuddin. 2013. Kimia Dasar 1. Bagian Kimia UPT Mata Kuliah Umum Universitas Hasanuddin. Makassar.