biomolekul sederhana

Biomolekul sederhana merupakan senyawa-senyawa organik sederhana pembentuk organisme hidup dan bersifat khas sebagai produk aktivitas biologis. Biomolekul dapat dipandang sebagai turunan hidrokarbon, yaitu senyawa karbon dan hidrogen yang mempunyai kerangka dasar yang tersusun dari atom karbon, yang disatukan olehikatan kovalen. Kerangka dasar hidrokarbon bersifat sangat stabil, karena ikatan tunggal dan ganda karbon-karbon menggunakan pasangan elektron bersama-sama secara merata. Biomolekul bersifat polifungsionil, mengandung dua atau lebih jenisgugus fungsi yang berbeda. Pada molekul tersebut, tiap gugus fungsi mempunyai sifat dan reaksi kimia sendiri-sendiri.

Terdapat 4 jenis biomolekul : karbohidrat, lipid, protein & nukleotida. 3 jenis yang pertama digunakan oleh tubuh untuk energi & sebagai penyusun komponen2 seluler. Sedangkan nukleotida meliputi DNA & RNA ; komponen struktural materi genetik. Senyawa yang membawa energi seperti ATP, atau meregulasi metabolisme seperti cAMP juga merupakan nukleotida.

KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam sebagian besar makanan manusia. Monosakarida, misalnya glukosa, fruktosa & galaktosa biasanya tidak dikonsumsi dalam jumlah besar walaupun ketiganya terdapat di buah-buahan. Sumber utama karbohidrat dalam makanan adalah zat pati dari sumber tumbuhan, ditambah glikogen dari hati & otot hewan.

Karbohidrat hanya mengandung karbon, hidrogen & oksigen. Dinamakan karbohidrat karena rasio hidrogen terhadap oksigen adalah 2:1, yang sama dengan rasio pada air. Semua karbohidrat mengandung gugus fungsional hidroksil –OH yang termasuk kelompok alkohol. Senyawa karbohidrat adalah polihidroksi aldehida ataupolihidroksi keton yang mengandung unsur2 karbon (C), hidrogen (H), & oksigen (O) dengan rumus empiris total (CH₂O)_n.

Karbohidrat dalam tubuh manusia & hewan dibentuk dari beberapa asam amino, gliserol lemak, & sebagian besar diperoleh dari makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.

     

     KARBOHIDRAT terbagi menjadi tiga bagian monosakarida , disakarida , oligosakarida ,dan polisakarida

1. Monosakarida : karbohidrat paling sederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi karbohidrat lain. Bentuk ini dibedakan kembali menurut jumlah atom C yang dimiliki & sebagai aldosa atau ketosa. Monosakarida yang terpenting adalahglukosa, galaktosa & fruktosa. Contoh lainnya tercantum pada tabel.

Monosakarida	Rumus molekul	Aldosa	Ketosa
Triosa	C3H6O3	Gliserosa	Dihidroksi aseton
Tetrosa	C4H8O4	Eritrosa	Eritrulosa
Pentosa	C5H10O5	Ribosa	Ribulosa
Heksosa	C6H12O6	Glukosa	Fruktosa

 Monosakarida mengandung banyak gugus fungsional hidroksil (-OH). Gugus hidroksil dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, membuat monosakarida larut dalam air. Adanya gugus –OH pada atom karbon dalam molekul juga dianggap memberikan rasa ‘manis’ pada gula.Monosakarida terdapat dalam bentuk ‘rantai terbuka’ & bentuk cincin. Kedua bentuk ini dengan mudah saling bertukar bentuk. Di dalam larutan bentuk ‘rantai terbuka’ menutup & membentuk struktur cincin yang lebih stabil.iga 

monosakarida yang sering terdapat dalam makanan adalah glukosa (gula darah / dekstrosa), fruktosa (gula buah), & galaktosa. Ketiganya memiliki rumus molekul C₆H₁₂O₆ & disebut juga heksosa karena memiliki enam atom karbon. Monosakarida dengan 5 atom karbon disebut pentosa, contohnya ribosa & deoksiribosa. Rumus molekulnya C₅H₁₀O₅.

Fruktosa, galaktosa, & glukosa merupakan isomer (memiliki rumus molekul yang sama tetapi rumus strukturnya berbeda). Jadi ketiganya memiliki sifat kimiawi yang berbeda.

Makromolekul adalah molekul yang sangat besar. Polimer baik itu alami maupun sintetik merupakan makromolekul, misalnyahemoglobin. Beberapa senyawa non-polimer juga ada yang termasuk ke dalam makromolekul, misalnya lipid. Bagaimanapun juga, sistem jaringan atom besar lainnya seperti ikatan kovalen logam tidak dapat dikatakan sebagai makromolekul. Istilah makromolekul ini pertama kali diperkenalkan oleh pemenang hadiah nobel Hermann Staudinger sekitar tahun 1920an.

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon,hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.

Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun1838.

Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagitranslasi yang dilakukan ribosom.^[1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.^[2][3]

KARBOHIDRAT yaitu senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, 1 atom O. karbohidrat banyak terdapat pada tumbuhan dan binatang yang berperan struktural & metabolik. sedangkan pada tumbuhan untuk sintesis CO2 + H2O yang akan menghasilkan amilum / selulosa, melalui proses fotosintesis, sedangkan Binatang tidak dapat menghasilkan karbohidrat sehingga tergantung tumbuhan. sehingga tergantung dari tumbuhan. karbohidrat merupakan sumber energi dan cadangan energi, yang melalui proses metabolisme.

Banyak sekali makanan yang kita makan sehari hari adalah suber karbohidrat seperti : nasi/ beras,singkung, umbi-umbian, gandum, sagu, jagung, kentang, dan beberapa buah-buahan lainnya, dll.

Rumus umum karbohidrat yaitu Cn(H2O)m, sedangkan yang paling banyak kita kenal yaitu glukosa : C6H12O6, sukrosa : C12H22O11, sellulosa : (C6H10O5)n

BACA JUGA : KLIK SINI 

Klasifikasi Karbohidrat:

1. Monosakarida : terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana.

tidak dapat dihidrolisis ke bentuk yang lebih sederhana. berikut macam-macam monosakarida : dengan ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda :

triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7).

Triosa : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton

Tetrosa : threosa, Eritrosa, xylulosa

Pentosa : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa

Hexosa : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa

Heptosa : Sedoheptulosa

2. Disakarida : senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.

hidrolisis : terdiri dari 2 monosakatida

sukrosa : glukosa + fruktosa (C 1-2)

maltosa : 2 glukosa (C 1-4)

trehalosa ; 2 glukosa (C1-1)

Laktosa ; glukosa + galaktosa (C1-4)

3. Oligosakarida :senyawa yang terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yang banyak gabungan dari 3 – 6 monosakarida

dihidrolisis : gabungan dari 3 – 6 monosakarida misalnya maltotriosa

4. Polisakarida : senyawa yang terdiri dari gabungan molekul- molekul  monosakarida yang banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang. 

Sumber TERKAIT 

Macam-macam polisarida : 

1. AMILUM/TEPUNG 

rantai a-glikosidik (glukosa)n : glukosan/glukan  Amilosa (15 – 20%) : helix, tidak bercabang 

·        Amilopektin (80 – 85%) : bercabang 

·        Terdiri dari 24 – 30 residu glukosa, 

·        Simpanan karbohidrat pada tumbuhan, 

·        Tes Iod : biru 

·        ikatan C1-4 : lurus 

·        ikatan C1-6 : titik percabangan 

2. GLIKOGEN   

·        Simpanan polisakarida binatang 

·        Glukosan (rantai a) - Rantai cabang banyak 

·        Iod tes : merah 

3. INULIN   

·        pati pada akar/umbi tumbuhan tertentu, 

·        Fruktosan 

·        Larut air hangat 

·        Dapat menentukan kecepatan filtrasi glomeruli. 

·        Tes Iod negatif 

4. DEKSTRIN  dari hidrolisis pati 

5. SELULOSA   (serat tumbuhan) 

·        Konstituen utama framework tumbuhan 

·        tidak larut air - terdiri dari unit b 

·        Tidak dapat dicerna mamalia (enzim untuk memecah ikatan beta tidak ada) - Usus ruminantia, herbivora ada mikroorganisme dapat memecah ikatan beta : selulosa dapat sebagai sumber karbohidrat. 

6. KHITIN 

·        polisakarida invertebrata 

7. GLIKOSAMINOGLIKAN 

·        karbohidrat kompleks 

·        merupakan (+asam uronat, amina) 

·        penyusun jaringan misalnya tulang, elastin, kolagen 

·        Contoh : asam hialuronat, chondroitin sulfat 

8. GLIKOPROTEIN 

·        Terdapat di cairan tubuh dan jaringan 

·        terdapat di membran sel 

·        merupakan Protein + karbohidrat  klik sini Sumber TERKAIT    

Gula menunjukkan berbagai isomer

STEREOISOMER : senyawa dengan struktur formula sama tapi beda konfigurasi ruangnya

·        - Isomer D,L

·        - Cincin piranosa, furanosa

·        - Anomer a, b

·        - epimer (glukosa, galaktosa, manosa)

·        - Isomer aldosa, ketosa BACA JUGA : Sumber: TERKAIT

Berikut Penjelasan Singkat langkah-langkah dalam metabolisme karbohidrat

1.GLIKOLISIS yaitu: dimana glukosa dimetabolisme menjadi piruvat (aerob) menghasilkan energi (8 ATP)atau laktat (anerob)menghasilkan (2 ATP).

selanjutnya Asetil-KoA --> siklus Krebs --> fosforilasi oksidatif --> rantai respirasi --> CO2 + H2O (30 ATP.

2. GLIKOGENESIS yaitu: proses perubahan glukosa menjadi glikogen. Di Hepar/hati berfungsi: untuk mempertahankan kadar gula darah. sedangkan di Otot bertujuan: kepentingan otot sendiri dalam membutuhkan energi.

3. GLIKOGENOLISIS yaitu : proses perubahan glikogen menjadi glukosa. atau kebalikan dari GLIKOGENESIS.

4. JALUR PENTOSA FOSFAT yaitu : hasil ribosa untuk sintesis nukleotida, asam nukleat dan equivalent pereduksi (NADPH) (biosintesis asam lemak dan lainnya.)

5. GLUKONEOGENESIS : senyawa non-karbohidrat (piruvat, asam laktat, gliserol, asam amino glukogenik) menjadi --> glukosa.

6. TRIOSA FOSFAT yaitu: bagian gliseol dari TAG (lemak)

7. PIRUVAT & SENYAWA ANTARA SIKLUS KREBS : untuk sintesis asam amino --> Asetil-KoA --> untuk sintesis asam lemak & kolesterol --> steroid.

Sumber : Biokimia Herper 2009