Biokimia adalah ilmu yang mempelajari proses kimia
yang ada kaitannya dengan organisme hidup. Biokimia berhasil menjelaskan
proses hidup pada makhluk hidup. Secara tidak langsung, biokimia
merupakan salah satu disiplin ilmu dari kimia organik dan sains biologi.
Fokus utama biokimia adalah untuk memahami bagaimana molekul biologis
menimbulkan proses-proses yang terjadi dalam sel,
yang pada akhirnya memberikan pemahaman besar tentang sebuah organisme.
Biokimia diterapkan dalam bidang kedokteran, ahli gizi, dan pertanian.
Biokimia
berkaitan erat dengan biologi molekuler, yaitu studi tentang mekanisme
molekul dengan informasi genetik yang disimpan dalam DNA.
Biologi molekuler dapat dianggap sebagai cabang biokimia atau biokimia
sebagai alat yang dapat digunakan untuk menyelidiki dan mempelajari
biologi molekuler. Biokimia juga berkaitan dengan struktur, fungsi, dan
interaksi biologi makromolekul seperti protein, asam nukleat,
karbohidrat, dan lipid yang memberikan banyak fungsi yang terkait dengan
kehidupan.
1. Sejarah Perkembangan Biokimia
Pada
awalnya, banyak orang percaya bahwa makhluk hidup hanya bisa
menghasilkan molekul hidup. Kemudian, pada tahun 1828, Friedrich Wöhler
menerbitkan sebuah makalah tentang sintesis urea. Hal ini membuktikan
bahwa senyawa organik dapat diciptakan oleh makhluk hidup.
Pada
tahun 1833, Anselme Payen menemukan enzim amilase. Eduard Buchner
berhasil melakukan proses biokimia yang kompleks di luar sel pada tahun
1896 yaitu fermentasi alkohol di ekstrak sel ragi. Meskipun istilah
“biokimia” pertama kali digunakan pada tahun 1882, tetapi istilah
tersebut baru resmi diterima pada tahun 1903. Pada abad ke-20, biokimia
berembang pesat seiring dengan penemuan teknologi baru seperti
kromatografi, difraksi sinar X, mikroskop elektron, dll. Teknologi ini
memungkinkan penelitian yang lebih rinci tentang berbagai molekul dan
jalur metabolik sel seperti glikolisis dan siklus krebs.
Salah
satu penemuan yang sangat berkontribusi pada perkembangan biokimia
adalah penemuan gen dan perannya dalam pengiriman informasi di dalam
sel. Ini merupakan bagian dari biologi molekuler. Pada tahun 1950, James
D. Watson, Francis Crick, Rosalind Franklin, dan Maurice Wilkins
berperan dalam memecahkan struktur DNA dan menunjukkan hubungan DNA
dengan transfer informasi genetik. Pada tahun 1958, George Beadle dan
Edward Tatum menerima Hadiah Nobel saat meneliti jamur dan menemukan
pendapat bahwa satu gen menghasilkan satu enzim. Pada tahun 1988, Colin
Pitchfork adalah orang pertama yang dihukum karena pembunuhan dengan DNA
sebagai bukti. Hal ini menyebabkan perkembangan ilmu forensik semakin
berkembang.
2. Unsur-Unsur Kimia dalam Kehidupan
Terdapat
92 unsur-unsur kimia alami yang penting untuk kehidupan. Sebagian besar
elemen langka di bumi tidak dibutuhkan oleh kehidupan kecuali selenium
dan yodium. Sementara itu, beberapa yang umum seperti aluminium dan
titanium tidak digunakan oleh kehidupan. Semua hewan membutuhkan sodium,
tetapi beberapa tanaman tidak. Tanaman membutuhkan boron dan silikon,
tetapi hewan tidak atau dibutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit.
Enam
unsur kimia—karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, kalsium, dan
fosfor—membentuk hampir 99% dari massa tubuh manusia. Selain enam unsur
utama yang membentuk sebagian besar tubuh manusia, manusia juga
membutuhkan 18 unsur lainnya namun dalam jumlah yang lebih kecil.
3. Biomolekul
Empat
molekul utama dalam biokimia (yang disebut biomolekul) adalah
karbohidrat, lipid (lemak), protein, dan asam nukleat. Banyak molekul
biologis merupakan polimer.
3.1. Karbohidrat
Karbohidrat
terdiri dari beberapa monomer yang disebut monosakarida. Beberapa jenis
monosakarida tersebut adalah glukosa, fruktosa, deoksiribosa, dll.
Unsur yang menyusun karbohidrat adalah karbon, hidrogen, dan oksigen.
Karbohidrat merupakan sumber energi bagi makhluk hidup.
3.2. Lipid
Lipid
(lemak) terdiri dari satu gliserol dan trigliserida. Trigliserida
terdiri dari satu molekul gliserol dan tiga asam lemak. Asam lemak
dianggap sebagai monomer, dan mungkin jenuh (tidak ada ikatan rangkap
dalam rantai karbon) atau tidak jenuh (satu atau lebih ikatan ganda
dalam rantai karbon). Unsur penyusun lipid yaitu karbon, hidrogen, dan
oksigen. Lipid, terutama fosfolipid, banyak digunakan dalam berbagai
produk farmasi.
3.3. Protein
Protein
adalah molekul yang sangat besar dan terdiri dari monomer yang disebut
asam amino. Terdapat 20 jenis asam amino baik yang esensial maupun yang
non esensial. Ketika asam amino bergabung, mereka membentuk ikatan
khusus yang disebut ikatan peptida dan menjadi menjadi polipeptida atau
protein.
3.4. Asam Nukleat
Asam
nukleat adalah molekul yang menyusun DNA. DNA adalah zat yang sangat
penting karena fungsinya untuk menyimpan informasi genetik. Asam nukleat
yang paling umum adalah asam deoksiribonukleat (DNA) dan asam
ribonukleat (RNA).
Monomer asam nukleat disebut
nukleotida. Nukleotida yang paling umum adalah adenin, sitosin, guanin,
timin, dan urasil. Adenin berikatan dengan timin dan urasit. Timin hanya
mengikat adenin. Sitosin dan guanin hanya dapat saling mengikat satu
sama lain.
4. Hubungan Biokimia dengan Ilmu Biologi Lainnya
Saat
ini, istilah biologi molekuler dan biokomia hampir dianggap sama.
Berikut adalah hubungan biokimia dengan ilmu biologi lainnya:
- Genetika adalah studi tentang pengaruh perbedaan genetik pada organisme.
- Biologi molekuler adalah studi tentang dasar-dasar molekul pada proses replikasi, transkripsi, dan terjemahan dari materi genetik.
- Biologi kimia berusaha untuk mengembangkan alat baru berdasarkan molekul yang memungkinkan gangguan dari sistem biologis sambil memberikan informasi tentang fungsi mereka.
5. Manfaat Biokimia
Di
bidang kesehatan dan pengobatan, biokimia menyelidiki penyebab suatu
penyakit beserta obatnya. Dalam bidang nutrisi, biokimia mempelajari
bagaimana cara untuk menjaga kesehatan dengan makanan dan mempelajari
efek dari kekurangan nutrisi. Di bidang pertanian, biokimia menyelidiki
tanah dan pupuk serta mencoba untuk menemukan cara untuk meningkatkan
budidaya tanaman, penyimpanan tanaman, dan pengendalian hama.
Anda bisa request artikel tentang apa saja, kirimkan request Anda ke D5BC28A0
Semoga bermanfaat, Tetap Semangat
Tidak ada komentar:
Posting Komentar