Biomolekul Sel

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa , tugas makalah modul 2yang diemban  kepada kelompok 2 dapat terselesaikan . Adapun judul dari makalah ini adalah “Biomolekul Sel” Sebelumnya Kami berterima kasih karena Dosen Matakuliah Biokimia I karena telah mempercayakan kami untuk mengerjakan makalah ini .

Dalam membuat makalah ini Saya menggunakan metode Diskriptif, yaitu suatu metode dimana Saya memaparkan, menjelaskan, serta merangkum rumusan masalah menjadi suatu sajian yang nantinya dapat menjadi sumber referensi bagi teman-teman Mahasiswa sekalian. Kami juga melengkapi makalah  ini dengan berbagai fitur gambar dan animasi dengan tujuan agar dapat lebih mendapatkan suasana yang menarik. Materi dari Sub Bab URAIAN MATERI di makalah ini kami ambil dari berbagai sumber. Baik itu buku maupun internet. Teman-teman sekalian bisa melihatnya dalam Daftar Pustaka.

Terlepas dari itu,  kami menyadari bahwa makalah  ini jauh dari kata kesempurnaan. Maka dari itu, apabila dalam makalah  ini terdapat kekeliruan sudilah kiranya memberikan kepada kami saran & kritik.

                                                                           Medan, 14 September 2014

                                                                           Penulis 

KELOMPOK 2

DAFTAR ISI 

KATA PENGANTAR. ii

DAFTAR ISI iii

BAB I 1

PENDAHULUAN.. 1

1.1 Pendahuluan. 1

BAB II 2

URAIAN MATERI 2

2.1 Molekul Makro Sel dan Fungsinya. 2

2.1.1 Molekul Lipida. 2

2.1.2 Molekul Karbohidrat. 3

2.1.3 Molekul Protein. 4

2.1.4 Molekul Asam Nukleat. 4

2.2 Kemajuan IPTEK di Bidang Biologi Sel dan Molekuler. 5

2.3. Molekul Mikro Sel dan Fungsinya. 6

2.3.1 Asam Amino. 6

2.3.2 Asam Lemak. 7

2.3.3 Nukleotida. 7

2.3.4 GLUKOSA.. 11

BAB III 17

PENUTUP. 17

3.1 Kesimpulan. 17

DAFTAR PUSTAKA.. 18

Lampiran. 19

Jawaban dan Pertanyaan. 19

           

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pendahuluan

            Molekul yang menyusun sel organisme disebut biomolekul . Biomolekul yang mempunyai berat molekul sangat besar dan dibutuhkan tubuh dalam jumlah banyak disebut dengan molekul makro. Biomolekul dihubungkan satu sama lain dan berinteraksi. Ukuran, bentuk dan reaktivitas kimiawi biomolekul memungkinkan biomolekul tidak saja sebagai unsur pembentuk struktur sel, tetapi juga berperan sebagai transformasi energi materi yang berlangsung secara dinamis dan berkesinambungan yang disebut juga logika molekul keadaan hidup .

             Semua biomolekul mempunyai fungsi yang spesifik didalam sel. Tiap spesies atau organisme hidup mempunyai asam nukleat dan protein yang khas. Tiap makromolekul dibangun oleh unit-unit atau monomer yang lebih kecil, sehingga disebut dengan molekul mikro. Tiap molekul mikro menjalankan lebih dari satu fungsi. Misalnya asam-asam amino tidak hanya berfungsi sebagai pentusun protein, tetapi juga berfungsi sebagai penyusun hormon,alkaloid,pigmen. Nukleotida bukan hanya sebagai penyusun asam nukleat, ternyata juga berfungsi sebagai koenzim (misalnya NAD) dan molekul pembawa energy (misalnya ATP). Semua organisme hidup menggunakan mikro molekul (unit pembangun) yang sama.

            Pemahaman tentang biomolekul sangat penting untuk mendukung kemajuan IPTEK bidang biologi sel dan molekuler untuk memecahkan masalah masyarakat antara lain mengidentifikasi virus HIV, virus flu burung (SARS) dan upaya pencarian vaksin, obat serta hewan ternaktransgenik yang unggul .

            Modul ini membahas tentang :

                        a) molekul makro sel dan fungsinya,

                        b) sel sebagai unit fungsional organisme,

                        c) kemajuan IPTEK bidang biologi sel dan molekuler.

BAB II

URAIAN MATERI

2.1 Molekul Makro Sel dan Fungsinya

            Molekul makro yang terdapat di dalam sel adalah lipida, karbohidrat (polisakarida), protein dan asam nukleat .

            2.1.1 Molekul Lipida

            Molekul lipida mengandung sejumlah besar atom karbon, hydrogen, serta oksigen, dan terkadang juga mengandung nitrogen dan fosfor. Didalam sel terdapat bermasam-macam jenis lipid, diantaranya adalah lemak (trigliserida), fosfolipid dan steroid. Lemak, baik lemak jenuh (yang berasal dari hewan) maupun lemak tak jenuh (yang berasal dari minyak tumbuhan) merupakan sumber cadangan energy bagi organism hidup. Fosfolipid merupakan bagian penting penyusun membran sel. Perhatikan gambar 1 mengenai struktur membrane sel.

            Steroid misalnya kolestrol merupakan bahan baku pembuatan garam-garam empedu, vitamin C dan beberapa hormon (estrogen, progesterone, dan testosterone ). Garam-garam empedu penting untuk mengemulsi lemak agar lemak yang kita akan dapat tercerna dan terserap usus kita. Bila kadar kolestrol dalam darah kita berlebihan akan menjadi penyebab utama penyakit jantung koroner atau penyumbatan pembuluh nadi tajuk atau arteri koronaria.

Struktur membrane plasma, dibangun oleh lipid (fosfolipid), protein dam karbohidrat.

            2.1.2 Molekul Karbohidrat

            Molekul ini mengandung atom karbon, hydrogen dan oksigen. Contoh karbohidrat adalah glukosa. Glukosa ini merupakan sumber energi atau bahan bakar terpenting dalam organism hidup. Glukosa ini merupakan monomer atau unit/satuan penyusun polimer karbohidrat seperti pati dan selulosa. Pati yang merupakan polimer dari glukosa, ada 2 macam yaitu amilosa dan amilopektin. Pati tidak dapat larut dalam air jadi dapat dimanfaatkan sebagai depot penyimpanan glukosa. Tumbuhan yang kelebihan glukosa akan merubahnya menjadi pati sebagai cadangan makanan. Pati banyak terdapat dalam kentang, padi, jagung dan gandum. Seperti halnya dengan pati, selulosa adalah suatu polisakarida dengan glukosa sebagai monomernya. Tetapi bentuk ikatan antarglukosanya berbeda dengan ikatan antar glukosa pada pati. Ikatan antar glukosa pada selulosa sedemikian rupa, sehingga menghasilkan suatu molekul yang panjang, lurus, kaku, dan  rapat sehingga selulosa berbentuk rangkaian serat yang panjang dan kaku, suatu bahan baku yang sempurna sebagai penyusun dinding sel tumbuhan. Perhatikan perbamdimgam pati dengan selulosa pada sel tumbuhan pada gambar berikut ini.

            2.1.3 Molekul Protein

Molekul protein tersusun dari unsur-unsur  karbon (C), hydrogen (H) , oksigen (O) , dan nitrogen (N), dan kadang-kadang disertai unsur- unsur sulfur (S), dan fosfor (P). KIRA-KIRA 50% dari berat kering organisme hidup adalah protein. Protein dalam organisame hidup ini ada yang berperan sebagai enzim, sebagai sumber energy misalnya untuk pergerakan otot, ada yang bertanggung jawab atas pengangkutan materi melalui peredaran darah misalnya hemoglobin dan zat anti bodi, ada pula yang berperan sebagai persediaan makanan misalnya ovalbum pada putih telur dan kasein pada susu.  Protein juga merupakan bahan untuk perbaikan, pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel dari organ tubuh. Terdapat 20 macam asam amino yang membentuk berbagai macam protein dalam tubuh organisme hidup.

            2.1.4 Molekul Asam Nukleat

            Molekul asam nukleat merupakan satu-satunya molekul yang membawa informasi genetic organism hidup. Terdapat 2 golongan besar asam nukleat yaitu asam deoksiribonukleat   (DNA)  dan asam ribonukleat (RNA). Kedua asam ini adalah polimer linier yang tidak  bercabang, dengan nukleotida sebagai monomernya. Satu nukleotida tersusun atas 3 bagian yaitu:

(a). Sebuah gula berkarbon 5 (pentosa)  yaitu ribose atau deoksiribosa

(b). Suatu basa yang berstruktur cincin dan mengandung nitrogen. Basa ini adalah adenine, guanin, sitosin, dan timin atau urasil

(c). satu, dua, atau tiga gugus fosfat yang terkait pada atom karbon gula pentose.

Materi-materi genetic ini akan anda pelajari lebih mendalam.

Kini anda telah memahami bahwa pada organism hidup, atom-atom berikatan membentuk molekul. Molekul-molekul ini tersusun ke dalam system interaksi yang kompleks yang kemudian membentuk sebuah sel. Dengan kata lain, molekul-molekul organic tersebut bergabung membentuk organel-organel sel, kemudian berbagai organel sel tersebut saling berinteraksi membentuk satu kesatuan terkecil dari makhluk hidup/organism yang di sebut SEL.

Kita kenal ada dua jenis sel yaitu :

1.      Sel tumbuhan

2.      Sel hewan

Dimana sel-sel tersebut di bangun oleh komponen-komponen berikut yaitu : air, ion-ion organic, makromolekul (protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat/polisakarida), dan mikromolekul (asam amino, asam lemak, nukleotida, dan glukosa).

Telah anda ketahui bahwa seluruh aktivitas sel dikendalikanlah oleh nukleus. Didalam nukleus terdapat molekul atau materi hereditas yakni asam deoksiribonukleat (DNA). DNA ini sering dihubungkan dengan gen. apakah gen itu ? gen adalah bagian tertentu dalam untaian DNA yang dapat mengkodekan protein fungsional di dalam sel. Melalui protein-protein yang dikodekan oleh DNA  inilah semua proses didalam sel dapat berlangsung secara teratur.

Sel sebagai unit fungsional dan unit struktural terkecil pada organisme multiseluler akan selalu memperlihatkan cirri-ciri hidup, diantaranya adalah :

1.      Mampu bereproduksi atau menghasilkan keturunan melalui pembelahan diri secara mitosis atau meosis.

2.      Mampu memperoleh atau menghasilkan energi untuk kehidupannya melalui serangkaian proses respirasi sel di dalam mitokondria, energy ini berbentuk adenosine triphosphat (ATP).

3.      Mampu memberikan respon/tanggapan rehadap stimulus/rangsang.

4.      Mampu melakukan pencernaan intra seluler (digestive) dan pengeluaran (ekskresi) melalui serangkaian proses.

5.      Mampu bertumbuh dan berkembang bahkan berdiferensiasi. Sel-sel anak hasil pembelahan sel (mitosis) akan tumbuh hingga mencapai ukuran tertentu, kemudian mulai berkembang, berdiferensiasi atau berspesialisasi (berubah bentuk munurut fungsi-fungsi tertentu). Sebagai contoh : didalam tubuh manusia terdapat bermacam-macam sel yang berdiferensiasi menyusun suatu jaringan zigot. Pada saat zigot berumur 24 jam, ia mulaimembelah diri secara mitosis dan berulang-ulang, hingga membentuk struktur yang disebut Morula, lalu Blastula kemudian Gastrula. Pada saat fase gastrula inilah mulai terjadi diferensiasi sel-sel menjadi jaringan-jaringan dan organ-organ.

2.2 Kemajuan IPTEK di Bidang Biologi Sel dan Molekuler

Kemajuan IPTEK bidang biologi sel dan molekuler saat ini telah dapat memecahkan banyak persoalan dalam masyarakat. Misalnya, melalui serangkaian penelitian ahli-ahli Biologi telah dapat mengidentifikasi virus HIV, virus SARS, ataupun virus flu burung yang akhir-akhir ini mewabah dan membuat kecemasan di kalangan masyarakat. Setelah di identifikasi, para ahli pun kemudian melakukan serangkaian penelitian lagi dalam upaya pencarian vaksin atau obatnya.

Para ahli biologi juga telah dapat  mengetahui susunan DNA dalam sel dengan alat PCR (polymerase chain reaction), dan berhasil mengidentifikasi gen-gen yang bertanggung jawab untuk pertumbuhan organ tubuh tertentu pada mamalia.

Akhir – akhir ini pun banyak beredar tanaman – tanaman transgenik (yaitu tanaman yang sel-sel nya mengandung gen sisipan dari orgnisme lain dengan tujuan tertentu). Dengan teknik transgenik, tanaman dapat direkayasa memiliki kemampuan mengikat nitrogen bebas dari udara tanpa harus diberikan pupuk. Ataupun mampu menghasilkan insektisida dalam tubuhnya sendiri sehingga tidak perlu lagi diberikan semprotan insektisida.

2.3. Molekul Mikro Sel dan Fungsinya

            2.3.1 Asam Amino

            Asam amino adalah monomer pembangun molekul protein. Rumus umum asam amino yaitu :

Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai sampai menjadi empat kelompok, rantai samping. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.

Karena atom C pusat mengikat empat gugus yang berbeda, maka asam amino kecuali glisino memiliki isomer optis. Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino sebagai monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan ikatan peptide, yang mengikat gugus karboksil milik satu monomer dengan gugus amina milik monomer di sebelahnya. Reaksi penyambungan ini disebut translasi secara alami terjadi di sitoplasma dengan bantuan ribosom dan tRNA.

Pada polimerasi asam amino, gugus OH yang merupakan bagian dari gugus karboksil satu asam amino dan gugus –H yang merupakan bagian gugus amina asam amino lainnya akan terlepas dan membentuk air. Oleh sebab itu, reaksi ini termasuk dalam reaksi dehidrasi. Molekul asam amino yang telah melepaskan molekul air disebut bentuk residu asam amino.

           

            2.3.2 Asam Lemak

            Asam lemak adalah asam monokarboksilat berantai lurus yang terdapat dialam sebagai ester didalam molekul lemak atau trigleserida . Hasil hidrolisis trigliserida akan menghasilkan asam lemak jenuh dan le;mak tak jenuh berdasarkan ada tidaknya ikatan rangkap rantai karbon di dalam molekulnya . Asam lemak tak jenuh (memiliki ikatan rangkap) yang terdapat di dalam minyak dapat berada dalam dua bentuk yakni isomer cis dan trans . Asam lemak tak jenuh alami biasanya berada sebagai asam lemak  cis , hanya sedikit bentuk trans . Jumlah asam lemak trans (trans fatty acids =TFA) dapat meningkat, didalam makanan berlemak terutama margarine akibat proses pengolahan yang diterapkan seperti hidrogenasi , pemanasan , pada suhu tinggi .

            2.3.3 Nukleotida

Nukleotida merupakan struktur pembentuk inti sel – DNA dan RNA yang penting untuk perkembangan sel, fungsi-fungsi tubuh dan penggantian jaringan yang rusak. Nukleotida tersebut terdapat di semua sel tubuh.Basa nukleotida (atau nukleobasa) merujuk pada bagian DNA dan RNA yang dapat terlibat dalam pemasangan basa, utamanya adalah sitosina, guanina, adenina (DNA dan RNA), timina (DNA) dan urasil (RNA), secara berurutan disingkat C, G, A, T, dan U. Dalam genetika, basa nukleotida tersebut biasanya hanya disebut sebagai basa atau basa N (N singkatan dari nitrogen, karena memiliki gugus amina yang beratom nitrogen). Karena A, G, C, dan T muncul pada DNA, molekul-molekul ini dsebut basa DNA, sedangkan A, G, C, dan U disebut basa RNA.

Urasil menggantikan timina pada RNA. Kedua basa ini identik terkecuali bahwa urasil kekurangan gugus 5' metil. Adenina dan guanina merupakan kelas molekul bercincin dua yang disebut purina (disingkat sebagai R). Sitosina, timina, dan urasil semuanya merupakan pirimidina (disingkat Y).Basa yang secara kovalen berikatan dengan karbon 1' ribosa atau deoksiribosa disebut sebagai nukleosida, dan nukleosida yang memiliki gugus fosfat pada karbon 5' disebut sebagai nukleotida.Selain adenosina (A), sitidina (C), guanosina (G), timidina (T) dan uridina (U), DNA dan RNA juga mengandung basa-basa yang telah dimodifikasi setelah rantai asam nukelat terbentuk. Pada DNA, basa satu-satunya yang dimodifikasi adalah 5-metilsitidina (m5C). Pada RNA, terdapat banyak basa yang dimodifikasi, meliputi pseudouridina (Ψ), dihidrouridina (D), inosina (I), ribotimidina (rT) dan 7-metilguanosina (m7G).

Tiga molekul terpisah datang bersama-sama untuk membuat nukleotida. Yang pertama adalah basa yang dapat menjadi purin atau senyawa pirimidin. Basa menempel pada gula pentosa, gula yang memiliki lima atom karbon, untuk membuat sebuah nukleosida. Nukleosida pada gilirannya bergabung dengan kelompok fosfat, menciptakan nukleotida. Dalam kasus RNA, gula adalah gula ribosa, menciptakan ribonukleotida, dan dalam DNA, gula adalah gula deoksiribosa, menciptakan sebuah deoxyribonucleotide.

            Ketika nukleotida saling terhubung, mereka membentuk asam nukleat, polimer. Dalam DNA dan RNA, ikatan kimia menciptakan rantai panjang asam nukleat yang tergabung dalam bentuk tangga seperti yang terkenal. Struktur kimia dari masing-masing menentukan nukleotida yang nukleotida itu dapat mengikat seluruh tangga, suatu sifat penting yang menentukan bagaimana DNA dan RNA dapat dirakit. Setiap set nukleotida yang membentuk sebuah anak tangga di tangga dikenal sebagai pasangan basa, dan organisme individu dapat memiliki miliaran pasangan basa dalam kode genetik.

Nukleotida, bersama dengan asam amino, kadang-kadang disebut sebagai blok bangunan kehidupan, karena mereka memberikan dasar dari kode genetik. Dalam bentuk DNA, asam nukleat mampu menjalani proses yang dikenal sebagai transkripsi untuk membuat salinan RNA, dan salinan RNA mengarahkan produksi berbagai protein oleh tubuh. Protein ini terlibat dalam proses biokimia harian, dan juga dalam struktur yang mendasari suatu organisme, dengan gen untuk memproduksi protein mengaktifkan secepat telur dibuahi menjadi sel dan mulai membagi.

            Penelitian nukleotida berkaitan dengan mengidentifikasi berbagai nukleotida hadir dalam tubuh dan apa yang mereka lakukan, dan dalam melihat variasi nukleotida yang bisa dihubungkan dengan patologi dan berbagai fenomena alam. Misalnya, kesalahan dalam produksi nukleotida dapat menyebabkan mutasi genetik, disebabkan oleh gangguan dalam penyalinan DNA yang mengakibatkan kerusakan berbagai daerah dari kode genetik. Banyak peneliti menggunakan sistem pemodelan komputer yang canggih untuk membuat model dari nukleotida yang bekerja dengan mereka.

Nukleotida Kromosom

gambar 1. sebuah nukleotida

Gambar di atas adalah nukleotida sebagai monomer dari kromosom . Sebuah  nukleotida pada DNA-kromosom terdiri atas ;

• gugus phosphat (kuning)
• Gula pentosa/deoksiribosa (merah muda)
• Basa nitrogen (hijau)

            Pada bagian basa nitrogen penyusun nukleotida-kromosom dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok besar yaitu kelompok basa nitrogen purin dan basa nitrogen pirimidin. Yang termasuk basa  nitrogen purin adalah adenin dan guanin, di sisi yang lain yang termasuk basa nitrogen pirimidin adalah sisanya yaitu Timin dan Sitosin. perhatikan gambar di bawah ini

gambar 2. rantai polinukleotida dan 4 macam basa nitrogen

Gambar 3.Contohsatunukleotidadenganbasaadenindantimin

Fungsi Nukleotida

            Selain sebagai pembentuk rantai DNA yang membawa sifat genetic bagi makhluk hidup, nukleotida memiliki beberapa fungsi yang lebih spesifik, diantara fungsi tersebut adalah:

1. Berperan dalam metabolism tubuh.

Contohnya saja nukleotida jenis Adenosin triposphat, yang merupakan pembawa energy utama kedalam sel tubuh. Sel tubuh tidak akan berfungsi tanpa nukleotida ini.

2. Membantu sintesis lemak, karbohidrat, dan protein.

3. Berperan penting dalam menjaga atau membangun ketahanan tubuh, salah satu contohnya dengan pemberian ASI pada anak bayi.

4. Berperan sebagai regulator metabolik

5. Nukleotida adenine merupakan komponen tiga macam koenzim terpenting NAD, FAD, dan koA.

6. ATP yaitu suatu nukleotida adenine adalah suatu penukar energi yang universal pada sistem biologi.

7. GTP merupakan sumber energy pada banyak jenis gerakan makromolekul seperti translokasi rantai peptide pada rantai ribosom.

            2.3.4 GLUKOSA

Glukosa adalah salah satu monosakarida sederhana yang mempunyai rumus molekul C₆H₁₂O₆. Kata glukosa diambil dari bahasa Yunani yaitu glukus (γλυκύς) yang berarti manis, karena memang nyata bahwa glukosa mempunyai rasa manis. Nama lain dari glukosa antara lain dekstrosa, D-glukosa, atau gula buah karena glukosa banyak terdapat pada buah-buahan. Glukosa merupakan suatu aldoheksosa yang mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan.

Gambar 4. Struktur tiga dan dua dimensi glukosa

            Dalam biologi, glukosa memegang pernan yang sangat penting, antara lain sebagai sumber energi dan intermediet metabolisme. Glukosa merupakan salah satu produk fotosintesis dan merupakan bahan bakar respirasi seluler. Glukosa berada dalam beberapa struktur yang dapat dibagi menjadi dua stereoisomer.

Struktur Glukosa

Glukosa adalah monosakarida dengan rumus C₆H₁₂O₆ atau H-(C=O)-(CHOH)₅-H, dengan lima gugus hidroksi tersusun spesifik pada enam atom karbon.

Glukosa rantai terbuka

Glukosa rantai terbuka mempunyai enam rantai karbon, dari C1 sampai C6. Pada C1 terdapat gugus fungsi aldehida, sedangkan C yang lain mengikat gugus hidroksi dan atom hidrogen. Gugus hidroksi pada C2, C4, dan C5 harus berada di sebelah kanan, sedangkan gugus hidroksi pada C3 harus di sebelah kiri. Penyusunan struktur gloksa yang demikian dinamakan proyeksi Fischer.

Proyeksi Fischer D-glukosa

Pembentukan cincin

Dalam larutan, glukosa rantai terbuka berada dalam kesetimbangan dengan beberapa isomer siklis. Siklisasi glukosa diakibatkan adanya reaksi antara gugus aldehida -(C=O)H pada C1 dengan gugus hidroksi -OH pada C4 atau C5, membentuk hemiasetal -C(OH)H-O-. Glukosa rantai tertutup (siklis) digambarkan dengan proyeksi Haworth. D-glukosa mempunyai empat macam isomer siklis, yaitu α-D-glukopiranosa, β-D-glukopiranosa, α-D-glukofuranosa, and β-D-glukofuranosa yang kesemuanya merupakan senyawa kiral.

Proyeksi Haworth D-glukosa

Pembentukan Glukosa

Di alam, glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut fotosintesis dan glukosa yang terbentuk terus digunakan untuk pembentukan amilum atau selulosa.

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-molekul glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercabang dengan melepaskan molekul air.

n C₆H₁₂O₆ → (C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O

Manfaat  Glukosa

Glukosa merupakan salah satu senyawa organik yang mempunyai banyak manfaat. Penggunaan glukosa  dalam kehidupan sehari-hari adalah:

Ø      Sumber energi

            Glukosa merupakan suatu bahan bakar pada sebagian besar makhluk hidup. Penggunaan glukosa antara lain adalah sebagai respirasi aerobik, respirasi anaerobik atau fermentasi. Glukosa adalah bahan bakar utama manusia. Melalui respirasi aerob, dalam satu gram glukosa mengandung sekitar 3,75 kkal (16 kilo Joule) energi. Pemecahan karbohidrat menghasilkan monosakarida dan disakarida, dengan hasil yang paling banyak adalah glukosa. Melalui glikolisis dan siklus asam sitrat, glukosa dioksidasi membentuk CO₂ dan air, menghasilkan sumber energi dalam bentuk ATP. Glukosa merupakan sumber energi utama untuk otak. Kadar glukosa yang rendah akan mengakibatkan efek tertentu.

Ø      Analit dalam tes darah

            Glukosa merupakan analit yang diukur pada sampel darah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi tetap yaitu antara 70-100 mg tiap 100 mL darah. Glukosa dalam darah dapat bertambah setelah memakan makanan berkarbohidrat. Namun 2 jam setelah itu, jumlah glukosa akan kembali pada keadaan semula. Pada penderita diabetes mellitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per 100 mL darah.

 Kadar glukosa darah 

Kadar  glukosa darah  adalah istilah yang mengacu kepada tingkat glukosa di dalam darah.Konsentrasi gula darah, atau tingkat glukosa serum, diatur dengan ketat di dalam tubuh. Umumnya tingkat gula darah bertahan pada batas-batas yang sempit sepanjang hari (70-150 mg/dl). Tingkat ini meningkat setelah makan dan biasanya berada pada level terendah pada pagi hari, sebelum orang makan

             Ada beberapa tipe pemeriksaan glukosa darah. Pemeriksaan gula darah puasa mengukur kadar glukosa darah selepas tidak makan setidaknya 8 jam. Pemeriksaan gula darah postprandial 2 jam mengukur kadar glukosa darah tepat selepas 2 jam makan. Pemeriksaan gula darah ad  random mengukur kadar glukosa darah tanpa mengambil kira waktu makan terakhir.

Metabolisme glukosa

     Semua sel dengan tiada hentinya mendapat glukosa ; tubuhmempertahankan kadar glukosa dalam darah yang konstan, yaitu sekitar 80-100 mg/dl bagi dewasa dan 80-90 mg/dl bagi anak, walaupun pasokan makanan dan kebutuhan jaringan berubah-ubah sewaktu kita tidur, makan,

dan bekerja (Cranmer H. et al.,Proses ini disebut homeostasis glukosa. Kadar glukosa yang  rendah, yaitu hipoglikemia dicegah dengan pelepasan glukosa dari simpanan glikogen hati yang besar melalui jalur glikogenolisis dan sintesis glukosa dari laktat, gliserol, dan asam amino di hati melalui jalur glukonoegenesis dan melalui pelepasan asam lemak dari simpanan jaringan adiposa apabila pasokan glukosa tidak mencukupi. Kadar glukosa darah yang tinggi yaitu

hiperglikemia dicegah oleh perubahan glukosa menjadi glikogen dan perubahan glukosa menjadi triasilgliserol di jaringan adiposa. Keseimbangan antarjaringan dalam menggunakan dan menyimpan glukosa selama puasa dan makan terutama dilakukan melalui kerja hormon homeostasis metabolik yaitu insulin dan glukagon.

Metabolisme glukosa di hati

Jaringan pertama yang dilewati melalui vena hepatika adalah hati.Di dalam hati, glukosa dioksidasi dalam jalur-jalur yang menghasilkan ATP untuk memenuhi kebutuhan energi segera sel-sel hati dan sisanya diubah menjadi glikogen dan triasilgliserol. Insulin meningkatkan penyerapan dan penggunaan glukosa sebagai bahan bakar, dan penyimpanannya sebagai glikogen serta triasilgliserol. Simpanan glikogen dalam hati bisa mencapai maksimum sekitar 200-300 g setelah makan makanan yang mengandung karbohidrat.Sewaktu simpanan glikogen mulai penuh, glukosa akan mulai diubah oleh hat i menjadi triasilgliserol.

Metabolisme glukosa di jaringan lain

Glukosa dari usus, yang tidak dimobilisis oleh hati, akan mengalir dalam darah menuju ke jaringan perifer. Glukosa  akan dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air. Banyak jaringan misalnya otot menyimpan glukosa dalam jumlah kecil dalam bentuk glikogen.

Metabolisme glukosa di otak dan jaringan saraf

Otak dan jaringan saraf sangat bergantung kepada glukosa untuk memenuhi kebutuhan energi. Jaringan saraf mengoksidasi glukosa menjadi karbon dioksida dan air sehingga dihasilkan ATP. Apabila glukosa turun di ambang di bawah normal, kepala akan merasa pusing dan kepala terasa ringan. Pada  keadaan normal, otak dan susunan saraf memerlukan sekitar 150 g glukosa setiap hari.

Metabolisme glukosa di sel darah merah

Sel darah merah hanya dapat menggunakan glukosa sebagai bahan bakar. Ini kerana sel darah merah tidak memiliki mitokondr ia, tempat berlangsungnya sebagian besar reaksi oksidasi bahan seperti asam lemak dan bahan bakar lain. Sel darah merah memperoleh energi melalui proses glikolisis yaitu pengubahan glukosa menjadi piruvat. Piruvat akan dibebaskan ke dalam darah secara langsung atau diubah menjadi laktat kemudian dilepaskan. Sel darah merah tidak dapat bertahan hidup tanpa glukosa. Tanpa sel darah merah, sebagian besar jaringan tubuh akan

menderita kekurangan energi karena jaringan memerlukan oksigen agar dapat sempurna mengubah bahan bakar menjadi CO2 dan H2O.

Metabolisme glukosa di otot

Otot rangka yang sedang bekerja menggunakan glukosa dari darah atau dari simpanan glikogennya sendiri, untuk diubah menjadi laktat melalui glikosis atau menjadi CO2 dan H2O. Setelah makan, glukosa digunakan oleh otot untuk memulihkan simpanan glikogen yang berkurang selama otot bekerja melalui proses yang dirangsang oleh insulin. Otot yang sedang

bekerja juga menggunakan bahan bakar lain dari darah, misalnya asam-asam lemak.

Metabolisme glukosa di jaringan adiposa

          Insulin merangsang penyaluran glukosa ke dalam sel-sel adiposa. Glukosa dioksidasi menjadi energi oleh adiposit. Selain itu, glukosa digunakan sebagai sumber untuk membentuk gugus gliserol pada triasilgliserol yang disimpan di jaringan adiposa.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

            Molekul yang menyusun sel organism disebut biomolekul. Biomolekul dibutuhkan tubuh dalam jumlah banyak yang disebut molekul makro. Ukuran, memungkibentuk dan reaktivitas kimiawi biomolekul memungkinkan biomolekul tidak saja sebagai unsur pembentuk struktur sel, tetapi juga berperan dalam transformasi energi materi yang berlangsung secara dinamis dan berkesinambungan yang disebut sebagai logika molekul keadaan hidup. Tiap makromolekul dibangun oleh unit-unit atau monomer yang lebih kecil, sehingga disebut dengan molekul mikro .

            Makromolekul yang terdapat didalam sel adalah lipida, karbohidrat (polisakarida), protein dan asam nukleat. Di dalam sel terdapat bermacam jenis lipid, diantaranya adalah lemak (trigliserida), fosfolipid dan steroid. Fosfolipid merupakan bagian penting penyusun membrane sel .

            Mikromolekul yang terdapat dalam sel adalah asam amino, asam lemak, nukleotida, dan glukosa. Glukosa merupakan sumber energy atau bahan bakar terpenting organism hidup. Protein dalam organism hidup ini ada yang berperan sebagai enzim, bahan perbaikan, pertumbuhan dan pemeliharaan struktur sel dari organ tubuh. Molekul asam nukleat merupakan molekul pembawa informasi genetic organisme hidup. Asam nukleat terdiri atas 2 golongan besar yaitu RNA dan DNA.

            Kemajuan IPTEK bidang biologi sel dan molekuler saat ini telah dapat memecahkan banyak persoalan di masyarakat. Misalnya, melalui serangkaian penelitian ahli-ahli biologi telah dapat mengidentifikasi jenis virus HIV, virus SARS, ataupun virus flu burung yang akhir-akhir ini mewabah dan membuat kecemasan dikalangan masyarakat.

           

DAFTAR PUSTAKA

Lehninger,A.L.1982.Biokimia Jilid 1.Jakarta:Erlangga

Simorangkir,Murniaty.2014.Modul Bikimia I.Medan:UNIMED

Lampiran

Jawaban dan Pertanyaan

Kelompok I (Ana Sofia )

Penjawab: Fauzatul Imtihani

1.Jelaskan bagaimana proses terjadinya Kloning ?

Jawab :

Proses terjadinya Kloning pada Domba Dolly, Kloning domba Dolly merupakan peristiwa penting dalam sejarah kloning. Dolly direproduksi tanpa bantuan domba jantan, melainkan diciptakan dari sebuah sel kelenjar susu yang di ambil dari seekor domba betina. menggunkan sel kelenjar susu domba finndorset sebagai donor inti sel dan sel telur domba blackface sebagi resepien. Sel telur domba blackface dihilangkan intinya dengan cara mengisap nukleusnya keluar dari selnya menggunakan pipet mikro. Kemudian, sel kelenjar susu domba finndorset  difusikan (digabungkan) dengan sel telur domba blackface yang tanpa nukleus. Proses penggabungan ini dibantu oleh kejutan/sengatan listrik, sehingga terbentuk fusi antara sel telur domba blackface tanpa nucleus dengan sel kelenjar susu dompa finndorsat. Hasil fusi ini kemudian berkembang menjadi embrio dalam tabung percobaan dan kemudian dipindahkan ke rahim domba blackface. Kemudian embrio berkembang dan lahir dengan ciri-ciri sama dengan domba finndorset. Kloning domba Dolly termasuk teknologi transfer inti sel reproduktif kloning. Pada tipe reproduktif, DNA yang berasal dari sel telur hewan dihilangkan dan diganti dengan DNA yang berasal dari sel somatic (kulit, rambut, dan lain-lain) hewan dewasa yang lain.Jadi, domba hasil kloning merupakan domba hasil perkembagbiakan secara vegetative (aseksual) karena sel telur tidak dibuahi oleh sperma.

Kelompok III (Gloria Sinambela )

Penjawab: Fadhillah

2.Jelaskan proses dari transgenik ?

Jawab :

Tanaman transgenik adalah tanaman yang telah disisipi atau memiliki gen asing dari spesies tanaman yang berbeda atau makhluk hidup lainnya. Penggabungan gen asing ini bertujuan untuk mendapatkan tanaman dengan sifat-sifat yang diinginkan,misalnya pembuatan tanaman yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, resisten terhadap organisme pengganggu tanaman, serta kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tanaman alami. Sebagian besar rekayasa atau modifikasi sifat tanaman dilakukan untuk mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia yang semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangan gizi manusia sehingga pembuatan tanaman transgenik juga menjadi bagian dari pemuliaan tanaman. Hadirnya tanaman transgenik menimbulkan kontroversi masyarakat dunia karena sebagian masyarakat khawatir apabila tanaman tersebut akan mengganggu keseimbangan lingkungan (ekologi), membahayakan kesehatan manusia, dan memengaruhi perekonomian global.

Kelompok IV (Nurfatimah )

Penjawab: Ade Ariyani

3.Bagaimana cara virus menyerang sel dari makhluk hidup ?

Jawab :

Virus bereproduksi dengan cara proliferasi atau replikasi. Pada Bakteriofage reproduksinya dibedakan menjadi dua macam, yaitu daur litik dan daur lisogenik. Pada daur litik, virus akan menghancurkan sel induk setelah berhasil melakukan reproduksi. Pada daur lisogenik, virus tidak menghancurkan sel bakteri tetapi virus berintegrasi/menempel dengan DNA sel bakteri dan jika bakteri membelah atau berkembangbiak virus pun ikut membelah.

Daur Lisis/Litik

a. fase Adsorbsi : fase ini ditandai dengan menempelnya virus (Bakteriofage) pada permukaan luar dinding bakteri ( misal : bakteri Escherichia coli).

b. fase Injeksi (penetrasi) : Virus mensekresikan enzim hidrolase yang meluluhkan dinding sel bakteri, sehingga terbentuk lubang, dan memasukkan DNA ke dalam sitoplasma bakteri.

c. fase Eklifase : DNA virus mengambil alih kendali sel bakteri, kemudian menghancurkan DNA bakteri menjadi komponen-komponen dasar pembentuk sel.

d. fase Sintesis / Replikasi : Pada fase ini, DNA bakteri yang dihancurkan dibentuk komponen-komponen penyusun tubuh virus dalam sel bakteri.

e. fase Perakitan / Assembling : Komponen-komponen virus tersebut dirakit menjadi calon-calon virus baru.

f. fase lisis/litik : Setelah terbentuk virus2 baru dinding sel bakteri pecah dan keluarlah ribuan virus yang siap menginfeksi bakteri yang lain.

Daur Lisogenik

Ada kalanya bakteri dalam keadaan imun/kebal, sehingga bakteriofage tidak dapat langsung mengambil alih kendali sel bakteri namun DNA virus menempel pada DNA bakteri dan ketika bakteri membelah diri DNA virus juga ikut membelah diri, sehingga yang terjadi adalah Daur Lisogenik.

Fase-fase pada Daur Lisogenik adalah sebagai berikut : 

a. fase Adsorbsi

b. fase Injeksi (penetrasi)

c. fase penggabungan

            Pada fase ini, DNA virus bergabung dangan DNA bakteri, dan ikut melakukan pembelahan bersama DNA bakteri. DNA tersebut disebut DNA asing / profage. Profage akan selalu mengikuti pembelahan sel bakteri. Sampai suatu saat sel bakteri tidak dalam keadaan imun, dan profage segera mengambil alih kendali sel bakteri yaitu memasiki fase Eklifase dalam daur Litik/Lisis. 

Kelompok V (Irmitha Mufida )

Penjawab : Ima Sari

4.Apa akibat yang akan terjadi jika tubuh kekurangan kadar biomolekul ?

 Jawab :

Kekurangan karbohidrat tentunya akan berakibat fatal bagi makhluk hidup. Misalnya saja seseorang kekurangan karbohidrat yang merupakan makromolekul yang sangat penting untuk penghasil energy, namun apabila orang tersebut kekurangan biomolekul ini maka bias saja ia lemas dan kurang bersemangat. Kemudian apabila seseorang kekurangan protein yang kita tau protein bias meningkatkan daya imun, namun jika kekurangan protein maka akan berdampak pada mudah terserang penyakit.

Kelompok VI (Riza Umami)

Penjawab: Suniati

5. Apa yang membedakan Mentega dan Margarin ?

Jawab :

Mentega dibuat dari lemak hewan dan memiliki kandungan kolesterol diet maupun lemak jenuh yang tinggi. Kolesterol sebenarnya diperlukan untuk perkembangan otak, elastisitas sel, dan usus yang sehat. Namun, kandungan lemak jenuhnya yang tinggi membuat mentega tidak hanya meningkatkan kolesterol total, tetapi juga kolesterol jahat (LDL). LDL inilah yang biasanya menyumbat arteri, dan menyebabkan penyakit jantung. Menurut petunjuk makan sehat, kita sebaiknya tidak mengonsumsi lebih dari 10 persen kalori total seperti lemak jenuh. Meskipun begitu, dari segi rasa umumnya orang lebih memilih mentega daripada margarin. Situs Natural Cooking Club (NCC) menyebutkan, tekstur mentega sangat lembut di suhu ruang, memiliki aroma susu yang enak, dan mudah meleleh di suhu hangat. Di pasaran, merek mentega yang tersedia antara lain Orchid, Wysman, dan Elle & Vire.
Sedangkan margarin, biasanya terbuat dari lemak nabati dan kandungan lemak jenuhnya lebih sedikit daripada mentega. Margarin kaya akan lemak tak jenuh yang mengandung omega-3 dan omega-6. Beberapa jenis margarin yang tersedia di pasaran adalah Blue Band, Simas, Palmboom, dan sebagainya.

Kelompok VII (Debora Viscan Sormin)

Penjawab : Ibu Murniaty

6.Sebutkan perbedaan amilum dan selulosa ?

Jawab:

Amilum dan selulusa merupakan karbohidrat yang berjenis polisakarida yaitu polisakarida yang tersusun atas lebih dari saru glukosa. Namun perbedaan antara amilum dan selulosa terletak pada ikatannya. Amilum memiliki ikatan α-glikosida 1,4 yang artinya OH dari atom C nomor 1 berikatan dengan atom C nomor 4 yang kedua. Sedangkan selulosa memiliki ikatan β-glikosida 1,4 .

Kelompok VIII (Feber Sinta)

Penjawab: Della Widya Salfira

7.Mengapa sel hewan tidak memiliki dinding sel dan  sampai berapa lama sel merah dapat bertahan hidup ?

Jawab :

Karena hewan dapat bergerak lebih aktif dan bebas begitu juga manusia tidak mempunyai dinding sel. Sedangkan tumbuhan hanya sedikit bergerak dan tidak berpindah tempat. dinding sel pada tumbuham untuk memberi bentuk dan melindungi bagian dalamnya sedangkan hewan pada umumnya mempunyai tulang sebagai pembentuk dan pelindung organ.Sel darah merah dapat bertahan hidup selama 48 jam inkubator pada suhu 37⁰C.