Sejarah, lingkup dan wawasan biokimiaKeperawatan Dr. drh. Rinidar, M.KesBagian Biokimia & Farmakologi FKH Universitas Syiah Kuala

Apa itu Biokimia?

Definisi:Websters dictionary: Bios = Yunani, artinya hidup Kimia mahluk hidup; Kimia yang terjadi dan menjadi ciri kehidupan.WebNet dictionary: Biokimia adalah kimia dari bahan-bahan dan proses-proses yang terjadi dalam tubuh mahluk hidup; sebagai upaya untuk memahami proses kehidupan dari sisi kimia.

Apa itu biokimia?Pemahaman bentuk dan fungsi biologis dari sudut pandang kimiaBertujuan untuk memahami interaksi molekul-molekul tak hidup yang menghasilkan fenomena kompleks dan efisien yang menjadi ciri-ciri kehidupan serta menjelaskan keseragaman kimia dari kehidupan yang beragam.

Disiplin ilmu pengetahuan alam atau sains yang menghubungkan dan merekatkan disiplin biologi dan kimia.> Biokimia tergolong biosains

Materinya berorientasi pada proses kehidupan Ada 6 proses kehidupan : metabolisme, tumbuh, gerak, iritabilitas, reproduksi, dan transformasi energi

Hal-hal yang dipelajariStruktur kimia dan bentuk tiga dimensi molekul biologiInteraksi antar biomolekulSintesis dan degradasi biomolekul dalam selPerolehan dan pemanfaatan energi oleh selMekanisme pengorganisasian biomolekul dan pengkoordinasian aktifitasnyaPenyimpanan, pemindahan dan ekspresi informasi genetika

Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnyaKimia Organik yang mempelajari sifat-sifat biomolekul.Biofisika, yang memanfaatkan teknik-teknik fisika untuk mempelajari struktur biomolekul.Nutrisi, yang memanfaatkan pengetahuan tentang metabolisme untuk menjelaskan kebutuhan makanan bagi mahluk hidup mempertahankan kehidupan normalnya. Kesehatan, yang mencari pemahaman tentang keadaan sakit dari sudut pandang molekular.

Biokimia sudah ada sejak tahun 1806

Sejarah Waktu itu bernama kimia hewan (animal chemistry) yang dipopulerkan pertama kali oleh ahli kimia Swedia, Jns Jacob Berzelius (1779-1848

Pada 1826 Friedrich Wohler (1800-1882) berhasil mensintesis urea, senyawa yang ditemukan pada hewan.

Pada 1845 Hermann Kolbe (1818-1884) berhasil mensintesis asam asetat, juga senyawa yang ditemukan pada hewan.

Lanjutan Sejarah Ternyata istilah kimia hewan tidak tepat lagi.

Beberapa nama :

Claude bernard 91813-1878),Louis Pasteur (1822-1895),Marcellin Berthelot (1827-1907),August Kekule (1829-1896)Josian Willard Gibbs (1839-1903) dan Jacobus henricus Vant hoff (1852-1911),Svante Arrhenius (1859-1927)

Pakar-pakar yang menkaji biologi, kimia, fisiologi, anatomi, bioenergi sepakat nama kimia hewan diganti biokimia.

Sejarah BiokimiaEnam unsur utama penyusun sel hidup adalah: C, H, N, O, P, dan S.Unsur kimia utama penyusun mahluk hidup adalah bahan minor penyusun kerak bumi (kandungan utama 47% O, 28% Si, 7.9% Al, 4.5% Fe, dan 3.5% Ca).

99% penyusun sel adalah H, O, N, dan CUnsurElektron bebasJumlah FraksiH12/3O21/4N31/70C41/10

Sebagian besar unsur penyusun bahan hidup memiliki berat atom yang rendah; H, O, N dan C adalah unsur dengan berat atom relatif paling kecil yang masing-masing mampu membentuk ikatan tunggal, rangkap, rangkap 3 dan rangkap 4.Unsur dengan berat atom paling ringan membentuk ikatan paling kuat

Biokimia mengkaji proses proses kehidupan Unit terkecil kehidupan adalah sel Karena itu biokimia berorientasi pada sel (hidup) sel : BiomolekulBiomolekul: protein , karbohidrat. Lemak, asam nukleat

Lanjutan Metabolisme Biomolekul senantiasa masuk-keluar sebagai nutrien dan limbah

Dinamisnutrien (input)

limbah (output)

tidak seimbang

nutrien (input)

limbah (output)

seimbang

sel tdak tumbuhSel tumbuh

Lanjutan Metabolisme Metabolisme ialah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel hidup yang meliputi reaksi sintesis dan analisis.

sintesis = anabolismeAnalisis = katabolisme

Metabolisme merupakan reaksi biokimia terdepan

Ada yang mengatakan biokimia identik dengan metabolisme

Perlu dibedakan reaksi metabolisme dengan reaksi kimia dalam tabung

Lanjutan Metabolisme reaksi dalam tabung In vitro, vitro = kaca =gelas

Wadah : tabung kimiareaksi dalam sel In vivo, vivo = sel hidup

Wadah : sel hidupDalam sesaat hanya dua reaktan yang reaksinya dapat diamatitimbul gejala panas-dingin, keluar asap/uap, warna, tabung pecahreaksi tidak terkendaliDalam sesaat dapat terjadi > 2000 reaksi secara simultantidak ada gejala-gejala fisik !reaksi terkendaliReaksi tak dapat terus-menerusReaksi dapat terus-menerusDapat terjadi pada berbagai temperaturterjadi pada satu temperatur (isotermal)

Lanjutan Metabolisme MetabolismeKatabolismeMerombak, menguraikan, menganalisa, mendegradasi, mendestruksi, senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana sambil melepas-kan energi bebas (Go ) AnabolismeMenyusun, membentuk, membangun, mensintesis senyawa kompleks dari senyawa sederhana tapi membutuhkan energi bebas (Go )

Lanjutan Metabolisme Metabolismekatabolismeanabolismesenyawa sederhanasenyawa sederhanasenyawa berenergi BM senyawa berenergi BM

BM (-) a (Go)

BM (+) b (Go)Yang berlebihan (Go) memberikan pada yang membutuhkan (Go)

Reaksi dapat berlangsung secara spontan dan terus-menerusAda syarat yang harus dipenuhi

filosofi gotong-royong

Lanjutan Metabolisme Reaksi metabolisme mempunyai pola yang tidak sama dengan reaksi dalam tabung

Reaksi metabolisme dapat ditulis sebagai berikut :

Dibaca !

Zat A menjadi zat CZat B menjadi zat D

Lanjutan Metabolisme Reaksi di atas dapat berlangsung dengan syarat :

A menjadi C harus melepaskan sejumlah Go (a kkal), reaksi ini disebut reaksi eksergonik (melepaskan Go)

katabolisme

B menjadi D harus membutuhkan sejumlah Go (b kkal), reaksi ini disebut reaksi endergonik (membutuhkan Go)

anabolisme

a kkal > b kkal

tingkat energi A > tingkat energi B

kompleksasi A > kompleksasi B

Lanjutan Metabolisme Go yang dilepaskan oleh A tidak dapat diberikan langsung kepada B, tapi harus dengan perantara senyawa lain (orang kedua) yaitu koenzim

Filosof : birokrasi

BiokimiaASAM AMINO NUKLEOTIDA KARBOHIDRAT LIPIDA

DNA REPLICATIONWatson-Crick model of double helical structure of DNA

PolisakaridaTd beberapa unit monosakaridaPati, selulosa

*******************