analisis perbedaan masing

TUGAS BIOKIMIA

A. Perbedaan Karbohidrat, Lemak, Lipid, Protein dan Asam Nukleat Berdasrkan Struktur dan Fungsinya.1. Karbohidrat

Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena

merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan yang harganya

relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui

fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu

membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO2) berasal dari udara dan air

(H2O) dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah klarbohidrat sederhana

glukosa. Di samping itu dihasilkan oksigen (O2) yang lepas di udara.

Sinar matahari

klorofil

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

karbohidrat

Produk yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang

mudah larut dalam air dan mudah diangkut ke seluruh sel-sel guna penyediaan

energi. Sebagian dari gula sederhana inmi kemudian mengalami polimerisasi

dan membentuk polisakarida. Ada dua jenis polisakarida tumbuh-tumbuhan,

yaitu pati dan nonpati. Pati adalah bentuk simpanan karbohidrat berupa

polimer glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik (ikatan antara

gugus hidroksil atom C nomor 1 pada molekul glukosa dengan gugus

hiodroksil atom nomor 4 pada molekul glukosa lain dengan melepas 1 mol

air). Polisakarida nonpati membentuk struktur dinding sel yang tidak larut

dalam air. Struktur polisakarida nonpati mirip pati, tapi tidak mengandung

ikatan glikosidik. Serelia, seperti beras, gandum, dan jagung serta umbi-

umbian merupakan sumber pati utama di dunia. Polisakarida nonpati

merupakan komponen utama serat makanan.

1

Di negara-negara sedang berkembang kurang lebih 80% energi

makanan berasal dari karbohidrat. Di negara-negara maju seperti Amerika

Serikat dan Eropa Barat, angka ini lebih rendah, yaitu rata-rata 50%. Nilai

B. JENIS-JENIS KARBOHIDRAT

1. Karbohidrat Sederhana

Karbohidrat sederhana terdiri dari:

1.1.Monosakarida

Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena

terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan

oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai

gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu

gizi, yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam

monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu

6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya

hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen

di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah

yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan

sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di

alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus

hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur

kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis

heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa.

Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa,

seperti ribosa dan arabinosa

2

Struktur terbuka

O H O O O

C—H H—C—OH C—H C—H COH

H—C—OH C==O H—C—OH HO—C—H H—C—OH

HO—C—H HO—C—H HO—C—H H—C—OH H—C—OH

H—C—OH H—C—OH HO—C—H H—C—OH H—C—OH

H—C—OH H—C—OH H—C—OH H—C—OH H—C—OH

H—C—OH H—C—OH H—C—OH H—C—OH H—C—OH

H H H H H

D-Glukosa D-Fruktosa D-Galaktosa D-Manosa D-Ribosa

Struktur Cincin

CH2OH

O H OH H OH OH

H OH

D-Glukosa

CH2OH O OH

OH CH2OH

OH

D-Fruktosa

CH2OH

HO O OH OH

OH

D-Galaktosa

CH2OH

O H OH OH HO OH

D-Manosa

CH2OH O OH

OH OH

D-Ribosa

3

2. Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam

dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan

bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat

penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati,

sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses

metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam

tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.

3. Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis.

Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun

strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot kecapan

pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis.

4. Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa,

akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

5. Manosa, jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel

terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.

6. Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya

sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.

1.2.Disakarida

Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa,

dan trehaltosa.

Trehaltosa tidak begitu penting dalam milmu gizi, oleh karena itu akan

dibahas secara terbatas. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat

satu sama lain melalui reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat

berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). ikatan glikosidik ini

biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk

ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. hanya karbohidrat yang unit

monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida

dapat dipecah kembali mejadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis.

Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida; monosakarida lainnya adalah

fruktosa dan galaktosa.

CH2OH CH2OH O O

4

OH O OH HO OH

OH OH

Maltosa

CH2OH CH2OH O O CH2OH H OH HO HO O CH2OH

OH OH

Sukrosa

CH2OH CH2OH O O O

OH OH OH OH

OH OH

Laktosa

Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial

gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari keuda macam bahan

makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang

banayk digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui

proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah,

sayuran, dan madu.

Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap

pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih atau

bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati.

Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa

dan satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan

terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap

tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme

yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare.

Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada orang tua. Mlaktosa

5

adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan

lebih sukar larut daripada disakarida lain.

Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai

gila jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa

juga terdapat dalam serangga.

1.3.Gula Alkohol

Gula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat secara sintesis.

Ada empat jenis gula alkohol yaitu sorbitol, manitol, dulsitol, dan inositol.

Sorbitol, terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari

glukosa. Enzim aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO)

dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH). Struktur kimianya dapat dilihat di

bawah.

Sorbitol banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien

diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan

sorbitol hanya 60% bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat

dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula

darah lebih kecil daripada sukrosa. Konsumsi lebih dari lima puluh gram sehari

dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes.

H H

H—C—OH H—C—OH

H—C—OH HO—C—H

HO—C—H HO—C—H




H H

Sorbitol Manitol

Manitol dan Dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa

dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel.

Secara komersialo manitol diekstraksi dari sejenis rumput laut. Kedua jenis

alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan.

6

Inositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdfapat

dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia.

1.4.Oligosakarida

Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida.

Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-

unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du

dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah

oleh enzim-enzim perncernaan.

Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa

unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di

dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak

dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus besar difermentasi.

B. Karbohidrat Kompleks

2.2.Polisakarida

Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana

yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida

yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida

nonpati.

Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan

karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama

terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian.

Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama

lain, bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu

sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya

mengentalkan, dan rasa. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang

tidak bercabang, sedangkan amilopektin adfalah polimer yang susunannya

bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang.

amilosa amilopektin

7

Dekstrin merupakan produk antara pada perencanaan pati atau dibentuk melalui

hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam

makanan lewat pipa (tube feeding). Cairan glukosa dalam hal ini merupakan

campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar

dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil

sehingga tidak mudah menimbulkan diare.

Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan

karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat di

dalam hati dan otot. Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan

selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk

keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat

digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan

glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan

diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.

2.2.Polisakari dan Nonpati/Serat

Serat akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam

mencegah berbagai penyakit. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut

dan yang dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa,

hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase,

glukan, dan algal.

C. Sumber Karbohidrat

Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-

kacang kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-

tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak

mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan bit serta kacang-

8

kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayur daun-daunan.

Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali

mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan

pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.

D. Fungsi Karbohidrat

1. Sumber Energi

Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat

merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh dunia, karena banyakdi

dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4

kkalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai

glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati

dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan

sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan

karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk.

2. Pemberi Rasa Manis pada Makanan

Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula

tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila

tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7;

glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2.

3. Penghemat Protein

Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk

memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat

pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan

digunakan sebagai zat pembangun.

4. Pengatur Metabolisme Lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga

menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-

hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium

dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis

yang dapat merugikan tubuh.

5. Membantu Pengeluaran Feses

Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan

memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus.

9

Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit

divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner

yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi.

Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal

dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang

menguntungkan.

2. Lemak3. Lipid4. Protein

Protein (akar 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 JÃ’ns Jakob Berzelius pada tahun 1838.

B. Ciri Molekul Protein

Protein adalah makromolekul polipeptida yang tersusundari sejumlah L-asam amino

yang dihubungkan oleh ikatan peptide, bobot molekul tinggi. Suatu molekul protein disusun

oleh sejumlah asam amino dengan susunan tertentu dan bersifat turunan.

Rantai polipeptida sebuah molekul protein mempunyai satu konformasi yang sudah

tertentu pada suhu dan pH normal. Konformasi ini disebut konformasi asli, sangat stabil

sehingga memungkinkan protein dapat diisolasi dalam keadaan konformasi aslinya itu.

10

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).

Semua jenis protein terdiri dari rangkaian dan kombinasi dari 20 asam amino. Setiap

jenis protein mempunyai jumlah dan urutan asam amino yang khas. Di dalam sel, protein

terdapat baik pada membran plasma maupun membran internal yang menyusun organel sel

seperti mitokondria, retikulum endoplasma, nukleus dan badan golgi dengan fungsi yang

berbeda-beda tergantung pada tempatnya.

1. Berat molekulnya besar, ribuan sampai jutaan, sehingga merupakan suatu

makromolekul.

2. Umumnya terdiri atas 20 macam asam amino. Asam amino berikatan (secara kovalen)

satu dengan yang lain dalam variasi urutan yang bermacam-macam, membentuk suatu

rantai polipeptida. Ikatan peptida merupakan ikatan antara gugus α-karboksil dari

asam amino yang satu dengan gugus α-amino dari asam amino yang lainnya.

3. Terdapatnya ikatan kimia lain, yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-

lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein. Sebagai contoh

misalnya ikatan hidrogen, ikatan hidrofob (ikatan apolar), ikatan ion atau elektrostatik

dan ikatan Van Der Waals.

4. Strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti ph, radiasi, temperatur,

medium pelarut organik, dan deterjen.

5. Umumya reaktif dan sangat spesifik, disebabkan terdapatnya gugus samping yang

reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya.

C. StrukturStruktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat

satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur

primer protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui

ikatan peptida (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi

lokal dari berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen.

Berbagai bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut:

11

1. alpha helix (Î±-helix, “puntiran-alfa”), berupa pilinan rantai asam-asam amino

berbentuk seperti spiral;

2. beta-sheet (Î²-sheet, “lempeng-beta”), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun

dari sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau

ikatan tiol (S-H);

3. beta-turn, (Î²-turn, “lekukan-beta”); dan

4. gamma-turn, (Î³-turn, “lekukan-gamma”)

Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga

dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan.

Beberapa molekul protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk

oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur

kuartener. Contoh struktur kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin.

Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode:

1. Hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N hcl) dan kemudian komposisi

asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer,

2. Analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman,

3. Kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan

4. Penentuan massa molekular dengan spektrometri massa.

Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular

dichroism (CD) dan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Spektrum CD dari puntiran-alfa

menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan

satu puncak negatif sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari

protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-

alfa berbeda dibandingkan dengan pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur

sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah.

Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain. Struktur ini terdiri dari 40-

350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein

yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai

polipeptida yang berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda

dengan komponen penyusunnya. Bila struktur domain pada struktur kompleks ini berpisah,

maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah

12

yang membedakan struktur domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener,

setelah struktur kompleksnya berpisah, protein tersebut tidak fungsional.

Bila susunan ruang atau rantai polipeptida suatu molekul protein berubah, maka

dikatakan protein ini terdenaturasi. Sebagian besar protein globular mudah mengalami

denaturasi, jika ikatan-ikatan yang membentuk konfigurasi molekul tersebut rusak. Kadang-

kadang perubahan ini memang dikehendaki namun sering juga merugikan sehingga perlu

dicegah.

Ada dua macam denaturasi yaitu pengembangan rantai peptida dan pemcahan protein

menjadi unit yang lebih kecil tanpa disertai pengembangan molekul. Terjadinya kedua jenis

denaturasi ini tergantung pada keadaan molekul. Yang pertama terjadi pada rantai

polipeptida, dan yang kedua terjadi pada bagian molekul yang bergabung dalam ikatan

sekunder.

Masalah utama terjadinya denaturasi meliputi : Panas dan Radiasi Sinar Ultraviolet,

Pelarut-pelarut Organik, Asam atau Basa, Ion Logam Berat, dan Pereaksi Alkaloid.

D. Fungsi Protein

1. Enzim

Protein yang paling bervariasi dan mempunyai kekhususan tinggi adalah protein yang

mempunyai aktivitas katalis, yakni enzim. Hampir semua reaksi kimia biomolekul organik

didalam sel dikatalis oleh enzim. Lebih dari 2000 jenis enzim , masing-masing dapat

mengkatalisa reaksi kimia yang berbeda, telah ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan.

2. Protein Transport

Protein transport didalam plasma darah mengikat dan membawa molekul atau ion spesifik

dari satu organ ke organ lain. Hemoglobin pada sel darah merah mengikat oksigen ketika

darah melalui paru-paru, dan membawa oksigen ke jaringan periferi. Plasma darah

mengandung lipo protein. Yang membawa lipid dari hati ke organ lain. Protein transport lain

terdapat didalam membran sel dan menyesuaikan strukturnya untuk mengikat dan membawa

glukosa, asam amino dan nutrien lain melalui membran menuju kedalam sel.

3. Protein Nutrien dan Penyimpan

Biji berbagai tumbuhan menyimpan protein nutrien yang dibutuhkan untuk pertumbuhan

embrio tanaman, terutama protein biji dari gandum, jagung dan beras.

4. Protein Kontraktil atau Motil

13

Beberapa protein memberikan kemampuan kepada sel organisme untuk berkontraksi,

mengubah bentuk atau bergerak. Aktin dan miyosin adalah protein filamen yang berfungsi

didalam sistem kontraktil otot kerangka dan juga didalam banyak sel.

5. Protein Stuktur

Banyak protein yang berperan sebagai filamen, kabel, atau lembaran penyanggah untuk

memberikan struktur biologi, kekuatan atau proteksi. Komponen utama dari urat dan tulang

rawan adalah protein serabut kolagen yang mempunyai daya tegang yang amat tinggi.

Hampir semua komponen kulit adalah kolagen murni.

6. Protein Pertahanan

Banyak protein yang mempertahankan organisme dalam melawan serangan oleh spesies lain

atau melindungi organisme tersebut dari luka. Imunoklobulin atau antibodi pada vertebrata

adalah protein khusus yang dibuat oleh limposit yang dapat mengenali dan mengendapkan

atau menetralkan serangan bakteri, virus atau protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan

trombin merupakan protein penggumpal darah yang menjaga kehilangan darah jika sistem

pembuluh terluka, bisa ular, toksin bakteri, dan protein tumbuhan beracun seperti risin.

7. Protein Pengatur

Beberapa protein membantu mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Diantara jenis ini

terdapat sejumlah hormon, seperti insulin, yang mengatur metabolisme gula dan

kekurangannya, menyebabkan penyakit diabetes, hormon pertumbuhan dari pituitary dan

hormon paratiroid, yang mengatur transport Ca++ dan fosfat juga. Represor mengatur

biosintesa enzim oleh sel bakteri

5. Asam Nukleat

Analisis perbedaan masing-masing biomolekuk berdasarjan struktur dan fungsinya

1. Konsep esensial dari masing-masing biomolekul’2. Analisis model pembelajaran yang tepat

3. RRP materi asam nukleat

14

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

A. Identitas

Satuan Pendidikan : SMA N 5 Kabupaten Tangerang

Mata Pelajaran : Kimia

Kelas/Semester : XII IPA/2

Materi Pokok : Asam Nukleat

Alokasi Waktu : 3 jam pelajaran (1 pertemuan)

B. Kompetensi Inti

1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya

2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli

(gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan

menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam

berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam

menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.

3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,

prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi,

seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan,

kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta

menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai

dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.

4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait

dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan

mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan

C. Kompetensi Dasar

1.1 Menyadari adanya keteraturan struktur partikel materi sebagai wujud kebesaran

Tuhan YME dan pengetahuan tentang struktur partikel materi sebagai hasil

pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif.

1.2 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif,

terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab,

15

kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan

percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari.

1.3 Menunjukkan perilaku kerjasama, santun, toleran, cintadamai dan peduli

lingkungan serta hemat dalam memanfaatkan sumber daya alam .

2.1 Menunjukkan perilaku responsif, dan proaktif serta bijaksana sebagai wujud

kemampuan memecahkan masalah dan membuat keputusan.

2.2 Menalar dan menganalisis struktur, tata nama, sifat dan kegunaan makromolekul (polimer,

karbohidrat, dan protein)

D. Indikator

1. Mengagungkan kebesaran Tuhan YME

2. Menyadari bahwa ketentuan yang ditetapkan oleh Tuhan YME adalah yang

terbaik untuk semua ciptaan-Nya.

3. Menjelaskan struktur asam nukleat

4. Menjelaskan tata nama asam nukleat

5. Menjelaskan sifat asam nukleat

6. Menjelaskan kegunaan asam nukleat

E. Materi

Bahan genetik

Sebagai bahan penurunan sifat, kromosom tersusun atas nukleoprotein, suatu senyawa antara asam nukleat dengan protein seperti histon dan/atau protamin. Asam nukleat inilah yang berperan sebagai bahan genetik. Dikenal 2 macam asam nukleat, yaitu DNA sebagai bahan genetik yang sesungguhnya dan RNA.

Asam nukleat merupakan senyawa penting yang tersusun atas nukleotida-nukleotida. Atau dengan kata lain asam nukleat merupakan suatu polimer/rantai nukleotida (polinukleotida). Setiap nukleotida tersusun atas sebuah nukleosida dan gugus fosfat. Sedangkan setiap nukleosida tersusun atas gula pentosa berupa deoksiribosa atau ribose dan basa nitrogen baik dari turunan purin yaitu guanin dan adenin maupun turunan pirimidin yaitu sitosin, timin atau urasil. Agar lebih jelas coba cermati skema di bawah:

16

Skema susunan asam nukleat.

Gula pentosa

Gula pentosa telah Saudara pelajari dalam pokok bahasan karbohidrat, yaitu suatu monosakarida beratom C 5 buah. Coba perhatikan kembali struktur gula pentosa berupa ribosa dan deoksiribosa di bawah ini:

Dst.

Dst.

Basa N (guanin, adenin, sitosin, timin, urasil)

Pentosa (ribosa, deoksiribosa)









Fosfat

Nukleosida

Fosfat

Nukleosida

Fosfat

Nukleosida

Dst.

Dst.

Fosfat

Nukleosida

Fosfat

Nukleosida

Dst.

Nukleotida

Nukleotida

Nukleotida

Nukleotida

Nukleotida

Asam Nukleat(DNA, RNA)

17

Struktur gula pentosa

Basa Nitrogen

Basa nitrogen ada 2 golongan yaitu:1. Derivat purin yang terdiri atas adenin dan guanin

Kedua basa N ini terdapat di dalam RNA maupun DNA2. Derivat pirimidin yang terdiri atas sitosin, urasil dan timin

Dari ketiga basa N di atas, sitosin terdapat dalam RNA dan DNA, urasil hanya ada pada RNA dan timin hanya ada pada DNA.

Coba perhatikan struktur 5 basa basa N berikut:

Struktur basa nitrogen

Nukleosida

DeoksiribosaRibosa

PirimidinPurin

TiminUrasilSitosinGuaninAdenin

18

Nukleosida merupakan gabungan antara gula pentosa baik ribosa ataupun deoksiribosa dengan salah satu basa N. Jika gula pentosa berupa ribose, maka basa N yang mungkin diikat adalah guanin, adenin, sitosin dan urasil. Sedangkan jika gula pentosa berupa deoksiribosa, maka basa N yang terikat adalah guanin, adenin, sitosin dan timin. Penamaan nukleosida dapat Saudara baca pada tabel system penamaan nukleosida dan nukleotida.

Struktur berbagai macam nukleosida

Deoksitimidin DeoksisitidinDeoksiadenosin

Deoksiguanosin

Nukleosida pirimidinNukleosida purin

UridinSitidinGuanosinAdenosin

19

Tabel Sistem penamaan nukleosida dan nukleotidaGula pentosa Basa Nitrogen Nama

nukleosidaGugus fosfat

Nama nukleotidaRibosa Deoksi-

ribosa AdeninGuanin Sitosin Urasil Timin

Adenosin Adenosin monofosfat

Guanosin Guanosin monofosfat Sitidin Sitidin monofosfat Uridin Uridin monofosfat

Deoksiadenosin

Deoksiadenosin monofosfat

Deoksiguanosin

Deoksiguanosin monofosfat

Deoksisitidin Deoksisitidin monofosfat

Deoksitimidin Deoksitimidin monofosfat

Nukleotida

Nukleotida merupakan gabungan antara nukleosida dengan gugus fosfat. Karena ada 8 macam nukleosida maka nukleotida juga ada 8 macam. Lihat kembali tabel.

20

Struktur nukleotida

Asam nukleat

Asam nukleat merupakan polimer nukleotida (polinukleotida), baik nukleotida purin maupun nukleotida pirimidin. Ada 2 jenis asam nukleat penting dalam tubuh yaitu DNA dan RNA. Dalam biomedik asam nukleat memiliki arti yang sangat penting. Lintasan informasi dasar dalam pembahasan asam nukleat adalah bahwa DNA mengarahkan sintesis RNA dan RNA mengarahkan sintesis protein.

DNA

Sebagai polinukleotida, DNA tersusun atas nukleotida-nukleotida. Coba lihatlah kembali bahwa nukleotida tersusun atas nukleosida-nukleosida. Setiap nukleosida tersusun atas gula pentosa dan basa nitrogen.

Deoksiuridin monofosfat

Deoksisitidin monofosfat

Deoksiguanosin monofosfat

Deoksiadenosin monofosfat

Uridin monofosfat

Sitidin monofosfat

Guanosin monofosfat

Adenosin monofosfat

Nukleotida pirimidinNukleotida purin

21

Basa N yang menyusun DNA adalah adenin, guanin, sitosin dan timin. Sedangkan gula pentosa yang menyusun DNA adalah deoksiribosa. Agar lebih jelas coba perhatian gambar struktur DNA.

Tampak bahwa setiap gugus fosfat dari satu nukleotida berikatan dengan deoksiribosa dari nukleotida berikutnya. Dari gambar dapat Saudara lihat bahwa deoksiguanosin monofosfat (dGMP)/deoksiguanilat dihubungkan dengan deoksiadenosin monofosfat (dAMP)/deoksiadenilat, dihubungkan lagi dengan deoksisitidin monofosfat (dCMP)/deoksisitidilat, dihubungkan lagi dengan deoksitimidin monofosfat (dTMP)/deoksitimidilat dan seterusnya. Urutan nukleotida-nukleotida ini berbeda-beda pada setiap individu.

Struktur DNA (A)

22

Struktur DNA

23

Struktur DNA

24

DNA mengandung 2 untai polinukleotida. Setiap basa N pada nukleotida untaian pertama akan berikatan (ikatan hidrogen) dengan basa N pada nukleotida kedua. Sifat khas dari ikatan ini adalah bahwa setiap basa N adenin (A) selalu berikatan dengan timin (T), sedangkan guanin (G) selalu berikatan dengan sitosin (C). Setiap ikatan antara 2 basa N ini membentuk struktur menyerupai anak tangga, sedangkan deoksiribosa dan fosfat akan membentuk struktur menyerupai ibu tangga. Jika struktur ini diamati secara utuh akan terlihat struktur seperti tangga tetapi dalam kondisi terpilin, sehingga sering disebut sebagai struktur pilinan ganda (double helix).

RNA

RNA sebagaimana DNA juga merupakan asam nukleat, sehingga juga tersusun atas nukleotida-nukleotida dengan segala unsur-unsur penyusunnya. Ada beberapa perbedaan antara RNA dan DNA yaitu:1. RNA tersusun atas gula pentosa ribosa bukan deoksiribosa2. RNA memiliki komponen pirimidin yang berbeda dengan dengan DNA.

Pada RNA pirimidin yang ada adalah sitosin dan urasil. Dengan demikian secara lengkap basa N pada RNA adalah adenin, guanin, sitosin dan urasil. Sedangkan pada DNA adalah adenin, guanin, sitosin dan timin.

3. RNA terdapat dalam bentuk untaian tunggal, tidak seperti DNA yang memiliki untaian ganda. Namun RNA dapat melipat dirinya sehingga pada bagian tertentu didapatkan sifat untaian ganda.

Ada 3 macam RNA yaitu

1. Messenger RNA (mRNA) mRNA memiliki ukuran dan stabilitas yang paling heterogen. mRNA berfungsi sebagai pembawa pesan messenger, yang mengangkut informasi dari DNA ke mesin pembuat protein. mRNA memiliki struktur tunggal. Urutan basa nitrogen di dalamnya dikelompok-kelompokkan menjadi triplet-triplet (urutan 3 basa N) sehingga sering disebut sebagai kode triplet atau lazim dinamakan kodon.

Struktur mRNA

25

Daftar kodon dari mRNA

Nukleotida

pertama

Nukleotida kedua Nukleotida ketigaU C A G

UPhePhe LeuLeu

SerSer Ser Ser

TyrTyr

TermTerm

CysCys

TermTrp

UCAG

CLeuLeuLeuLeu

Pro Pro Pro Pro

HisHisGlnGln

ArgArgArgArg

UCAG

AIleIleIle

Met

ThrThrThrThr

AsnAsnLysLys

Ser SerArgArg

UCAG

GValValValVal

AlaAlaAlaAla

AspAspGluGlu

GlyGlyGlyGly

UCAG

Misalnya urutan kodon adalah UUG maka nukleotida I adalah U, nukleotida kedua adalah U dan nukleotida III adalah G. Jika dicocokkan dengan tabel maka kodon tersebut sesuai untuk asam amino Leusin. Kodon UAC sesuai untuk asam amino Tyr, dan seterusnya.Phe : fenilalaninLeu : LeusinIle : isoleusinMet : metioninVal : valinSer : serinPro : prolinThr : threoninAla : alanin Tyr : tirosinTerm : terminalHis : histidinGln : glutaminAsn : asparaginLys : lisinAsp : aspartatGlu : glutamatCys : sisteinTrp : triptofanArg : argininGly : glisin

2. Transfer RNA (tRNA)

26

Memiliki panjang 74-95 nukleotida. Dalam setiap sel minimal terdapat 20 spesies tRNA yang masing-masing sesuai dengan masing-masing dari 20 jenis asam amino. Struktur dari tRNA adalah menyerupai daun semanggi yang terdiri dari 4 lengan, yaitu :- Lengan akseptor yang terdiri atas pasangan basa N dan berakhir

pada rangkaian CCA. Lengan ini mengikat asam amino dalam proses sintesis protein.

- Lengan anti kodon yang terdiri pasangan basa N dan berakhir pada 3 basa N yang dapat mengenali kodon dari mRNA (memiliki basa N yang komplementer terhadap kodon)

- Lengan D - Lengan CSelain itu juga ada struktur lengan tambahan.tRNA berfungsi sebagai pemindah asam amino menuju mRNA dalam proses sintesis protein.

Struktur tRNA

3. Ribosom RNA (rRNA)Ribosom merupakan struktur nucleoprotein sitoplasma yang bertindak sebagai mesin pembentuk protein dari cetakan mRNA. Pada ribosom mRNA dan tRNA saling berinteraksi untuk menyusun protein spesifik. Sebagai nucleoprotein, ribosom tersusun atas asam nukleat berupa rRNA.

27

Struktur rRNA

F. Strategi Pembelajaran

Model : Cooperative Learning

Pendekatan : Scientific

Metode : Diskusi dan Mind Map

G. Media dan Sumber Belajar

1. Media : Papan tulis, laptop, LCD, dan Infokus

2. Sumber Belajar :

a. Haris, A. 2013. Kimia untuk SMA/MA kelas X Peminatan. Bandung : Yrama Widya.

b. Internet

H. Langkah-langkah Pembelajaran

Langkah Pembelajaran Alokasi

Waktu

Keterangan

1. Pendahuluan (fase orientasi)

a. Guru mengucapkan salam kepada siswa

dengan senyum yang

bersahabat/komunikatif

b. Guru mengajak siswa berdoa bersama

sesuai keyakinan masing-masing

c. Guru memeriksa kehadiran siswa

10

Menit

28

d. Guru menyampaikan materi

e. pembelajaran dan tujuan pembelajaran

yang harus dicapai siswa dalam

pembelajaran ini

f. Guru memotivasi siswa dengan perrtanyaan :

“Siapa yang sudah pernah mendengar dpa itu

“DNA”? Apakah itu DNA? Tahukah kamu

bila didalam DNA terdapat asam nukleat?

g. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok

yang terdiri dari 5 orang.

II. Kegiatan Inti

a. Mengamati

Siswa mengamati tayangan video asam

nukleat.

b. Menanya

Siswa diharapkan bertanya mengenai

struktur DNA dan RNA.

c. Mengumpulkan Data

Siswa melakukan diskusi dan membuat

mind map untuk mengetahui struktur, tata

nama, sifat dan kegunaan asam nukleat

dari berbagai sumber.

d. Mengasosiasi

Siswa dalam kelompok menganalisis

dan menyimpulkan struktur, tata nama,

sifat dan kegunaan asam nukleat.

e. Mengkomunikasikan

Perwakilan dari masing-masing

kelompok menyampai kan hasil

diskusinya (presentasi) dan

kesimpulannya dengan tata bahasa

yang benar.

Guru mengkonfirmasi pengetahuan

siswa yang belum tepat.

100

menit

10

menit

Audio, visual, kinestetik


Audio, kinestetik

Audio



29

BREAKTIME : Siswa (Dipandu

oleh perwakilan siswa) menyanyikan

lagu kimia.

Guru memberikan kuis berupa

permainan “Snow Ball” yaitu siswa

diminta untuk membuat sebuah

pertanyaan diatas selembar kertas,

lalu kertas tersebut dibulatkan dan

dijadikan bola. Siswa melemparkan

bola pertanyaan tersebut secara acak.

Siswa diberikan waktu permainan

selama 20 menit

Siswa yang memperoleh poin

tertinggi akan mendapatkan

penghargaan sebagai “Kelompok

Paling DNA”.

III. Penutup (fase evaluasi)

a. Guru bersama siswa menyimpulkan

materi pemmbelajran pada hari tersebut.

b. Memberikan tugas individu untuk berlatih

pada buku paket

c. Menginformasikan rencana kegiatan

pembelajaran yang akan datang.

15

menit


H. Penilaian Hasil Pembelajaran

1. Penilaian Kognitif

Penilaian Individu (Tugas)

Jenis Tagihan : Tugas Individu

Alat ukur : Tes Tulis

30

Bentuk : Essay

2. Penilaian Afektif

Penilaian Diri

Penilaian Antarteman

3. Penilaian Psikomotorik

4. jurnal

31

analisis perbedaan masing

Documents