Biokimia: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan Tag: Suntingan perangkat seluler Suntingan peramban seluler |
|||
| (40 revisi perantara oleh 7 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
{{Ilmu|cTopic=Biologi}}
'''Biokimia''' atau '''kimia
Sebagian besar biokimia berhubungan dengan struktur, fungsi, dan interaksi [[makromolekul]] biologis, seperti [[protein]], [[asam nukleat]], [[karbohidrat]], dan [[lipid]]. Molekul-molekul ini membangun struktur sel dan melakukan banyak fungsi yang berhubungan dengan kehidupan.<ref name="Biology">[[Biochemistry#Eldra|Eldra]] (2007), p. 45.</ref> Sifat kimiawi sel juga bergantung pada reaksi [[molekul]] dan [[Ion|ion kecil]]. Mereka dapat berupa senyawa [[Senyawa anorganik|anorganik]] (misalnya [[air]] dan ion [[logam]]) atau [[Senyawa organik|organik]] (misalnya [[asam amino]] yang digunakan untuk [[Sintesis protein|menyintesis protein]]).<ref name="Marks">[[Biochemistry#Marks|Marks]] (2012), Chapter 14.</ref> Mekanisme yang digunakan oleh [[Respirasi seluler|sel untuk memanfaatkan energi]] dari lingkungannya melalui [[reaksi kimia]] dikenal sebagai [[metabolisme]]. Temuan biokimia diterapkan terutama di [[Kedokteran|bidang kedokteran]], [[nutrisi]], dan [[pertanian]]. Dalam pengobatan, ahli biokimia menyelidiki penyebab dan [[Medikasi|penyembuhan]] [[penyakit]].<ref>[[Biochemistry#Finkel|Finkel]] (2009), pp. 1–4.</ref> Ilmu gizi mempelajari bagaimana menjaga kesehatan dan kebugaran serta pengaruh dari [[Malnutrisi|kekurangan gizi]].<ref name="FFL2010">[[Biochemistry#UNICEF|UNICEF]] (2010), pp. 61, 75.</ref> Di bidang pertanian, ahli biokimia menyelidiki [[tanah]] dan [[pupuk]]. Meningkatkan budidaya tanaman, penyimpanan tanaman, serta [[pengendalian hama]] juga merupakan tujuan penerapan biokimia.
== Sejarah ==
{{Main|Sejarah biokimia}}
[[Berkas:Gerty Theresa Radnitz Cori (1896-1957) and Carl Ferdinand Cori.jpg|upright=0.9|jmpl|[[Gerty Cori]] dan [[Carl Cori]] bersama-sama memenangkan [[Penghargaan Nobel Fisiologi atau Kedokteran|Hadiah Nobel]] pada tahun 1947 atas penemuan [[siklus Cori]] mereka di RPMI.]]
Menurut definisi yang paling komprehensif, biokimia dapat dilihat sebagai studi tentang komponen dan komposisi makhluk hidup dan bagaimana mereka bersatu dan bekerja sama menjadi bentuk kehidupan. Dalam pengertian ini, sejarah biokimia dapat berasal dari [[Yunani Kuno|zaman Yunani kuno]].<ref name="history of science">[[Biochemistry#Helvoort|Helvoort]] (2000), p. 81.</ref> Namun, biokimia sebagai [[Cabang-cabang ilmu pengetahuan sains|disiplin ilmu]] yang spesifik dimulai sekitar abad ke-19, atau lebih awal, bergantung pada aspek biokimia mana yang difokuskan. Beberapa orang berpendapat bahwa biokimia mungkin dimulai sejak penemuan molekul [[enzim]] yang pertama, yaitu [[diastase]] (sekarang disebut [[amilase]]), pada tahun 1833 oleh [[Anselme Payen]],<ref>[[Biochemistry#Hunter|Hunter]] (2000), p. 75.</ref> sementara yang lain menganggap demonstrasi [[Eduard Buchner]] mengenai proses biokimia kompleks pertama, yaitu [[Fermentasi etanol|fermentasi alkohol]] pada ekstrak yang bebas-sel pada tahun 1897 sebagai tanda kelahiran biokimia.<ref>[[Biochemistry#Hamblin|Hamblin]] (2005), p. 26.</ref><ref>[[Biochemistry#Hunter|Hunter]] (2000), pp. 96–98.</ref> Beberapa orang juga mungkin menunjuk karya berpengaruh yang terbit pada tahun 1842 oleh [[Justus Liebig|Justus von Liebig]], ''Kimia hewan, atau, Kimia organik dalam aplikasinya pada fisiologi dan patologi'', yang mempresentasikan teori kimia tentang metabolisme, sebagai permulaan dari biokimia,<ref name="history of science" /> atau bahkan sejak studi abad ke-18 tentang [[fermentasi]] dan [[Respirasi seluler|respirasi]] oleh [[Antoine Lavoisier]].<ref>[[Biochemistry#Berg|Berg]] (1980), pp. 1–2.</ref><ref>[[Biochemistry#Holmes|Holmes]] (1987), p. xv.</ref> Banyak pionir lain disebut sebagai pendiri biokimia modern karena membantu mengungkap kompleksitas biokimia. [[Emil Fischer]], yang mempelajari kimia protein,<ref>[[Biochemistry#Feldman|Feldman]] (2001), p. 206.</ref> dan [[Frederick Gowland Hopkins|F. Gowland Hopkins]], yang mempelajari enzim dan sifat dinamis biokimia, mewakili dua contoh ahli biokimia awal.<ref>[[Biochemistry#Rayner|Rayner-Canham]] (2005), p. 136.</ref>
Istilah "biokimia" sendiri berasal dari gabungan antara [[biologi]] dan [[kimia]]. Pada tahun 1877, [[Felix Hoppe-Seyler]] menggunakan istilah ini (''biochemie'' dalam bahasa Jerman) sebagai sinonim untuk
[[Berkas:
Pada awalnya, orang-orang secara umum memercayai bahwa kehidupan dan materialnya memiliki beberapa sifat atau substansi esensial (yang sering disebut sebagai "[[Vitalisme|prinsip vital]]") yang berbeda dari materi yang ditemukan pada benda tak hidup, dan menganggap bahwa hanya makhluk hidup yang dapat menghasilkan molekul kehidupan (senyawa organik).<ref>[[Biochemistry#Fiske|Fiske]] (1890), pp. 419–20.</ref> Pada tahun 1828, [[Friedrich Wöhler]] menerbitkan tulisan tentang [[Sintesis Wöhler|sintesis]] [[urea]], yang membuktikan bahwa senyawa [[Kimia organik|organik]] dapat dibuat secara artifisial.<ref name="Kauffman 2001">[[Biochemistry#Kauffman|Kauffman]] (2001), pp. 121–133.</ref> Sejak itu, biokimia mulai maju, terutama sejak pertengahan abad ke-20 dengan perkembangan teknik baru seperti [[kromatografi]], [[Kristalografi sinar-X|difraksi sinar-X]], [[interferometri polarisasi ganda]], [[Spektroskopi resonansi magnetik inti|spektroskopi NMR]], [[pelabelan radioisotop]], [[mikroskop elektron]], dan simulasi [[dinamika molekuler]]. Teknik-teknik ini memungkinkan penemuan dan analisis yang lebih mendalam dari berbagai molekul dan [[Lintasan metabolisme|jalur metabolisme]] [[Sel (biologi)|sel]], seperti [[glikolisis]] dan [[Siklus asam sitrat|siklus Krebs]] (siklus asam sitrat), serta mengarah pada pemahaman tentang biokimia pada tingkat molekuler. Perkembangan ilmu baru seperti [[bioinformatika]] juga banyak membantu dalam peramalan dan pemodelan struktur [[molekul raksasa]].
Baris 15 ⟶ 16:
== Bahan awal: unsur kimia kehidupan ==
{{main|Komposisi tubuh manusia|mineral (nutrisi)}}
[[Berkas:201 Elements of the Human Body.02.svg|jmpl|Unsur-unsur{{Pranala mati|date=Februari 2021|bot=InternetArchiveBot|fix-attempted=yes }} utama penyusun tubuh manusia, mulai dari yang paling melimpah (berdasarkan massa) hingga paling sedikit.]]
Sekitar dua lusin [[unsur kimia]] bersifat esensial untuk berbagai jenis [[Kehidupan|kehidupan biologis]]. Mayoritas unsur paling langka di Bumi tidak dibutuhkan oleh organisme (kecuali [[selenium]] dan [[Iodin|yodium]]),<ref>{{Cite book|last=Cox, Nelson, Lehninger|date=2008|title=Lehninger Principles of Biochemistry|publisher=Macmillan}}</ref> sementara beberapa unsur yang umum ditemukan ([[aluminium]] dan [[titanium]]) tidak digunakan. Sebagian besar organisme membutuhkan unsur-unsur yang sama, tetapi ada perbedaan kebutuhan antara [[tumbuhan]] dan [[hewan]]. Misalnya, alga laut menggunakan [[Bromin|brom]], tetapi tumbuhan dan hewan darat tampaknya tidak membutuhkannya. Semua hewan membutuhkan [[natrium]], tetapi beberapa tumbuhan tidak. Tumbuhan membutuhkan [[boron]] dan [[silikon]], tetapi hewan mungkin tidak (atau mungkin membutuhkannya dalam jumlah yang sangat kecil).
Baris 21 ⟶ 23:
== Biomolekul ==
{{main|Biomolekul}}
Ada empat kelas molekul utama dalam biokimia (sering disebut biomolekul), yaitu
=== Karbohidrat ===
{{Main|Karbohidrat
{{See also|Monosakarida|disakarida|polisakarida}}
{{multiple image
| align = right
| direction = vertical
| header = [[Karbohidrat]]
| image1 = Beta-D-Glucose.svg
| width1 = 220
| caption1 = Glukosa, sebuah [[monosakarida]]
| image2 = Sucrose-inkscape.svg
| width2 = 220
| caption2 = Sebuah molekul [[disakarida]], yaitu [[sukrosa]] ([[glukosa]] + [[fruktosa]])
| image3 = Amylose 3Dprojection.svg
| width3 = 220
| caption3 =[[Amilosa]], sebuah [[polisakarida]] yang disusun oleh beberapa ribu unit glukosa
}}
Dua fungsi utama karbohidrat adalah sebagai penyimpan energi dan penyedia struktur. [[Gula]] (contoh umumnya adalah [[glukosa]]) merupakan karbohidrat, tetapi tidak semua karbohidrat adalah gula. Jumlah karbohidrat di Bumi lebih banyak daripada jumlah biomolekul mana pun; mereka digunakan untuk menyimpan energi dan [[Sekuens DNA|informasi genetik]], serta berperan penting dalam [[Interaksi sel-sel|interaksi]] dan [[Persinyalan sel|komunikasi]] dari sel ke sel.
==== Monosakarida ====
Tipe karbohidrat yang paling sederhana—sekaligus sebagai monomer—adalah [[monosakarida]], yang antara lain mengandung atom [[karbon]], [[hidrogen]], dan [[oksigen]], kebanyakan dengan perbandingan 1:2:1 (rumus umumnya C<sub>''n''</sub>H<sub>2''n''</sub>O<sub>''n''</sub>, dengan ''n'' paling kecil adalah 3). Contoh monosakarida adalah [[glukosa]] (C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>), salah satu karbohidrat terpenting; contoh lainnya yaitu [[fruktosa]] (C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>), gula yang diasosiasikan dengan rasa manis buah-buahan,<ref name=Whiting1970>{{Cite book|date=1970|author=Whiting, G.C|chapter=Sugars|editor=A.C. Hulme|title=The Biochemistry of Fruits and their Products|pages=1=31|volume=Volume 1|place=London & New York|publisher=Academic Press|postscript=<!--None-->}}</ref>{{Ref label|a|a|none}} serta [[deoksiribosa]] (C<sub>5</sub>H<sub>10</sub>O<sub>4</sub>), yang menjadi komponen [[Asam deoksiribonukleat|DNA]]. Monosakarida dapat beralih antara [[Senyawa rantai-terbuka|bentuk asiklik (rantai terbuka)]] dan bentuk [[Senyawa siklik|siklik]]. Bentuk rantai terbuka dapat diubah menjadi cincin atom karbon yang dijembatani oleh atom oksigen yang dibuat dari gugus [[karbonil]] di satu ujung dan gugus [[hidroksil]] di ujung lainnya. Molekul siklik memiliki gugus [[hemiasetal]] atau [[hemiketal]], bergantung pada apakah bentuk liniernya adalah [[aldosa]] (mempunyai grup [[aldehida]] di akhir rantainya, contohnya glukosa) dan [[ketosa]] (mempunyai grup [[keton]] di rantainya, contohnya fruktosa).<ref>[[Biochemistry#Voet|Voet]] (2005), pp. 358–359.</ref>
Beberapa karbohidrat (terutama setelah terkondensasi menjadi oligosakarida dan polisakarida) memiliki jumlah C yang relatif lebih rendah dibandingkan H dan O. Ketika dua monosakarida melalui proses sintesis dehidrasi, maka air akan terbentuk, karena dua atom hidrogen dan satu atom oksigen telepas dari dua gugus hidroksil monosakarida.
==== Disakarida ====
Dua monosakarida dapat digabungkan oleh [[ikatan glikosidik]] atau [[eter]] menjadi [[disakarida]] melalui sintesis dehidrasi. Dalam reaksi ini, satu atom hidrogen dan satu grup hidroksil (OH-) akan dilepaskan dan bergabung membentuk molekul air (H-OH atau H<sub>2</sub>O) sehingga proses ini disebut "reaksi dehidrasi". Reaksi kebalikannya (reaksi pemecahan), ketika satu molekul air digunakan dalam pemecahan ikatan glikosidik pada satu molekul disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida, disebut dengan ''[[hidrolisis]]''. Jenis disakarida yang terkenal adalah [[sukrosa]], yang juga dikenal sebagai gula tebu. Satu molekul sukrosa terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Contoh disakarida yang lain adalah [[laktosa]] dalam susu, yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul [[galaktosa]]. Laktosa dapat dihidrolisis oleh enzim [[laktase]]. Defisiensi enzim ini mengakibatkan gangguan pencernaan yang disebut [[intoleransi laktosa]].
==== Oligosakarida dan polisakarida ====
Ketika beberapa (sekitar tiga sampai enam) monosakarida bergabung, molekul penggabungannya disebut sebagai ''[[oligosakarida]]'' (''oligo-'' artinya "sedikit"). Molekul-molekul ini cenderung digunakan sebagai penanda dan [[Persinyalan sel|sinyal]], serta memiliki beberapa kegunaan lain.<ref name="Varki_1999">[[Biochemistry#Varki|Varki]] (1999), p. 17.</ref> Jika banyak monosakarida bergabung menjadi satu, molekulnya akan disebut sebagai ''[[polisakarida]]''. Monosakarida dapat bergabung membentuk satu rantai panjang yang linier atau mungkin bercabang-cabang. Dua jenis polisakarida yang paling dikenal adalah [[selulosa]] dan [[glikogen]], keduanya terdiri dari monomer glukosa yang berulang. Selulosa merupakan komponen struktural penting yang membentuk dinding sel pada [[tumbuhan]]. Manusia tidak bisa membuat ataupun mencerna selulosa. Sementara itu, glikogen (nama lainnya adalah gula otot) digunakan oleh manusia dan hewan sebagai penyimpan energi.
=== Lipid ===
{{Main|Lipid}}
[[Berkas:Common lipids lmaps.png|ka|jmpl|320x320px|Struktur{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} umum beberapa lipid. Di bagian atas adalah [[kolesterol]] dan [[asam oleat]].<ref>[[Biochemistry#Stryer|Stryer]] (2007), p. 328.</ref> Struktur di tengah adalah [[trigliserida]] yang terdiri dari rantai [[Asam oleat|oleoil]], [[Asam stearat|stearoil]], dan [[Asam palmitat|palmitoil]] yang melekat pada [[gliserol]] sebagai "tulang punggung". Di bagian bawah adalah [[fosfolipid]] umum, [[Fosfatidil kolina|fosfatidilkolin]].<ref>[[Biochemistry#Voet|Voet]] (2005), Ch. 12 Lipids and Membranes.</ref>]]
[[Lipid]] terdiri dari beragam [[molekul]] dan sampai batas tertentu merupakan sebutan untuk semua senyawa yang relatif tidak larut dalam air atau [[Polaritas (kimia)|nonpolar]] yang berasal dari materi biologis, termasuk [[Malam (zat)|lilin]], [[Asam lemak|asam]] lemak, [[fosfolipid]], serta turunan asam lemak seperti [[sfingolipid]], [[glikolipid]], dan [[terpenoid]] (misalnya [[retinoid]] dan [[steroid]]). Beberapa lipid merupakan molekul [[Senyawa alifatik|alifatik]] rantai terbuka yang linier, sementara lipid yang lain memiliki struktur cincin. Beberapa lipid bersifat [[Aromatisitas|aromatik]] (dengan struktur siklik [cincin] dan planar [datar]) sementara yang lainnya tidak. Beberapa di antara mereka fleksibel, sementara yang lain kaku.
Lipid biasanya terbentuk dari satu molekul [[gliserol]] yang bergabung dengan molekul lain. Pada [[trigliserida]], kelompok utama sebagian besar lipid, ada satu molekul gliserol dan tiga molekul [[asam lemak]]. Dalam hal ini, asam lemak merupakan monomer dan bisa saja bersifat [[Senyawa jenuh dan tak jenuh|jenuh]] (tidak memiliki [[Ikatan ganda|ikatan rangkap]] dalam rantai karbonnya) atau tak jenuh (memiliki satu ikatan rangkap atau lebih dalam rantai karbonnya).
Meskipun secara umum bersifat nonpolar, mayoritas lipid juga memiliki beberapa sifat [[Polaritas (kimia)|polar]]. Sebagian besar strukturnya bersifat nonpolar atau [[hidrofobik]] ("takut air"), sedangkan bagian lain dari strukturnya bersifat polar atau [[hidrofilik]] ("suka air"). Hal ini menjadikan lipid sebagai molekul [[amfifilik]] (memiliki bagian hidrofobik dan hidrofilik). Pada [[kolesterol]], gugus polarnya hanyalah –OH (hidroksil atau alkohol). Pada fosfolipid, gugus polarnya jauh lebih besar dan lebih polar.
Lipid merupakan bagian integral dari makanan sehari-hari. Sebagian besar [[minyak]] dan [[produk susu]] yang digunakan untuk memasak dan makan seperti [[mentega]], [[keju]], [[minyak samin]], dan semacamnya terdiri dari [[lemak]]. [[Minyak nabati]] kaya akan berbagai [[asam lemak tak jenuh ganda]] (PUFA). Makanan yang mengandung lipid menjalani pencernaan di dalam tubuh dan dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, yang merupakan produk degradasi akhir dari lemak dan lipid. Lipid, terutama [[fosfolipid]], juga digunakan dalam berbagai [[Obat|produk farmasi]], baik sebagai pelarut bersama (misalnya dalam infus parenteral) atau sebagai komponen [[pembawa obat]] (misalnya, dalam [[liposom]] atau [[transfersom]]).
===
{{Main|
{{See also|Asam amino}}
[[Berkas:AminoAcidball.svg|jmpl|100px|kanan|Struktur umum dari asam α-amino, dengan grup [[amino]] di sebelah kiri dan grup [[karboksil]] di sebelah kanan.]]
[[Protein]] merupakan molekul yang sangat besar (biopolimer makro) yang tersusun dari monomer yang disebut ''asam amino''. Ada 20 [[Asam amino proteinogenik|asam amino standar]], yang masing-masing terdiri dari atom karbon alfa yang berikatan dengan empat gugus, yaitu [[Amina|gugus amino]] (-NH<sub>2</sub>), [[Asam alkanoat|gugus asam karboksilat]] (-COOH; meskipun gugus ini juga ada sebagai -NH<sub>3</sub><sup>+</sup> dan -COO <sup>-</sup> dalam kondisi fisiologis), atom hidrogen sederhana, dan [[Substituen|rantai samping]] (biasanya dilambangkan sebagai "-R"). Gugus "R" inilah yang menjadikan setiap asam amino berbeda, dan sifat rantai samping akan sangat memengaruhi bentuk tiga dimensi suatu protein. Beberapa asam amino memiliki fungsi sendiri-sendiri, misalnya [[glutamat]] berfungsi sebagai [[neurotransmiter]]. Sejumlah asam amino dapat digabungkan oleh [[ikatan peptida]] melalui sintesis dehidrasi. Dalam proses ini, molekul air akan dilepaskan dan ikatan peptida menghubungkan nitrogen dari satu gugus amino pada suatu asam amino ke karbon dari gugus asam karboksilat pada asam amino lainnya. Molekul yang dihasilkan disebut ''[[dipeptida]]. R''angkaian pendek asam amino (biasanya kurang dari tiga puluh) disebut ''peptida'' atau polipeptida. Rangkaian yang lebih panjang disebut ''protein''. Sebagai contoh, protein [[Albumin serum manusia|albumin]] pada [[Plasma darah|plasma]] darah terdiri dari 585 residu asam amino.<ref name="Metzler 2001">[[Biochemistry#Metzler|Metzler]] (2001), p. 58.</ref>
[[Berkas:Amino acids 1.png|jmpl|350px|Asam amino: (1) dalam bentuk netral, (2) dalam bentuk fisiologis, dan (3) dalam bentuk gabungan bersama sebagai dipeptida.|kiri]]
[[Berkas:1GZX Haemoglobin.png|jmpl|ka|150px|Skema dari [[hemoglobin]]. Pita warna merah dan biru adalah protein [[globin]]; sedangkan struktur hijau adalah grup [[heme]].]]
Protein memiliki peran struktural dan/atau fungsional. Contohnya, pergerakan dari protein [[aktin]] dan [[miosin]] sangat berperan dalam kontraksi otot rangka. Satu sifat yang dimiliki banyak protein adalah bahwa mereka mengikat molekul atau kelompok molekul tertentu secara khusus dan mungkin sangat selektif. [[Antibodi]] adalah contoh protein yang hanya dapat mengikat satu tipe molekul saja. Salah satu jenis protein yang paling penting adalah [[enzim]]. Molekul enzim hanya dapat mengenali satu jenis molekul reaktan saja, yang disebut sebagai ''[[substrat]]''. Enzim akan [[Katalisis enzim|mengkatalis]] reaksi sehingga [[energi aktivasi]] akan menurun dan kecepatan reaksi dapat berlangsung hingga 10<sup>11</sup> kali lebih cepat atau lebih. Sebuah reaksi mungkin akan memakan waktu 3.000 tahun untuk betul-betul selesai, tetapi dengan enzim reaksinya mungkin menjadi kurang dari satu detik. Enzim sendiri tidak digunakan dalam proses reaksinya sehingga akan langsung mengkatalis substrat lainnya.
Struktur protein bisa dijelaskan melalui empat tingkatan. [[Struktur protein|Struktur primer]] protein terdiri dari rangkaian linier asam amino, misalnya, "alanin-glisin-triptofan-serin-glutamat-asparagin-glisin-lisin-…". [[Struktur protein|Struktur sekunder]] lebih berkaitan dengan morfologi lokal (morfologi adalah studi tentang struktur). Beberapa kombinasi asam amino akan cenderung membentuk gulungan yang disebut dengan [[Uliran alfa|uliran alfa (''α-helix'')]] atau menjadi lembaran yang disebut dengan [[Lembaran beta|lembaran beta (''β-sheet'')]]. [[Struktur protein|Struktur tersier]] merupakan bentuk tiga dimensi protein secara keseluruhan. Bentuk ini ditentukan oleh urutan asam amino. Jika ada satu perubahan saja, keseluruhan struktur dapat berubah. Sebagai contoh, rantai alfa pada [[hemoglobin]] terdiri dari 146 residu asam amino; jika residu [[glutamat]] di posisi ke-6 digantikan dengan [[valin]], sifat hemoglobin akan berubah dan mengakibatkan penyakit [[anemia sel sabit]]. Terakhir, [[Struktur protein|struktur kuartener]] berkaitan dengan struktur protein dengan beberapa subunit peptida, misalnya hemoglobin dengan keempat subunitnya. Tidak semua protein memiliki lebih dari satu subunit.<ref>[[Biochemistry#Fromm|Fromm and Hargrove]] (2012), pp. 35–51.</ref>
[[Berkas:Protein structure examples.png|pus|jmpl|987x987px|Contoh{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} struktur protein dari [[Protein Data Bank]]]]
[[Berkas:Structural coverage of the human cyclophilin family.png|ka|jmpl|481x481px|Anggota{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} keluarga protein, sebagaimana diwakili oleh struktur [[Domain protein|domain]] [[isomerase]]]]
Protein yang masuk ke dalam tubuh akan dipecah menjadi asam amino atau dipeptida di dalam [[usus halus]], baru kemudian bisa diserap oleh tubuh. Nantinya, asam amino ini dapat bergabung kembali untuk membentuk protein yang baru. Produk antara dari [[glikolisis]], [[siklus asam sitrat]], dan [[jalur fosfat pentosa]] dapat digunakan untuk membentuk kedua puluh macam asam amino. Sebagian besar bakteri dan tumbuhan memiliki semua enzim yang diperlukan untuk menyintesisnya. Manusia dan mamalia lainnya hanya dapat menyintesis sebagian dari ke-20 macam amino tersebut. Tubuh mereka tidak dapat menyintesis [[isoleusin]], [[leusin]], [[lisin]], [[metionin]], [[fenilalanin]], [[treonin]], [[triptofan]], dan [[valin]]. Karena harus didapatkan dari luar tubuh, asam amino jenis ini merupakan [[asam amino esensial]]. Mamalia memiliki enzim untuk menyintesis asam amino nonesensial, yaitu [[alanin]], [[asparagin]], [[aspartat]], [[sistein]], [[glutamat]], [[glutamin]], [[glisin]], [[prolin]], [[serin]], dan [[tirosin]]. [[Arginin]] dan [[histidin]] juga dapat disintesis oleh mamalia, tetapi hanya dapat diproduksi dalam jumlah terbatas sehingga terkadang juga disebut sebagai asam amino esensial.
Jika gugus amino dilepaskan dari sebuah asam amino, maka akan menyisakan kerangka karbon yang disebut [[asam keto]]-α. Enzim [[transaminase]] dapat dengan mudah memindahkan gugus amino dari satu asam amino (menjadikannya sebuah asam keto-α) ke asam keto-α lainnya (menjadikannya sebuah asam amino). Hal ini penting dalam biosintesis asam amino, seperti dalam banyak jalur, zat antara dari [[Lintasan metabolisme|lintasan biokimia]] lainnya akan diubah menjadi kerangka asam keto-α, lalu sebuah gugus amino ditambahkan lewat [[transaminasi]]. Maka, asam amino dapat digabung-gabungkan untuk membentuk protein.
Proses yang mirip digunakan untuk memecah protein. Pertama-tama, protein akan dihidrolisis menjadi komponen-komponennya, yaitu asam amino. [[Amonia]] bebas (NH<sub>3</sub>) yang ada dalam bentuk ion [[amonium]] (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) di dalam darah, akan berbahaya bagi tubuh sehingga harus dikeluarkan. Organisme [[uniseluler]] hanya tinggal melepaskan amonia ini keluar tubuh. Demikian pula [[Osteichthyes|ikan bertulang sejati]] yang dapat melepaskan amonia ke dalam air yang diencerkan dengan cepat. Secara umum, mamalia mengubah amonia menjadi urea, lewat [[siklus urea]].
Untuk menentukan apakah dua protein saling terkait, atau dengan kata lain untuk memutuskan apakah mereka homolog atau tidak, para ilmuwan menggunakan metode perbandingan urutan. Metode seperti [[penjajaran urutan]] dan [[penjajaran struktural]] merupakan cara ampuh yang membantu ilmuwan mengidentifikasi [[Homologi urutan|homologi]] di antara molekul terkait. Selain untuk mengetahui pola evolusi [[Famili protein|keluarga protein]], penemuan homologi protein juga untuk mengetahui kemiripan dua protein beserta struktur dan fungsinya.
===
{{Main|Asam nukleat}}
[[Berkas:0322 DNA Nucleotides.jpg|jmpl|352x352px|Bagian{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} atas: struktur [[asam deoksiribonukleat]] (DNA); bagian bawah: sebuah monomer asam nukleat, yaitu [[nukleotida]], yang terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen]]
Asam nukleat merupakan [[makromolekul]] biokimia yang kompleks dan memiliki berat molekul tinggi, yang dapat menyampaikan [[Sekuens DNA|informasi genetik]] di semua sel hidup dan virus.<ref name="Voet_20052"/> Penamaan asam nukleat diberikan karena awalnya ditemukan di [[Inti sel|nukleus]] (meskipun juga ditemukan di mitokondria dan kloroplas). Monomernya disebut [[nukleotida]] dan masing-masing terdiri dari tiga komponen: [[Basa nitrogen|basa heterosiklik nitrogen]] (baik [[Purina|purin]] ataupun [[Pirimidina|pirimidin]]), gula pentosa (gula dengan lima atom karbon), dan [[Ortofosfat|gugus fosfat]].<ref>[[Biochemistry#Saenger|Saenger]] (1984), p. 84.</ref>
[[Berkas:Nucleotides 1.svg|pus|jmpl|500x500px|Unsur-unsur{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} struktur penyusun asam nukleat secara umum. [[Nukleosida]] adalah molekul gula pentosa dan basa nitrogen. Jumlah gugus fosfat yang terikat menentukan nama molekul ini: ''nukleosida monofosfat'', ''nukleosida difosfat,'' dan ''nukleosida trifosfat''; semuanya adalah [[nukleotida]].]]
Asam nukleat yang paling umum adalah [[asam deoksiribonukleat]] (DNA) dan [[RNA (molekul)|asam ribonukleat]] (RNA). Gugus fosfat dan gula dari masing-masing nukleotida saling terikat dan terhubung untuk membentuk "tulang punggung" asam nukleat yang sering disebut dengan "unting", sedangkan urutan basa nitrogen menentukan informasi genetik yang disimpannya. Basa nitrogen yang paling umum adalah [[Adenina|adenin]], [[Sitosina|sitosin]], [[Guanina|guanin]], [[Timina|timin]], dan [[urasil]]. Basa nitrogen dari setiap unting asam nukleat akan membentuk [[ikatan hidrogen]] dengan basa nitrogen pada unting lainnya secara berpasangan (mirip dengan ritsleting). Adenin berpasangan dengan timin dan urasil, timin hanya berpasangan dengan adenin, sementara sitosin dan guanin hanya dapat berpasangan satu sama lain.
Selain materi genetik sel, asam nukleat juga sering berperan sebagai [[Utusan kedua|pembawa pesan kedua]], serta menjadi penyusun dasar [[Adenosina trifosfat|adenosin trifosfat]] (ATP), sebuah molekul pembawa energi primer yang ditemukan di semua organisme hidup. Jenis basa nitrogen yang ada dalam DNA dan RNA berbeda: adenin, sitosin, dan guanin terdapat baik pada DNA maupun RNA, timin hanya ada pada DNA, dan urasil hanya ada pada RNA.
== Metabolisme ==
=== Karbohidat sebagai sumber energi ===
{{Main|Metabolisme karbohidrat}}
Glukosa merupakan sumber energi utama bagi sebagian besar makhluk hidup. Contohnya, polisakarida akan dipecah menjadi monomer-monomernya ([[fosforilase glikogen]] akan membuang residu glukosa dari glikogen). Disakarida seperti laktosa atau [[sukrosa]] akan dipecah menjadi
==== Glikolisis (anaerob) ====
Glukosa
==== Aerob ====
Dalam [[respirasi seluler|respirasi aerob]]
==== Glukoneogenesis ====
{{Main|Glukoneogenesis}}
Dalam tubuh [[vertebrata]], otot lurik yang dipaksa bekerja keras (misalnya saat
== Hubungan dengan ilmu biologi "skala molekuler" lainnya ==
[[Berkas:Schematic relationship between biochemistry, genetics and molecular biology.svg|jmpl|250x250px|Hubungan{{Pranala mati|date=Februari 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }} skematis antara biokimia, [[genetika]], dan [[biologi molekuler]]]]
Para peneliti dalam biokimia menggunakan teknik-teknik khusus yang berasal dari biokimia, tetapi mereka semakin banyak menggabungkannya dengan teknik dan gagasan yang dikembangkan di bidang [[genetika]], [[biologi molekuler]], dan [[biofisika]]. Tidak ada garis jelas yang memisahkan antara berbagai disiplin ilmu ini. Biokimia mempelajari [[kimia]] yang diperlukan untuk aktivitas biologis molekul, [[biologi molekuler]] mempelajari aktivitas biologisnya, [[genetika]] mempelajari hereditasnya (pewarisan sifat), yang kebetulan dibawa oleh [[genom]]nya. Hal ini diperlihatkan dalam skema yang menggambarkan satu kemungkinan tampilan hubungan di antara ketiga bidang tersebut:
* '''''Biokimia''''' adalah studi tentang zat kimia dan proses penting yang terjadi pada organisme hidup. [[Ahli biokimia]] berfokus pada peran, fungsi, dan struktur [[biomolekul]]. Biokimia mempelajari kehidupan di tingkat atom dan molekul.
* '''''Genetika''''' adalah studi tentang [[Variasi genetik|perbedaan genetik]] pada organisme, serta [[Hereditas|pewarisannya]]. Genetika juga mempelajari tentang tentang [[mutasi]] genetik serta upaya manusia untuk mencegah, atau bahkan mendorongnya.
* '''''Biologi molekuler''''' adalah studi tentang dasar-dasar molekuler pada proses [[Replikasi DNA|replikasi]], [[Transkripsi (genetik)|transkripsi]], [[Translasi (genetik)|translasi]], dan fungsi sel. [[Dogma sentral biologi molekuler]] menguraikan proses ini. Biologi molekuler mempelajari kehidupan di tingkat molekul dan sel.
* ' '''[[Biologi kimiawi]] '''' mengembangkan penerapan teknik-teknik kimia berbasis [[molekul kecil]], melalui [[sintesis kimia]], untuk mempelajari dan merekayasa sistem biologis.
== Ekstremofil ==
[[Ekstremofil]] adalah mikroorganisme yang hidup dalam kondisi ekstrem. Misalnya, pada Juli 2019, sebuah studi ilmiah di [[tambang Kidd]] di Kanada menemukan [[Mikroorganisme reduktor sulfat|organisme yang bernapas dengan belerang]] yang hidup 7.900 kaki di bawah permukaan dan menyerap [[belerang]] alih-alih oksigen untuk respirasi selnya. Organisme ini juga luar biasa karena memakan batuan seperti [[pirit]] sebagai sumber makanan reguler mereka.<ref>[https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01490451.2019.1641770?journalCode=ugmb20 ‘Follow the Water’: Hydrogeochemical Constraints on Microbial Investigations 2.4 km Below Surface at the Kidd Creek Deep Fluid and Deep Life Observatory] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20211124155933/https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01490451.2019.1641770?journalCode=ugmb20 |date=2021-11-24 }}, Garnet S. Lollar, Oliver Warr, Jon Telling, Magdalena R. Osburn & Barbara Sherwood Lollar, Received 15 Jan 2019, Accepted 01 Jul 2019, Published online: 18 Jul 2019.</ref><ref>[https://deepcarbon.net/worlds-oldest-groundwater-supports-life-through-water-rock-chemistry World’s Oldest Groundwater Supports Life Through Water-Rock Chemistry] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190910013319/https://deepcarbon.net/worlds-oldest-groundwater-supports-life-through-water-rock-chemistry |date=2019-09-10 }}, July 29, 2019, deepcarbon.net.</ref><ref>[https://www.nbcnews.com/mach/science/strange-life-forms-found-deep-mine-point-vast-underground-galapagos-ncna1050906 Strange life-forms found deep in a mine point to vast 'underground Galapagos'] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190909104558/https://www.nbcnews.com/mach/science/strange-life-forms-found-deep-mine-point-vast-underground-galapagos-ncna1050906 |date=2019-09-09 }}, By Corey S. Powell, Sept. 7, 2019, nbcnews.com.</ref>
Enzim [[DNA polimerase]] dari bakteri termofil ''[[Thermus aquaticus]]'', diekstraksi pada tahun 1968 dan dinamai [[Taq polimerase|''Taq'' polimerase]]. Enzim ini adalah replikator DNA biokimia yang tahan terhadap suhu yang relatif tinggi (50–80 °C), yang memungkinkan ahli biologi molekuler menyederhanakan kerumitan dalam metode [[Reaksi berantai polimerase|reaksi berantai polimerase (PCR)]].
== Catatan ==
{{refbegin}}
'''a.''' {{Note label|a|a|none}} Fruktosa bukan satu-satunya gula yang ditemukan dalam buah-buahan. Glukosa dan sukrosa juga ditemukan dalam jumlah yang bervariasi pada berbagai buah-buahan, dan terkadang melebihi fruktosa yang ada. Misalnya, 32% bagian [[kurma (pohon)|kurma]] yang dapat dimakan adalah glukosa, dibandingkan dengan 24% fruktosa dan 8% sukrosa. Namun, [[persik]] mengandung lebih banyak sukrosa (6,66%) daripada fruktosa (0,93%) atau glukosa (1,47%).<ref name=Whiting1970p5>[[#Whiting|Whiting]], G.C. (1970), p. 5.</ref>
{{refend}}
== Lihat pula ==
{{portalkimia}}
{{div col|colwidth=22em}}
* [[Daftar topik biokimia]]
* [[Biologi molekular]]
Baris 130 ⟶ 146:
* [[Stoikiometri]]
* [[Molekul kecil]]
{{div col end}}
== Pranala
{{wikibooks}}
{{Commons category}}
* [http://www.biochemweb.org/ The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology]
* [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?call=bv.View..ShowTOC&rid=stryer.TOC&depth=2 Biochemistry, 5th ed.] Full text of Berg, Tymoczko, and Stryer, courtesy of [[National Center for Biotechnology Information|NCBI]].
* [http://www.web.virginia.edu/Heidi/home.htm Biochemistry, 2nd ed.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080705164713/http://www.web.virginia.edu/Heidi/home.htm |date=2008-07-05 }} Full text of Garrett and Grisham.
* [http://www.1lec.com/Biochemistry/ Biochemistry Animation] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120624085223/http://www.1lec.com/Biochemistry/ |date=2012-06-24 }} (Narrated Flash animations.)
* [http://www.systemsX.ch/ SystemsX.ch - The Swiss Initiative in Systems Biology]
* [http://www.icademic.org/97445/Biochemistry/ Biochemistry Online Resources] – Lists of Biochemistry departments, websites, journals, books and reviews, employment opportunities and events.
Baris 150 ⟶ 166:
=== Daftar pustaka ===
{{refbegin|2}}
* {{cite book |ref=Amsler |author
* {{cite journal |ref=Astbury |doi=10.1038/1901124a0 |pmid=13684868 |title=Molecular Biology or Ultrastructural Biology ? |journal=Nature |volume=190 |issue=4781 |pages=1124 |year=1961 |last1=Astbury |first1=W.T. |bibcode=1961Natur.190.1124A |s2cid=4172248 }}
* {{cite book |ref=Ben |author=Ben-Menahem, Ari |title=Historical Encyclopedia of Natural and Mathematical Sciences |journal=Historical Encyclopedia of Natural and Mathematical Sciences by Ari Ben-Menahem. Berlin: Springer |url=https://books.google.com/books?id=9tUrarQYhKMC&pg=PA2982 |year=2009 |publisher=Springer |isbn=978-3-540-68831-0 |page=2982 |bibcode=2009henm.book.....B }}
* {{cite book |ref = Burton |author = Burton, Feldman |url = https://books.google.com/books?id=xnckeeTICn0C&pg=PA206 |title = The Nobel Prize: A History of Genius, Controversy, and Prestige |publisher = Arcade Publishing |year = 2001 |isbn = 978-1-55970-592-9 }}
* {{cite book |ref=Butler |author=Butler, John M. |title=Fundamentals of Forensic DNA Typing |url=https://books.google.com/books?id=-OZeEmqzE4oC&pg=PA5 |year=2009 |publisher=Academic Press |isbn=978-0-08-096176-7 }}
* {{cite journal |ref=Chandan |doi=10.1089/dna.2006.0567 |pmid=17465885 |title=MiRNA: Licensed to Kill the Messenger |journal=DNA and Cell Biology |volume=26 |issue=4 |pages=193–194 |year=2007 |last1=Sen |first1=Chandan K. |last2=Roy |first2=Sashwati }}
* {{cite book |ref=Clarence |author=Clarence, Peter Berg |title
* {{Cite journal |ref=Edwards |doi=10.1016/0022-2836(92)91059-x |pmid=1518049 |title=Molecular structure of the B-DNA dodecamer d(CGCAAATTTGCG)2 an examination of propeller twist and minor-groove water structure at 2·2Åresolution |journal=Journal of Molecular Biology |volume=226 |issue=4 |pages=1161–1173 |year=1992 |last1=Edwards |first1=Karen J. |last2=Brown |first2=David G. |last3=Spink |first3=Neil |last4=Skelly |first4=Jane V. |last5=Neidle |first5=Stephen }}
* {{cite book |ref = Eldra |author1 = Eldra P. Solomon |author2 = Linda R. Berg |author3 = Diana W. Martin |title = Biology, 8th Edition, International Student Edition |publisher = Thomson Brooks/Cole |isbn = 978-0-495-31714-2 |url = http://www.slideshare.net/nicolledb05/biology-solomon-berg-martin-8th-edition |year = 2007 |url-status = dead |archive-url = https://web.archive.org/web/20160304064412/http://www.slideshare.net/nicolledb05/biology-solomon-berg-martin-8th-edition |archive-date = 2016-03-04 }}
* {{cite journal |ref=Fariselli |doi=10.1093/bib/bbl032 |pmid=17003074 |title=The WWWH of remote homolog detection: The state of the art |journal=Briefings in Bioinformatics |volume=8 |issue=2 |pages=78–87 |year=2006 |last1=Fariselli |first1=P. |last2=Rossi |first2=I. |last3=Capriotti |first3=E. |last4=Casadio |first4=R. |doi-access=free }}
* {{cite book |ref=Fiske |last1
* {{Cite book | ref=Finkel | last1
* {{cite book |ref=Krebs |author1=Krebs, Jocelyn E. |author2
* {{cite book |ref=Fromm |author1
* {{cite book |ref=Hamblin |author
* {{cite book |ref=Helvoort |author
* {{cite book |ref=Holmes |author
* {{cite book |ref=Horton |editor
* {{cite book |ref=Hunter |author
* {{cite book |ref=Karp |author
* {{cite journal |ref=Kauffman |doi=10.1007/s00897010444a |title=Friedrich Wöhler (1800–1882), on the Bicentennial of His Birth |journal=The Chemical Educator |volume=6 |issue=2 |pages=121–133 |year=2001 |last1=Kauffman |first1=George B. |last2=Chooljian |first2=Steven H. |s2cid=93425404 }}
* {{cite book |ref=Kleinkauf |author1=
* {{cite journal |ref=Knowles |doi=10.1146/annurev.bi.49.070180.004305 |pmid=6250450 |title=Enzyme-Catalyzed Phosphoryl Transfer Reactions |url=https://archive.org/details/sim_annual-review-of-biochemistry_1980_49_annual/page/877 |journal=Annual Review of Biochemistry |volume=49 |pages=877–919 |year=1980 |last1=Knowles |first1=J.R. |s2cid=7452392 }}
* {{cite book |ref=Metzler |author1=Metzler, David Everett |author2
* {{cite book |ref=Miller |author1
* {{cite book |ref=Nielsen |author = Nielsen, Forrest H. |title = Ultratrace minerals; Modern nutrition in health and disease |editor = Maurice E. Shils |display-editors=etal |location = Baltimore |publisher = Williams & Wilkins |year = 1999 |pages = 283–303 |hdl=10113/46493 }}
* {{cite book |ref = Peet |author1 = Peet, Alisa |editor1 = Marks, Allan |editor2 = Lieberman Michael A. |title = Marks' Basic Medical Biochemistry (Lieberman, Marks's Basic Medical Biochemistry) |edition = 4th |isbn = 978-1-60831-572-7 |
* {{cite book |ref = Rayner |author1 = Rayner-Canham, Marelene F. |author2 = Rayner-Canham, Marelene |author3 = Rayner-Canham, Geoffrey |url = https://books.google.com/books?id=S_NJ7AubQIcC&pg=PA136 |title = Women in Chemistry: Their Changing Roles from Alchemical Times to the Mid-Twentieth Century |publisher = Chemical Heritage Foundation |year = 2005 |isbn = 978-0-941901-27-7 }}
* {{cite journal |ref=Rojas |doi=10.3390/molecules16032672 |pmid=21441869 |pmc=6259834 |title=Challenges and Perspectives of Chemical Biology, a Successful Multidisciplinary Field of Natural Sciences |journal=Molecules |volume=16 |issue=3 |pages=2672–2687 |year=2011 |last1=Rojas-Ruiz |first1=Fernando A. |last2=Vargas-Méndez |first2=Leonor Y. |last3=Kouznetsov |first3=Vladimir V. }}
* {{cite book | ref = Saenger | last = Saenger | first = Wolfram | title = Principles of Nucleic Acid Structure | publisher = Springer-Verlag | location = New York | year = 1984 | isbn = 978-0-387-90762-8 | url = https://books.google.com/books?id=0R3wAAAAMAAJ }}
* {{cite book |ref=Slabaugh |author1
* {{cite book |ref=Sherwood |author1
* {{cite book |ref=Stryer |vauthors=Stryer L, Berg JM, Tymoczko JL |title=Biochemistry |publisher=W.H. Freeman |location=San Francisco |edition=6th |year=2007 |isbn=978-0-7167-8724-2 |url
* {{cite book |ref=Tropp |author
* {{cite book |ref=UNICEF |author
* {{cite journal |ref=Ulveling |doi=10.1016/j.biochi.2010.11.004 |pmid=21111023 |title=When one is better than two: RNA with dual functions |journal=Biochimie |volume=93 |issue=4 |pages=633–644 |year=2011 |last1=Ulveling |first1=Damien |last2=Francastel |first2=Claire |last3=Hubé |first3=Florent |url=https://hal-univ-diderot.archives-ouvertes.fr/hal-02127323/file/Ulveling%20Review%20revised.pdf |access-date=2020-12-07 |archive-date=2022-10-09 |archive-url=https://ghostarchive.org/archive/20221009/https://hal-univ-diderot.archives-ouvertes.fr/hal-02127323/file/Ulveling%20Review%20revised.pdf |dead-url=no }}
* {{cite book | ref=Varki |
* {{cite book |ref=Voet |author1=Voet, D |author2=Voet, JG |year=2005 |title=Biochemistry |edition=3rd |publisher=John Wiley & Sons Inc. |location=Hoboken, NJ |url=http://www.chem.upenn.edu/chem/research/faculty.php?browse=V |isbn=978-0-471-19350-0 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20070911065858/http://www.chem.upenn.edu/chem/research/faculty.php?browse=V |archive-date=September 11, 2007 }}
* {{Cite book |ref=Whiting |author=Whiting, G.C |year=1970 |chapter=Sugars |editor=A.C. Hulme |title=The Biochemistry of Fruits and their Products |volume=Volume 1 |place=London & New York |publisher=Academic Press |chapter-url=https://books.google.com/books?id=KYDwAAAAMAAJ |isbn=978-0-12-361201-4 |url-access=registration |url=https://archive.org/details/biochemistryoffr0000hulm }}
* {{cite book |ref=Ziesak |author1
* {{cite news |last1=Ashcroft |first1=Steve |title=Professor Sir Philip Randle; Researcher into metabolism: [1st Edition] |newspaper=Independent |id={{ProQuest|311080685}} }}
{{refend}}
| |||