Biokimia: Perbedaan antara revisi

== Bahan awal: unsur kimia kehidupan ==

{{main|Komposisi tubuh manusia|mineral (nutrisi)}}

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).

 

=== Lipid ===

{{Main|Lipid}}

[[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.

 

 

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>

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.

 

=== Asam nukleat ===

{{Main|Asam nukleat}}

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">[[Biochemistry#Voet|Voet]] (2005), p. 3.</ref> 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>

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.

 

 

== Hubungan dengan ilmu biologi "skala molekuler" lainnya ==

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|genomnya]]. Hal ini diperlihatkan dalam skema yang menggambarkan satu kemungkinan tampilan hubungan di antara ketiga bidang tersebut: