Makalah Biologi tentang Komposisi Kimia dari Suatu Organisme
BAB I
A.
Latar Belakang dan Rumusan Masalah
Sel
merupakan bagian terkecil dari makhluk hidup. Di dalam sel organisme terdapat
unsur-unsur kimia yang saling berkaitan satu dengan lainnya yang berfungsi
sebagai pengatur sel, mengatur zat dalam tubuh, menguatkan gigi dan tulang,
mempercepat pertumbuhan, Memperkuat daya tahan tubuh terhadap penyakit (menjaga
imunitas tubuh), mempercepat proses dalam penyembuhan penyakit,
mengoordinasikan kerja otak dan sebagainya. Unsur-unsur tersebut bekerja secara
sistematis dan tidak bisa bekerja secara sendiri-sendiri.
Di
dalam tubuh organisme terdapat unsur-unsur penyusun, yakni unsur makro
dan unsur mikro yang telah memiliki persentase dan fungsinya masing-masing
dalam tubuh organisme tersebut. Oleh karena itu unsur-unsur kimia lah sebenarnya
merupakan komponen dasar dalam tubuh organisme,
tanpa adanya komponen dasar maka mustahil suatu organisme bisa bertahan
hidup. Sama seperti seperti motor, motor tidak bisa bekerja maksimal tanpa
adanya komponen dasar berupa rantai, ban, oli dan sebagainya. Ini lah yang
disebut dengan sistem.
Melihat
perkembangan ilmu Biologi, masih banyak permasalahan-permasalahan dalam
organisme yang belum bisa dipecahkan oleh ahli terdahulu. Oleh karena itu ahli
Biologi terus mengkaji pengetahuan sehingga mengemukakan penemuan-penemuan baru
di bidang biologi seperti penemuan asam nukleat, pigmen, vitamin dan garam-garam
mineral, sehingga lahirlah ilmu biologi baru yaitu biologi kimia dan biologi
molekuler yang membahas tentang kimia kehidupan dan hubungan antar molekul
biologis.
Makalah
ini membahas tentang “Komposisi Kimia
dari Orgaisme” yaitu asam nukleat, pigmen, vitamin dan garam-garam mineral.
BAB II
PEMBAHASAN
1. Asam Nukleat
Asam
Nukleat adalah (bahasa Inggris: nucleic acid) adalah makromolekul biokimia yang
kompleks, berbobot molekul tinggi, dan tersusun atas
rantai nukleotida yang mengandung informasi genetik. Asam nukleat
yang paling umum adalah Asam deoksiribonukleat (DNA) dan Asam
ribonukleat (RNA). Asam nukleat ditemukan pada semua sel hidup serta
pada virus.
Asam
nukleat dinamai demikian karena keberadaan umumnya di dalam inti (nukleus)
sel. Asam nukleat merupakan biopolimer, dan monomer penyusunnya
adalah nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen, yaitu
sebuah basa
nitrogen heterosiklik (purin atau pirimidin), sebuah gula pentosa, dan
sebuah gugus fosfat. Jenis asam nukleat dibedakan oleh jenis gula yang
terdapat pada rantai asam nukleat tersebut (misalnya, DNA atau asam
deoksiribonukleat mengandung 2-deoksiribosa). Selain itu, basa nitrogen yang
ditemukan pada kedua jenis asam nukleat tersebut memiliki
perbedaan: adenina, sitosina, dan guanina dapat ditemukan
pada RNA maupun DNA, sedangkan timina dapat ditemukan hanya pada DNA
dan urasil dapat ditemukan hanya pada RNA.
Kedua
tipe asam nukleat, asam DNA dan asam RNA memungkinkan organisme hidup
mereproduksi komponen-kompenen komlpleksnya dari generasi ke generasi
berikutnya. DNA merupakan satu-satunya molekul yang menyediakan arahan untuk
replikasi dirinya. DNA juga mengarahkan sintesis RNA, dan melalui RNA dapat
mengontrol sintesis protein.[1]
DNA
adalah materi genetik yang diwarisi oleh organisme dari induknya. Setiap
kromosom mengandung satu molekul DNA panjang, biasanya mengandung beberapa
ratus gen atau lebih. Ketika sel mereproduksi dirinya sendiri melalui
pembalahan, molekul DNAnya disalin dan diteruskan dari satu generasi sel ke
generasi berikutnya. Di dalam struktur DNA, terkode informasi yang memprogram
semua aktivitas sel. Akan tetapi, DNA sendiri tidak terlibat langsung dalam
pelaksanaan operasi sel, mirip dengan sofware komputer yang dapat mencetak
sendiri buku tabungan atau membaca barcode di kotak sereal. Seperti halnya
printer yang diperlukan untuk mencetak buku tabungan dan pemindai untuk membaca
barcode, protein dibutuhkan untuk melaksanakan program genetik. Perangkat keras
(hardware) molekuler dalam sel ¾alat-alat
untuk fungsi biologis¾ sebagian besar terdiri dari protein,
misalnya pengangkutan oksigen dalam sel darat merah adalah protein, hemoglobin,
bukan DNA yang menspesipikasi strukturnya.[2]
2. Pigmen
Pigmen adalah benda berwarna yang
terdapat dalam sitoplasma walaupun tidak diwarnai. Pada dasarnya, dalam
sitoplasma dijumpai dua macam kelompok pigmen yaitu pigmen endogen yang
merupakan pigmen yang memang terdapat dalam sel. Dan yang kedua adalah pigmen
eksogen, yaitu pigmen yang terdapat dalam sitoplasma tetapi berasal dari luar
sel.
Pigmen-pigmen endogen diantaranya
ialah :
- Hemoglobin dalam eritrosit
- Mioglobin dalam sel otot
- Melanin dalam sel epitel kulit
- Lopofusin dalam sel otot
jantung, sel hati, sel saraf terutama pada usia lanjut.
- Bilirubin dan derivatnya yang
merupakan hasil pemecahan hemoglobin.
Pigmen-pigmen
eksogen yang berasal dari luar sel di antaranya ialah :
- Debu arang dalam sel paru-paru
dan dijumpai pada penderita anthrakosis
- Debu lilikat pada penderita
silikosis
- Macam-macam logam dapat masuk ke
dalam sel lewat kulit atau selaput lendir.
- Karotenoid dalam sel tanaman
masuk bersama makanan
Hal yang perlu mendapatkan perhatian
adalah hemoglobin dan bilirubin beserta derivatnya karena zat-zat ini sangat
penting dalam pembahasan tentang penyakit anemia dan beberapa penyakit hati.
Sel eritrosit yang mengandung
hemoglobin akan mati pada umur 120 hari dan hemoglobin akan keluar dan
difagosit oleh sel-sel hati dan limpa. Dalam sel-sel hati hemoglobin akan pecah
menjadi bermacam-macam pigmen yaitu :
- Homosiderin yang berwarna
cokelat keemasan dan terdapat dalam sel hati sebagai bulir-bulir.
- Bilirubin yang tidak mengandung
zat besi lagi merupakan pigmen yang terdapat dalam cairan empedu dengan warna
cokelat sampai kuning.
- Biliverdin merupakan hasil
oksidasi bilirubin berwarna hijau.
Di dalam proses lebih lanjut maka
pigmen-pimen ini akan mengalami perubahan entuk sehinggga sebagian akan
dikeluarkna lewat urin sebagai urobilin dan sebagian lagi lewat feses yang
keduanya memberi warna pada urin dan feses.
Perubahan warna urin dan feses serta
perubahan kadar pigmen-pigmen tersebut dalam darah akan sangat berarti dalam
mencari kelainan-kelainan dalam sel-sel hati yang mengakibatkan gangguan dalam
metabolisme.[3]
3. Vitamin
Vitamin
adalah sekelompok senyawa organik berbobot molekul kecil yang memiliki fungsi
vital dalam metabolisme setiap organisme, yang tidak dapat dihasilkan oleh
tubuh. Nama ini berasal dari gabungan kata bahasa Latin vita yang artinya “hidup” dan amina
(amine) yang mengacu pada suatu gugus
organik yang memiliki atom nitrogen (N), karena pada awalnya vitamin dianggap
demikian. Kelak diketahui bahwa banyak vitamin yang sama sekali tidak memiliki
atom N. Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah
kofaktor dalam reaksi kimia yang dikatalisasi oleh enzim. Pada dasarnya,
senyawa vitamin ini digunakan tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang secara
normal.[4]
Sekilas tentang macam-macam Vitamin dan peranannya bagi organisme
Vitamin
merupakan salah satu unsur yang sangat dibutuhkan oleh setiap organisme.
Vitamin diklasifikasikan lagi ke dalam beberapa jenis, yaitu vitamin yang larut
dalam air yaitu vitamin B dan vitamin C, dan vitamin yang mudah larut dalam
lemak yaitu vitamin A, D, E dan K.
1. Vitamin A
Vitamin
A, yang juga dikenal dengan nama retinol, merupakan vitamin yang berperan dalam
pembentukkan indra penglihatan yang baik, terutama di malam hari, dan sebagai
salah satu komponen penyusun pigmen mata di retina. Selain itu, vitamin ini
juga berperan penting dalam menjaga kesehatan kulit dan imunitas tubuh.
Defisiensi vitamin A dapat menyebabkan rabun senja, katarak, infeksi saluran
pernapasan, dan penurunan daya tahan tubuh. Kelebihan vitamin A di dalam tubuh
dapat menyebabkan keracunan. Penyakit yang dapat ditimbulkan antara lain
pusing-pusing, kerontokan rambut, kulit kering bersisik, dan pingsan. Selain
itu, bila sudah dalam kondisi akut, hal ini dapat menyebabkan kerabunan,
terhambatnya pertumbuhan tubuh, pembengkakan hati, dan iritasi kulit.
Sayur-sayuran hijau dan kacang-kacangan sebagai sumber vitamin A dan vitamin B
yang tinggi.
2. Vitamin B
Secara
umum, golongan vitamin B berperan penting dalam metabolisme di dalam tubuh,
terutama dalam hal pelepasan energi saat beraktivitas. Hal ini terkait dengan
peranannya di dalam tubuh, yaitu sebagai senyawa koenzim yang dapat
meningkatkan laju reaksi metabolisme tubuh terhadap berbagai jenis sumber
energi. Beberapa jenis vitamin yang tergolong dalam kelompok vitamin B ini juga
berperan dalam pembentukan sel darah merah (eritrosit).
Sumber utama vitamin B berasal dari susu, gandum, ikan, dan sayur-sayuran hijau.
3. Vitamin C
Vitamin
C (asam askorbat) banyak memberikan manfaat bagi kesehatan tubuh kita. Di dalam
tubuh, vitamin C juga berperan sebagai senyawa pembentuk kolagen yang merupakan
protein penting penyusun jaringan kulit, sendi, tulang, dan jaringan penyokong
lainnya. Vitamin C merupakan senyawa antioksidan alami yang dapat menangkal
berbagai radikal bebas dari polusi di sekitar
lingkungan kita. Terkait dengan sifatnya yang
mampu menangkal radikal bebas, vitamin C dapat membantu menurunkan laju mutasi
dalam tubuh sehingga risiko
timbulnya berbagai penyakit degenaratif,
seperti kanker, dapat diturunkan. Selain itu, vitamin C berperan dalam menjaga
bentuk dan struktur dari berbagai jaringan
di dalam tubuh, seperti otot. Vitamin ini juga
berperan dalam penutupan luka saat terjadi pendarahan dan memberikan
perlindungan lebih dari infeksi mikroorganisme patogen. Melalui mekanisme
inilah vitamin C berperan dalam menjaga kebugaran tubuh dan membantu mencegah
berbagai jenis penyakit. Defisiensi vitamin C juga dapat menyebabkan gusi
berdarah dan nyeri pada persendian. Akumulasi vitamin C yang berlebihan di
dalam tubuh dapat menyebabkan batu ginjal, gangguan saluran pencernaan, dan
rusaknya sel darah merah.[5]
Hidayat
(2008) menyatakan bahwa dalam kelopak bunga rosella juga mengandung vitamin C, vitamin A, dan asam
amino termasuk arginin dan lignin yang berperan dalam proses peremajaan sel tubuh.[6]
4. Vitamin D
Vitamin
D juga merupakan salah satu jenis vitamin yang banyak ditemukan pada makanan
hewani, antara lain ikan, telur, susu, serta produk olahannya, seperti keju.
Bagian tubuh yang paling banyak dipengaruhi oleh vitamin ini adalah tulang.
Vitamin D ini dapat membantu metabolisme kalsium dan mineralisasi tulang. Sel
kulit akan segera memproduksi vitamin D ketika terkena cahaya matahari (sinar
ultraviolet). Bila kadar vitamin D rendah maka tubuh akan mengalami pertumbuhan
kaki yang tidak normal, di mana betis kaki akan membentuk huruf O dan X. Di
samping itu, gigi akan mudah mengalami kerusakan dan otot pun akan mengalami
kekejangan. Penyakit lainnya adalah osteomalasia,
yaitu hilangnya unsur kalsium dan fosfor secara berlebihan di dalam tulang. Penyakit
ini biasanya ditemukan pada remaja, sedangkan pada manula, penyakit yang dapat
ditimbulkan adalah osteoporosis, yaitu kerapuhan tulang akibatnya berkurangnya
kepadatan tulang. Kelebihan vitamin D dapat menyebabkan tubuh mengalami diare,
berkurangnya berat badan, muntah-muntah, dan dehidrasi berlebihan.
5. Vitamin E
Vitamin
E berperan dalam menjaga kesehatan berbagai jaringan di dalam tubuh, mulai dari
jaringan kulit, mata, sel darah merah hingga hati. Selain itu, vitamin ini juga
dapat melindungi paru-paru manusia dari polusi udara. Nilai kesehatan ini
terkait dengan kerja vitamin E di dalam tubuh sebagai senyawa antioksidan
alami. Vitamin E banyak ditemukan pada ikan, ayam, kuning telur, ragi, dan
minyak tumbuh-tumbuhan. Walaupun hanya dibutuhkan dalam jumlah sedikit,
kekurangan vitamin E dapat menyebabkan gangguan kesehatan yang fatal bagi tubuh,
antara lain kemandulan baik bagi pria maupun wanita. Selain itu, saraf dan otot
akan mengalami gangguan yang berkepanjangan
6. Vitamin F
Vitamin
K banyak berperan dalam pembentukan sistem peredaran darah yang baik dan
penutupan luka. Defisiensi vitamin ini akan berakibat pada pendarahan di dalam
tubuh dan kesulitan pembekuan darah saat terjadi luka atau pendarahan. Selain
itu, vitamin K juga berperan sebagai kofaktor enzim untuk mengkatalis reaksi
karboksilasi asam amino asam glutamat. Oleh karena itu, kita perlu banyak
mengonsumsi susu, kuning telur, dan sayuran segar yang merupakan sumber vitamin
K yang baik bagi pemenuhan kebutuhan di dalam tubuh.[7]
4. Garam-garam Mineral
Seperti
yang dikutip dari www.file.upi.edu. Garam-garam
mineral adalah suatu unsur yang sangat dibutuhkan oleh tubuh organisme supaya
memiliki kesehatan dan pertumbuhan yang baik. Sebagian besar bahan makanan,
yaitu sekitar 96% terdiri dari bahan organik dan air. Sisanya terdiri dari
unsur-unsur mineral. Unsur mineral dikenal sebagai zat anorganik atau kadar
abu. Dalam proses pembakaran, bahan-bahan organik terbakar tetapi zat
anorganiknya tidak, karena itulah disebut abu. Sampai sekarang telah diketahui
ada empat belas unsur mineral yang berbeda jenisnya diperlukan manusia agar
memiliki kesehatan dan pertumbuhan yang baik. Unsur-unsur ini terdapat dalam
tubuh dalam jumlah yang besar dan karenanya disebut unsur mineral makro atau mineral makro. Sedangkan unsur mineral
lain seperti besi, iodium, mangan, tembaga, zink, selenium, cobalt, dan fluor
hanya terdapat dalam tubuh dalam jumlah yang kecil saja, karena itu disebut trace element atau mineral mikro.[8]
Natrium
(Na) dan klorida (Cl) biasanya berhubungan sangat erat baik sebagai bahan
makanan maupun fungsinya dalam tubuh. Sebagian besar natrium didapat dalam
plasma darah dan dalam cairan di luar sel (ekstraseluler);
beberapa diantaranya terdapat dalam tulang. Natrium bergabung dengan klorida
membentuk NaCl seperti halnya garam dapur. Klorida banyak terdapat pada plasma
darah, dalam kelenjar pencernaan lambung sebagai asam klorida (HCl). Ion
klorida mengaktifkan enzim amilase dalam mulut untuk memecah pati yang
dikonsumsi. Sebagai bagian terbesar dari cairan ekstraseluler, natrium dan
klorida membantu mempertahankan tekanan osmotik, di samping juga membantu
menjaga keseimbangan asam dan basa.
Pada
orang sehat jarang sekali ditemukan kasus kekurangan natrium. Tanda pertama
kekurangan natrium adalah rasa haus. Bila terjadi kekurangan natrium, maka
cairan ekstraseluler berkurang, tekanan osmotik dalam cairan tubuh tubuh
menurun menyebabkan air dari cairan ekstraseluler masuk ke dalam sel, sehingga
tekanan osmotik dari cairan ekstraseluler meningkat. Volume cairan, termasuk
darah akan menurun, mengakibatkan penurunan tekanan darah. Pada keadaan
hilangnya banyak natrium, orang akan muntah-muntah atau diare karena cairan
yang ada dalam usus banyak mengandung natrium. Keadaan hipertensi (tekanan
darah tinggi) banyak ditemukan pada masyarakat yang mengkonsumsi natrium dalam
jumlah besar.
Kalsium
(Ca) merupakan mineral paling banyak dalam tubuh diperkirakan sekitar 2% berat
bdan dewasa. Sebagian besar kalsium terkonsentrasi dalam tulang rawan dan gigi,
sisanya terdapat dalam cairan tubuh dan jaringan lunak. Peranan kalsium dalam
tubuh membantu membentuk tulang dan gigi, mengatur proses biologis dalam tubuh
dll. Bila konsumsi kalsium menurun dapat terjadi kekurangan kalsium yang
menyebabkan osteomalasia, yang ditandai tulang menjadi lunak. Kekurangan
kalsium memyebabkan juga osteoporosis atau masa tulang menurun.
Fosfor
(P) merupakan mineral kedua terbanyak dalam tubuh, yaitu sekitar 1%. Peranan
fosfor untuk pembentukan tulang dan gigi, penyimpanan dan pengeluaran energi
(perubahan ATP dengan ADP). Sumber fosfor yang utama adalah bahan makanan
dengan kadar protein tinggi seperti daging, unggas, ikan dan telur, biji-bijian
terutama bagian lembaganya dan biji-bijian utuh (pecah kulit).
Besi
(Fe) berfungsi sebagai komponen penyusun sel darah merah (hemoglobin).
Kekurangan mengkonsumsi besi dapat menyebabkan anemia.[9]
Selenium
adalah mineral dan nutrisi penting untuk melawan penyakit seperti kanker dan
penyakit jantung. Selenium adalah sinergis dengan vitamin E, yang berarti bahwa
keduanya bekerja sama-sama kuat. Keduanya adalah antioksidan kuat yang membantu
mencegah atau memperlambat penuaan dan pengerasan jaringan melalui
oksidasi.
BAB III
KESIMPULAN
Komposisi kimia yang terdapat dalam tubuh
meliputi karbohidrat, lemak, protein, air, asam nukleat, pigmen, vitamin dan
garam-garam mineral.
Asam nukleat yang paling umum yaitu Asam
deoksiribonukleat (DNA) dan Asam ribonukleat (RNA). Asam nukleat
ditemukan pada semua sel hidup
serta pada virus.
Dalam
sitoplasma dijumpai dua macam kelompok pigmen yaitu pigmen dan yang kedua
adalah pigmen eksogen.
Vitamin
diklasifikasikan lagi ke dalam beberapa jenis, yaitu vitamin yang larut dalam
air yaitu vitamin B dan vitamin C, dan vitamin yang mudah larut dalam lemak
yaitu vitamin A, D, E dan K.
Unsur-unsur mineral yang terdapat dalam tubuh
dalam jumlah yang besar disebut unsur
mineral makro atau mineral makro. Sedangkan unsur mineral lain seperti
besi, iodium, mangan, tembaga, zink, selenium, cobalt, dan fluor hanya terdapat
dalam tubuh dalam jumlah yang kecil saja, karena itu disebut trace element atau mineral mikro
DAFTAR PUSTAKA
Mukaromah, Ummu, Sri Hetty Susetyorini, Siti Aminah. 2010,
Kadar Vitamin C, “Mutu
Fisik, Ph Dan Mutu Organoleptik Sirup Rosella (Hibiscus Sabdariffa,
L) Berdasarkan Cara Ekstraksi”, Jurnal Pangan dan
Gizi. Vol.01 No. 01, http://jurnal.unimus.ac.id/index.php/JPDG/article/download/150/132, 25 April 2015.
A. Nell,
Campbell, Biology, terj. Damaring Tyas Edisi
Kedelapan Jilid 1 (Jakarta: Penerbit Erlangga, 2008).
Juwono dan
Achmad Zulfa Juniarto, Biologi Sel, Jakarta
: EGC, 2002.
[4]
www.id.wikipedia.org/wiki/vitamin
diakses pada 24 Maret 2015
[5] www.id.wikipedia.org/wiki/vitamin_C
diakses pada 24 Maret 2015
[6]
Mukaromah, Ummu, Sri Hetty Susetyorini, Siti Aminah. 2010,
Kadar Vitamin C, “Mutu Fisik, Ph Dan Mutu
Organoleptik Sirup Rosella (Hibiscus Sabdariffa, L) Berdasarkan Cara Ekstraksi”,
Jurnal Pangan dan Gizi. Vol. 01 No. 01, http://jurnal.unimus.ac.id/index.php/JPDG/article/download/150/132. Hal. 43.
[7] www.id.wikipedia.org/wiki/vitamin_F
diakses pada 24 Maret 2015
[8] www.file.upi.edu diakses pada 26 April 2015
