Biokimia Karbohidrat

Monday, January 5th, 2015 - Biologi, Pendidikan

Biokimia Karbohidrat – Biokimia karbohidrat merupakan salah satu biomolekul yang tersusun dari monomer yang disebut sebagai monosakarida. Contoh dari monosakarida adalah glukosa (C6H12O6), fruktosa (C6H12O6), dan deoksiribosa (C5H10O4). Ketika 2 monosakarida melalui proses sintesis dehidrasi, maka air akan terbentuk, karena 2 atom hidrogen dan satu atom oksigen telepas dari 2 gugus hidroksil monosakarida.

Biokimia Karbohidrat

Fungsi dari biokimia karbohidrat adalah sebagai pembangun dan sumber energi. Gula merupakan karbohidrat, tapi tidak semua karbohidrat adalah gula. Jumlah karbohidrat di bumi lebih banyak daripada jumlah biomolekul manapun.

Berikut ini beberapa pembagian dari biokimia karbohidrat

1. Biokimia karbohidrat – Monosakarida

Monosakarida [Biokimia Karbohidrat]

Monosakarida [Biokimia Karbohidrat]

Tipe karbohidrat yang paling sederhana adalah monosakarida, yang biasanya terdiri dari atom karbon, hidrogen, dan oksigen, kebanyakan dengan perbandingan 1:2:1 (formula umumnya CnH2nOn, dimana n paling kecil adalah 3). Glukosa, salah satu karbohidrat yang paling penting, merupakan contoh dari monosakarida. Juga termasuk dengan fruktosa, gula yang biasanya ditemukan dalam manisnya buah-buahan. Beberapa karbohidrat (terutama setelah kondensasi menjadi oligo- dan polisakarida) memiliki jumlah karbon yang relatif lebih rendah daripada H dan O. Monosakarida dapat dikelompokkan ke aldosa (mempunyai grup aldehida di akhir rantainya, contohnya glukosa) dan ketosa (mempunyai grup keton di rantainya, contohnya fruktosa).

2. Disakarida – Biokimia karbohidrat

Disakarida

Disakarida

Dua monosakarida atau disakarida dapat bergabung menjadi satu melalui sintesis dehidrasi. Maka, akan dilepaskan satu atom hidrogen dan satu grup hidroksil (OH-). Atom hidrogen dan hidroksil akan bergabung dan membentuk molekul air (H-OH atau H2O), maka dari itu disebut “dehidrasi”. Molekul baru ini disebut “disakarida”. Reaksinya pun bisa berbalik arah (reaksi pemecahan), dengan menggunakan satu molekul air untuk memecah satu molekul disakarida, maka akan memecah ikatan glikosidik pada disakarida. Reaksi inilah yang disebut dengan hidrolisis. Jenis disakarida yang paling dikenal adalah sukrosa atau yang biasanya kita kenal dengan gula tebu.

Satu molekul sukrosa pada biokimia karbohidrat terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Disakarida yang lain contohnya laktosa, terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Di dalam tubuh, dikenal adanya enzim laktase yang memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Biasanya, pada orang berusia lanjut, produksi laktase semakin sedikit dan akibatnya adalah penyakit intoleransi laktosa.

3. Oligosakarida dan polisakarida

Oligosakarida

Oligosakarida

Ketika beberapa (sekitar 3-6) monosakarida bergabung menjadi satu, maka akan disebut sebagai oligosakarida (oligo- artinya “sedikit”). Jika banyak monosakarida bergabung menjadi satu, maka akan disebut sebagai polisakarida. Monosakarida dapat bergabunf membentuk satu rantai panjang, atau mungkin bercabang-cabang. 2 jenis polisakarida pada biokimia karbohidrat yang paling dikenal adalah selulosa dan glikogen, dua-duanya terdiri dari monomer glukosa.

Selulosa dibuat oleh tumbuhan dan merupakan komponen penting yang membentuk dinding sel. Manusia tidak bisa membuat ataupun mencerna selulosa. Glikogen, atau nama lainnya adalah gula otot, digunakan oleh manusia dan hewan sebagai sumber energi.

Metabolisme karbohidrat

Glukosa merupakan sumber energi utama bagi 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 2 komponen monosakaridanya.

1. Glikolisis (anaerob)

Glukosa akan dicerna dalam tubuh dalam reaksi respirasi. Tahapan pertama dalam reaksi respirasi adalah glikolisis. Tahapan glikolisis dimulai dari satu molekul glukosa sampai tahap akhirnya akan dihasilkan 2 molekul piruvat. Tahap ini juga akan menghasilkan 2 ATP dan memberikan dua elektron dan satu hidrogen pada NAD+ sehingga menjadi NADH. Tahap ini tidak membutuhkan oksigen. Jika persediaan oksigen dalam tubuh tidak cukup, maka NADH akan digunakan untuk mengubah piruvat menjadi asam laktat (dalam tubuh manusia]] atau menjadi etanol dan karbon dioksida.

2. Respirasi Aerob

Biokimia karbohidrat – Dalam respirasi aerob, sel yang mendapat cukup oksigen, piruvat yang dihasilkan dari tahap glikolisis akan dicerna kembali dan diubah menjadi Asetil Ko-A. Piruvat akan membuang satu atom karbonnya (menjadi karbon dioksida) dan akan memberikan elektronnya lagi pada NAD+ sehingga menjadi NADH. 2 molekul Asetil Ko-A akan memasuki tahap siklus Krebs, dan akan menghasilkan lagi 2 ATP, 6 molekul NADH, dan 2 ubiquinon (FADH2), serta karbon dioksida. Energi di NADH dan FADH2 nantinya akan digunakan di transpor elektron. Energi ini dipakai dengan cara dilepaskannya elektron dan H+ dari NADH dan FADH2 secara bertahap di sistem transpor elektron.

Sistem transpor elektron akan memompa H+ keluar dari membran dalam mitokondria. Konsentrasi H+ di luar membran dalam mitokondria akan menyebabkan gradien proton, sehingga H+ akan masuk kembali ke membran dalam mitokondria melalui ATP sintase. Oksigen bertugas sebagai penerima elektron akhir, sehingga proses pembentukan ATP terus berlanjut. Oksigen yang bergabung dengan H+ akan membentuk air. NAD+ dan FAD akan digunakan kembali dalam sistem respirasi, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Hal ini yang menyebabkan mengapa kita menghirup oksigen dan melepaskan karbon dioksida. Dalam 1 molekul glukosa akan dihasilkan total 36 ATP, dan satu ATP dapat melepaskan 7,3 kilokalori.

3. Glukoneogenesis

Dalam tubuh vertebrata, otot lurik yang dipaksa bekerja keras (misalnya selagi angkat beban atau lari), tidak akan mendapatkan oksigen yang cukup sehingga akan melakukan metabolisme anaerob, maka akan mengubah glukosa menjadi asam laktat. Organ hati akan menghasilkan kembali glukosa tersebut, melalui proses yang dinamakan glukoneogenesis. Proses glukoneogenesis sebenarnya membutuhkan energi 3 kali lebih banyak daripada yang dihasilkan dalam proses glikolisis (ada 6 ATP yang dibuat, sedangkan glikolisis hanya menghasilkan 2 ATP).

Demikian penjelasan secara detail mengenai biokimia karbohidrat, semoga bermanfaat.

Kata Kunci:

biokimia karbohidrat,tipe ikatan karbohidrat
Biokimia Karbohidrat | Wawang Armansyah | 4.5