Hubungan ilmu biologi dan kimia organik

Hubungan ilmu biologi dan kimia organik

1. Pendahuluan

Perkembangan hidup manusia telah diawali dengan memanfaatkan organisme lain sebagai sumber bahan yang bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari, seperti obat-obatan, pangan, dan sandang. . Para ahli kimia pada abad ke-19 telah mengetahui cara membuat beragam senyawa sederhana dalam laboratorium dengan cara mengkombinasikan berbagai unsur pada kondisi yang sesuai. Perlakuan tersebut ternyata belum memungkinkan bahan sintesis buatan dapat diekstraksi dari molekul kompleks pada makhluk hidup. Hal tersebut mendorong Jons Jakob Berzelius, seorang ahli kimia Swedia, untuk membedakan senyawa organik yang hanya dapat dihasilkan dari organisme hidup dan senyawa anorganik yang hanya dapat dihasilkan pada benda tidak hidup. Bidang ilmu tersebut dikenal dengan nama kimia organik (Campbell dkk. 2002: 53).

Para pelopor kimia organik mengubah paradigma ahli biologi, yaitu semua fenomena alami, termasuk proses kehidupan, diatur oleh hukum-hukum fisika dan kimia. Kajian kimia organik didefinisikan sebagai kajian tentang senyawa karbon tanpa mengetahui asal atau sumber senyawa tersebut. Sebagian besar senyawa organik yang berada di alam dihasilkan organisme. Molekul-molekul tersebut mewakili keberagaman dan lebih rumit daripada senyawa anorganik. Landasan kimia organik adalah sifat kimiawi suatu unsur yang unik (Campbell dkk. 2002: 53; James dkk. 2008: 58).

2. Pengertian Kimia Organik

Karbon merupakan atom yang dapat membentuk lebih banyak senyawa daripada unsur lainnya. Hal tersebut disebabkan atom karbon tidak hanya membentuk ikatan karbon tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga, tetapi juga dapat membentuk struktur rantai dan cincin. Cabang ilmu yang mempelajari senyawa karbon adalah kimia organik (Chang 2006: 332).

Unsur-unsur yang menyusun senyawa organik tidak banyak jumlahnya. Unsur-unsur utama adalah karbon, oksigen, hidrogen, dan nitrogen. Unsur-unsur lainnya adalah belerang, halogen, fosfor, magnesium, besi, stibium, arsen, kobalt, dan tembaga. Penggolongan senyawa organik dibedakan berdasarkan gugus fungsi yang terkandung pada senyawa tersebut. Gugus fungsi adalah sekelompok atom yang menyebabkan perilaku kimia molekul induk. Molekul berbeda yang mengandung gugus fungsi yang sama mengalami reaksi yang sama sehingga sifat-sifat senyawa dapat dipelajari dengan mudah (Chang 2006: 332; Sumardjo 2006: 30).

Semua senyawa organik merupakan turunan dari golongan senyawa yang dikenal sebagai hidrokarbon sebab senyawa tersebut terdiri dari hidrogen dan karbon. Hidrokarbon dibedakan menjadi dua golongan utama berdasarkan struktur, yaitu alifatik dan aromatik. Hidrokarbon alifatik tidak mengandung gugus benzena, sedangkan hidrokarbon aromatik mengandung satu atau lebih gugus benzena (Chang 2006: 332).

3. Hubungan Kimia Organik dengan Ilmu Biologi

Materi-materi hidup, seperti karbon, oksigen, hidrogen, dan nitrogen, dan sebagian kecil sulfur dan fosfor, memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan kovalen yang kuat sehingga suatu sifat sangat penting dalam penyusunan molekul organik kompleks. Suatu sel terdiri dari 70%-95% air, namun sebagian besar terdiri dari senyawa karbon. Protein, lipid, steroid, DNA, karbohidrat, dan molekul-molekul lain yang membedakan materi-materi hidup dengan yang tidak hidup tersusun atas atom karbon yang berikatan dengan atom karbon lain atau dengan unsur-unsur lain. Hal tersebut yang menyebabkan kimia organik penting dalam keragaman molekul biologi yang tanpa batas (Campbell 2002: 52).

Karbohidrat adalah hidrokarbon dengan rumus empiris Cx(H2O)y. Gula merupakan golongan karbohidrat. Unit dasar karbohidrat adalah monosakarida atau gula sederhana. Monosakarida dapat mengandung antara tiga sampai tujuh atau lebih atom karbon, tetapi pada umumnya monosakarida mengandung enam atom karbon yang dikenal dengan heksosa. Monosakarida dapat mengalami fusi melalui sebuah proses yang disebut kondensasi atau sintesis dehidrasi. Proses tersebut menyatukan kedua monosakarida sehingga membentuk disakarida dan sebuah molekul air dibebaskan . Kondensasi dapat terjadi kembali untuk membentuk trisakarida dan akhirnya membentuk polisakarida (Fried & Hademenos 2006: 24-25).

Protein adalah sekelompok senyawa organik yang hampir keseluruhan terdiri atas karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Protein merupakan polimer yang tersusun atas asam amino. Struktur asam amino terdiri dari gugus karbonil yang berikatan pada atom karbon dan gugus NH2. Karbon tersebut disebut sebagai karbon-α sehingga secara keseluruhan asam amino dikenal sebagai asam α-amino. Sifat-sifat protein, seperti kelarutan dalam air dan jenis muatannya, bergantung pada macam-macam gugus R yang ditemukan dalam asam-asam amino yang menyusunnya (Fried & Hademenos 2006: 25).

Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis yang dapat dihasilkan reaksi penurunan terpen atau skualena. Steroid digolongkan sebagai lipid karena tidak dapat larut dalam air. Steroid terdiri atas cincin atom karbon yang saling berhubungan, tiga di antaranya merupakan cincin heksagonal dan yang lainnya adalah cincin pentagonal. Steroid pada manusia terdapat dalam hormon estrogen dan testosteron. Hormon-hormon seks tersebut dibedakan oleh gugus fungsional pada keempat cincin tersebut. Perbedaan kerja dari kedua molekul tersebut terletak pada sasaran organ yang menghasilkan sifat dan ciri berbeda antara betina dan jantan (Campbell dkk. 2002: 57; Fried & Hademenos 2006: 25).

Kesimpulan

Kimia organik adalah ilmu yang mempelajari tentang senyawa organik. Senyawa organik merupakan senyawa yang memiliki struktur utama atom karbon yang saling berikatan. Senyawa organik dapat ditemukan di dalam tubuh organisme dan dapat dibuat sintesisnya oleh manusia.

Daftar Acuan

Campbell, Neil A., Jane B. Reece & Lawrence G. Mitchell. 2002. Biologi. Ed. ke-5. Ter. dari Biology, 5th ed, oleh Lestari, R., E.I.M. Adil, N. Anita, Andri, W.F. Wibowo & W. Manalu. Penerbit Erlangga, Jakarta: xxi + 438 hlm.

Chang, R. 2006. Kimia Dasar, Jil. 1. Penerbit Erlangga, Jakarta: xii + 428 hlm.

Fried, G.H. & G.J. Hademenos. 2006. Biologi, Ed. ke-2. Ter. dari Biology, 2th ed, oleh Tyas, D. Penerbit Erlangga, Jakarta: xxi + 387 hlm.

James, J., C. Baker & H. Swain. 2008. Prinsip-prinsip sains untuk keperawatan. Ter. dari Principles pf science for nurses, oleh Wardhani, I.R. Penerbit Erlangga, Jakarta: vii + 255 hlm.

Sumardjo, D. 2006. Pengantar kimia: buku panduan kuliah mahasiswa kedokteran dan program strata 1 fakultas bioeksakta. Penerbit EGC, Jakarta: x + 650 hlm.