KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida atau keton atau senyawa yang menghasilkan ini bila dihidrolisa. Rumus molekul umum karbohidrat adalah (CH₂O)n

            Berdasarkan jumlah unit gula penyusunnya karbohidrat dapat dibagi tiga yaitu: .

1. Monosakarida 
Monosakarida yang umum terdapat dalam alam ialah yang atom C-nya berkisar antara  3 sampai 7. Monosakarida yang paling banyak di alam adalah D-glukosa 6-karbon.

2.Oligosakarida 
Oligos berasal dari bahasa Yunani yang artinya sedikit. Oligosakarida terdiri dari rantai pendek unit monosakarida yang digabungkan bersama-sama oleh ikatan kovalen. Disakarida terdiri dari dua unit monosakarida, contohnya adalah sukrosa.

3. Polisakarida 
Terdiri dari rantai panjang yang mempunyai ratusan atau ribuan unit monosakarida. Contohnya selulosa.

Monosakarida terdiri dari dua golongan yaitu: aldosa dan ketosa

            Kerangka monosakarida adalah rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang. Satu diantara atom karbon berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen, membentuk gugus karbonil, masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus hidroksil. Jika gugus karbonil berada pada ujung karbon, monosakarida tersebut adalah suatu aldehida dan disebut suatu aldosa. Jika gugus karbonil berada pada posisi yang lain, monosakarida tersebut adalah suatu keton dan disebut ketosa. Contohnya adalah gliseraldehida dan dihidroksiaseton (Gambar 1).

 

Tata nama monosakarida  tergantung pada jumlah atom karbon penyusun (Tabel 1)

 

Dua heksosa yang umum dijumpai adalah: D-glukosa dan D-fruktosa (Gambar 2)

 

Penamaan golongan aldosa dan ketosa tampak di depan nama senyawa dituliskan huruf D (dexter). Hal itu dapat dikatakan bahwa konfigurasi senyawa-senyawa tersebut adalah D. Pemberian lambang D (atau L) berkaitan dengan gugus OH yang terikat pada atom C yang mengikat gugus CH₂OH. Bila gugus OH tersebut berada di sisi kanan maka senyawa yang bersangkutan berkonfigurasi

D dan sebaliknya jika gugus yang dimaksud berada di sisi kiri maka senyawa   tersebut termasuk golongan L (levo). Konfigurasi D atau L merupakan bentuk-bentuk yang ada pada peristiwa stereoisomeri.

Bangun molekul yang digambarkan pada Gambar 1 adalah berbentuk rantai molekul terbuka. Monosakarida dengan lima atau lebih atom karbon pada kerangkanya biasanya di dalam larutan  terdapat sebagai struktur siklik atau lingkaran,dengan gugus karbonil yang terikat, tetapi gugus ini telah membentuk suatu ikatan kovalen dengan satu  diantara gugus hidroksil pada rantai.

C. NUKLEOTIDA

Nukleotida adalah ester asam fosfat dari nukleosida, dengan letak gugus fosfat pada posisi C-5’. Nukleotida yang mengandung gula deoksiribosa disebut deoksiribonukleotida,  sedangkan yang mengandung gula ribosa disebut ribonukleotida. Berikut adalah tabel nama kimia nukleotida

Tabel 6.2 Nama kimia nukleotida

Basa	Ribonukleotida	Deoksiribonukleotida
Adenin (A) Guanin (G) Sitosin (C) Urasil (U) Timin (T)	Asam adenilat (AMP, Adenosin monofosfat) Asam guanilat (GMP, Guanosin monofosfat) Asam sitidilat (CMP, Sitidin monofosfat) Asam uridilat (UMP, Uridin monofosfat) Asam timidilat (TMP, Timidin monofosfat)	Asam deoksiadenilat (dAMP) Asam deoksiguanilat (dGMP) Asam deoksisitidilat (dCMP) Asam deoksiuridilat (dUMP) Asam deoksitimidilat (dTMP)

Dilihat dari istilahnya, maka nukleotida adalah asam. Hal ini berasal dari ionisasi fosfat primer yang mempunyai nilai pKa mendekati 1, sehingga memiliki muatan negatif pada pH netral.

Semua 5’-nukleotida juga dapat berada dalam bentuk 5’-difosfat dan 5’-trifosfat, yang mengandung dua dan tiga fosfat. Contohnya, AMP dapat berada sebagai ADP (adenosin difosfat) dan ATP (adenosisn trifosfat).

Contoh Soal:

1.      Tuliskan struktur dari (a) nukleotida yang mengandung adenin, dan (b) deoksiribonukleotida yang mengandung timin. 
Jawab:

B. NUKLEOSIDA

Di dalam struktur asam nukleat, sebuah basa pirimidin atau purin terikat pada gula (2-deoksi-D-ribosa atau D-ribosa) mebentuk nukleosida. Nukleosida terdapat dalam dua bentuk yaitu: deoksiribonukleosida bila gulanya adalah deoksiribosa, dan ribonukleosida bila gulanya adalah ribosa. Nukleosida purin mempunyai ikatan beta-glikosida antara atom N-9 dari basa dengan atom C-1 dari gula. Pada nukleosida pirimidin, ikatan yang terjadi adalah antara atom N-1 dari basa dengan atom C-1 dari gula. Berikut adalah contoh ribonukleosida yang mengandung basa adenin dan deoksiribonukleosida yang mengandung basa sitosin:

Gambar 6.7 Ribonukleosida yang mengandung basa adenin dan deoksiribonukleosida yang mengandung basa sitosin.

Ikatan pada nukleosda disebut juga dengan N-glikosida. Untuk membedakan atom-atom dalam cincin furan dari gula dengan atom-atom pada basa nitrogen, maka atom-atom pada gula diberi simbol: 1’, 2’, 3’, 4’, dan 5’. Secara ringkasnya, berikut adalah tabel nama kimia dari nukleosida:

Contoh soal:
Tuliskan struktur dari (a) deoksiguanosin dan (b) sitidin
Jawab:

A. STRUKTUR KIMIA DAN KOMPONEN ASAM NUKLEAT

Asam nukleat utama di dalam inti sel adalah deoxyribonucleic acid (DNA). DNA mengandung gula pentosa deoksiribosa sebagai salah satu komponennya. DNA sekarang dikenal sebagai material genetik. Tipe asam nukleat yang lain adalah ribonucleic acid (RNA) yang mengandung gula pentosa ribosa. Peran utamanya adalah transmisi informasi genetik dari DNA ke protein.

Molekul DNA sangat besar, bahkan lebih besar daripada protein, sedangkan ukuran molekul RNA relatif sama dengan protein. Hidrolisis sempurna DNA dan RNA oleh asam menghasilkan: basa nitrogen, 2-deoksi-D-ribosa (atau ribosa untuk RNA) dan ortofosfat. Ada dua tipe basa nitrogen dalam DNA dan RNA yaitu pirimidin dan  purin. Basa Pirimidin adalah turunan senyawa heterosiklik pirimidin:

Gambar 6.1 Struktur pirimidin.

Basa purin adalah turunan senyawa cincin fusi purin:

Gambar 6.2 Struktur purin.

Basa pirimidin
    Basa pirimidin dalam DNA adalah timin dan sitosin, sedangkan dalam RNA adalah urasil dan sitosin. Ketiga jenis basa ini berbeda dalam tipe dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin.
•    Timin adalah: 5 metil-2,4-dioksipirimidin
•    Sitosin adalah: 2-oksi-4-aminopirimidin
•    Urasil adalah: 2,4-dioksipirimidin
Berikut adalah struktur kimia dari ketiga jenis basa nitrogen tersebut

Gambar 6.3 Struktur Timin, sitosin dan urasil.

Basa Purin
    Basa purin yang terdapat dalam DNA dan RNA adalah adenin dan guanin. Keduanya berbeda dalam tipe dan posisi gugus kimia yang terikat pada cincin purin.
    Adenin adalah: 6-aminopurin
    Guanin adalah: 6-oksi-2-aminopurin
Berikut adalah struktur kimia dari kedua basa purin tersebut

Gambar 6.4 Struktur adenin dan guanin.

Bentuk Tautomerik Pirimidin dan Purin
    Semua basa pirimidin dan purin dan berada dalam bentuk isomer alternatif yaitu tautomer.  Sebagai contoh, urasil dapat berada dalam bentuk enolnya seperti berikut:

Gambar 6.5 Bentuk keto dan enol dari urasil.

Tanda panah tebal menunjukkan bahwa bentuk keto adalah yang lebih banyak terdapat pada pH netral.

Contoh soal:
1.    Tuliskan bentuk enol dari guanin!
Jawab:

Gula pentosa
    Gula dalam DNA adalah 2-deoksi-D-ribosa, dan dalam RNA adalah D-ribosa. Berikut adalah struktur kimia gula pentosa yang terdapat dalam DNA dan RNA:

Gambar 6.6 Struktur kimia gula pentosa yang terdapat dalam DNA dan RNA.

Lipid

Lipid didefinisikan sebagai senyawa organik yang terdapat dalam alam serta tak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non-polar seperti suatu hidrokarbon atau dietil eter. Kelas-kelas yang biasa dianggap sebagai lipid yaitu lemak dan minyak, terpena, steroid dan beberapa senyawa lain yang penting.

Fungsi lipid :

a. Energi cadangan

b. Pelindung alat-alat penting

c. Mempertahankan suhu optimum tubuh

d. Bahan bakar

e. Berperan dalam metabolisme

Sifat fisik :

a. Wujud padat atau cair

b. Tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau

c. Tidak larut dalam air, larut dlm pelarut organik

d. nonpolar

e. Dapat membentuk emulsi

f. Hidrolisisnya menghasilkan asam lemak

g. Mengandung unsur C,H,O,N,P.

Klasifikasi

a. Wujud pada suhu kamar

a. <>oC padat : lemak

b. cair : minyak

b. Hasil hidrolisis

a. Lipid sederhana : lemak/minyak, malam

b. Hasil hidrolisis lemak/minyak : asam lemak, gliserol

c. Hasil hidrolisis malam : asam lemak, alkohol

d. Lipid majemuk : fosfolipid, glikolipid

e. Hasil hidrolisis fosfolipid : asam lemak, gliserol, asam fosfat, nitrogen organik

f. Hasil hidrolisis glikolipid : asam lemak, alkohol, karbohidrat, nitrogen organik