METABOLISME SEL

A. Pengertian Umum

Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk

hidup, mulai makhluk hidup bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa,

jamur, tumbuhan, hewan; sampai mkhluk yang susunan tubuhnya kompleks seperti

manuasia. Di dalam proses ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai

senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.

Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan proses penguraian

(katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup.. Semua reaksi metabolisme

dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabolisme adalah peranannya dalam

penawaracunan atau detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan zat yang beracun

menjadi senyawa tak beracun yang dapat dikeluarkan dari tubuh.

Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam beberapa hal:

Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia

yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul

besar menjadi molekul kecil

Anabolisme merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme

melepaskan energi

Anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi

Hasil akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.

B. Fotosintesis

Pada hakekatnya, semua kehidupan di atas bumi ini tergantung langsung dari

adanya proses asimilasi CO 2 menjadi senyawa kimia organik dengan energi yang

didapat dari sinar matahari. Dalam proses ini energi sinar matahari (energi foton)

ditangkap dan diubah menjadi energi kimia dengan proses yang disebut fotosintesis.

Proses ini berlangsung didalam sel pada tumbuhan tinggi, tumbuhan pakis, lumut,

ganggang (ganggang hijau, biru, merah dan coklat) dan berbagai jasad renik (protozoa

golongan euglena, bakteri belerang ungu, dan bakteri belerang biru).

Energi matahari yang ditangkap pada proses fotosintesis merupakan lebih dari

90% sumber energi yang dipakai oleh manusia untuk pemanasan, cahaya dan tenaga.

Gambar 1 berikut ini menunjukkan sebaran pemakaian energi matahari oleh bumi dan

atmosfer.

Sinar matahari

Gambar 1. Gambaran sebaran pemakain energi matahari oleh bumi dan atmosfernya.

Gambar 2. Penggunaan energi matahari oleh klorofil tanamanKeseluruhan proses fotosintesis yang melibatkan berbagai macam enzim

dituliskan dengan persamaan reksi:

6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H12 O 6 + 6 O 2

Kurang dari 1% ditangkap oleh klirofil yang terdapat dalam tumbuhan hijau daun dan berbagai jasad. Dipakai dalam proses fotosintesis, dimana energi matahari diubah menjadi energi kimia

23% diserap oleh bumi dan atmosfer dioakai untuk penguapan, angina dan sebagainya. Energi disimpan dalam bentuk air dan es

46% diserap oleh atmosfer dan diubah menjadi panasBumi dan

atmosfernya

30% dipantulkan kembali

secara langsung ke ruangan

angkasa

Dalam bakteri berfotosintesis sebagai pengganti H 2 O dipakai zat pereduksi yang lebih

kuat seperti H 2 , H 2 S, H 2 R (R adalh gugus organik ). Persamaan reaksinya adalah :

2 CO 2 + 2 H 2 R 2 CH 2 O + O 2 + 2 R

Proses fotosintesis pada tumbuhan tinggi dibagi dalam dua tahap. Pada tahap

pertama energi matahari ditangkap oleh pigmen penyerap cahaya dan diubah menjadi

bentuk energi kimia, ATP dan senyawa reduksi, NADPH. Proses ini disebut reaksi

terang. Atom hydrogen dari molekul H 2 O dipakai untuk mereduksi NADP menjadi

NADPH, dan O 2 dilepaskan sebagai hasil samping reaksi fotosintesis. Reaksi ini juga

dirangkaikan dengan reaksi endergonik pembentukan ATP dari ADP + Pi. Dengan

demikian tahap reaksi terang dapat dituliskan dengan persamaan:

H 2 O + NADP + ADP + Pi O 2 + H + NADPH + ATP Energi matahari

Dalam hal ini pembentukan ATP dari ADP + Pi merupakan suatu mekanisme

penyimpanan energi matahari yang diserap kemudian diubah menjadi bentuk energi

kimia. Proses ini disebut fotofosforilasi.

Tahap kedua disebut tahap reaksi gelap. Dalam hal ini senyawa kimia berenergi

tinggi NADPH dan ATP yang dihasilkan dalam tahap pertama (reaksi gelap) dipakai

untuk proses reaksi reduksi CO 2 menjadi glukosa dengan persamaan:

CO 2 + NADPH + H + ATP glukosa + NADP + ADP + Pi

1. Tahap Reaksi Terang Cahaya

Reaksi terang cahaya dalam proses pebebasan energi matahari oleh klorofil

dimana dilepaskan molekul O 2 , terdiri dari dua bagian. Bagian pertama disebut

fotosistem I mempunyai kemampuan penyerapan energi matahari dengan panjang

gelombang di sekitar 700nm dan tidak melibatkan proses pelepasan O,. bagian kedua

yang menyangkut penyerapan energi matahari pada panjang gelombang di sekitar 680

nm, disebut fotosistem II, melibatkan proses pembentukan O 2 dan H 2 O.

Fotosistem I merupakan suatu partikel yang disusun oleh sekitar 200 molekul

klorofil-a, 50 klorofil-b, 50-200 pigmen karotenoid dan satu molekul penerima energi

matahari yang disebut protein P700. Energi matahari (foton) yang ditangkap oleh pigmen

pelengkap dipindahkan melelui beberapa molekul pigmen, disebut proses perpindahan

eksiton, yang akhirnya diterima oleh P700. Akibatnya P700 melepaskan elektron yang

berenergi tinggi. Proses penangkapan foton dan perpindahan eksiton di dalam fotosistem

ini berlangsung dengan sangat cepat dan di pengaruhi oleh suhu. Dengan mekanisme

yang sama, proses penangkapan foton dan pemindahan eksiton terjadi pula pada

fotosistem II yaitu pada panjang gelombang 680.

Partikel fotosistem I dan II terdapat dalam membrane kantong tilakoid secara

terpisah.

2. Pengangkutan Elektron dan Fotofosforilasi

Fotosistem I dan II merupakan komponen penyalur energi dalam rantai

pengangkutan elektron fotosintesis secara kontinyu, dari molekul air sebagai donor

elektron ke NADP sebagai aseptor elektron.

Perbedaan antara pengangkutan elektron dalam fotosintesis dan pengangkutan

elektron pernafasan adalah:

1. Pada yang pertama, elektron mengalir dari molekol H 2 O ke NADP ,

sedangkan pada yang kedua arah aliran elektron adalah dari NADP ke H 2 O

2. Pada yang pertama terdapat dua system pigmen, fotosistem I dan II yang

berperan sebagai pendorong untuk mengalirkan elektron dengan bantuan

energi matahari dari H 2 O ke NADP

3. Pada yang pertama dihasilkan O 2 sedangkan pada yang ke dua memerlukan

O 2

Persamaannya ialah kedua rantai pengangkutan elektron tersebut menghasilkan

energi ATP dan melibatkan sederetan molekul pembawa elektron.

Pengangkutan elektron dalam fotosintesis terdiri dari tiga bagian yaitu bagian

pendek dari H 2 O ke fotosistem II, bagian dari fotosistem II ke fotosistem

I yang dirangkaikan dengan pembentukan ATP dari ADP + Pi, dan bagian dari

fotosistem I ke NADP yang menghasilkan NADPH seperti pada gambar 3.

HUBUNGAN ENERGI DAN PENGANGKUTAN HUBUNGAN ENERGI DAN PENGANGKUTAN ELEKTRO DLM FOTOSINTESISELEKTRO DLM FOTOSINTESIS

PQPQCty.fCty.f(553)(553)

PCPC

Cty.bCty.b33

P430P430

C550C550

P680P680

P700P700

FRSFRSFdFd

FPFPNADP+NADP+

NADPHNADPH

??

??

0022

FS 1FS 1

FS 2FS 2

hvhv

hvhv

ATPATPADP+PADP+P

JalurJalur aliranaliranelektronelektronsikliksiklik

ee--

ee--

Gambar 3. Diagram energi pengangkutan elektron dalam fotosintesis

Gambar 3. Hubungan energi dan pengengkutan elektron dalam fotosintesis

Penyerapan foton oleh molekul pigmen fotosintesis I menyebabkan tereksitasinya

molekul tersebut, menghasilkan eksiton berenergi tinggi yang kemudian ditangkap oleh

molekul P 700. Akibatnya P 700 melepaskan elektron dan memindahkannya ke molekul

penerima elektron pertama P 430. selanjutnya elektron dialirkan melalui deretan molekul

pembawa elektron sampai ke NADP menyebabkan tereduksinya NADP menjadi

NADPH. Dalam proses ini diperlukan dua elektron untuk mereduksi satu molekul NADP . Lepasnya satu elektron dari P700 mengakibatkan berubahnya molekul ini menjadi

bentuk teroksidasinya, P700 yang kekurangan satu elektron. Dengan kata lain terjadinya

satu lubang elektron pada P700. Untuk mengisi lubang ini, satu elektron dialirkan melalui

sederetan molekul pembawa elektron, dari molekul P680 dalam fotosistem II. Dalam hal

ini pengaliran elektron hanya terjadi setelah terlebih dulu terjadi penyinaran terhadap

fotosistem II, yaitu tereksitasinya P680 yang segera melepaskan elektron ke molekul

penerima elektron pertamanya, C550. Ini mengakibatkan teroksidasinya bentuk P680 .

Kekurangan elektron pada P680 dipenuhi dari reaksi oksidasi oksidasi molekul H 2 O

menjadi O 2 . Proses pengangkutan elektron dari H 2 O ke NADP yang didorong oleh

energi matahari ini disebut pengangkutan non siklik (tak mendaur dalam elektron

fotosintesis). Dalam hal ini satu molekul H 2 O melepaskan dua elektron yang diperlukan

untuk mereduksi satu molekul NADP menajdi NADPH, dirangkaikan dengan

pembentuka ATP dari ADP + pi, disebut proses fotofosforilasi.

Persamaan reaksinya adalah:

H 2 O + NADP + ADP + Pi 21 O 2 + H + NADPH + ATP

Energi matahari

Energi pada proses pengangkutan elektron dalam fotosintesis dari H 2 O ke NADP .

Elektron yang telah tereksitasi di fotosistem II selanjutnya dialirkan ke fotosistem I

melalui molekul penerima elektron; sitokrom 559 (sitokrom b 3 = cyt. b 3 ), plastoquinon

(PQ), sitokrom 553 (sitokrom f = cyt.f), plastosianin(PC) dan molekul P700di fotosistem

I. pengankutan elektron dari PQ ke cyt.f dirangkaikan dengan pembentukan ATP dari

ADP+Pi. Sementara itu elektron yang telah tereksitasi difotosistem I, dialirkan berturut-

turut ke molekul substrat feredoksin, feredoksin, feredoksin reduktase, dan akhirnya ke

NADP dimana molekul ini tereduksi menjadi NADPH.

Dalam keadaan tertentu, elektron yang tereksitasi di fotosistem I tidak dialirkan

ke NADP , tetapi kembali ke P700 melalui molekul penerima elektron lainnya, sitokrom

564 (cyt.b 6 ) yang selanjutnya melalui cyt. b 3 dialirkan ke P700 di fotosistem I.

mekanisme pengangkutan elektron ini disebut pengangkutan elektron mendaur dalam

fotosintesis, sedangkan pengangkutan elektron dari H 2 O ke NADP melalui fotosistem I

dan fotosistem II, disebut pengangkutan elektron tak mendaur dalam fotosintesis.

3. Tahap Reaksi Gelap Cahaya: Daur Calvin

Dalam tahap reaksi gelap cahaya ini, energi yang dihasilkan (NADPH dan ATP)

dalam tahap reaksi terang cahaya selanjutnya dipakai dalam reaksi sintesis glukosa dari

FS IFS II

CO 2 , untuk kemudian dipakai dalam reaksi pembentukan senyawa pati, selulosa, dan

polisakarida lainnya sebagai hasil akhir proses fotosintesis dalam tumbuhan.

Jalur metabolisme reaksi pembentukan glukosa dari CO 2 ini merupakan suatu

jalur metabolisme mendaur yang pertama kali diusulkan oleh M.Calvin, disebut daur

Calvin. Dalam tahap reaksi pertamanya 6 molekul CO 2 dari udara bereaksi dengan 6

molekul ribulosa 1,5-difosfat, dikatalis oleh enzim ribulosa difosfat karboksilase,

menghasilkan 2 molekul 3-fosfogliserat melalui pembentukan senyawa antara, 2-karboksi

3-ketoribitol 1,5-difosfat.

Ribulosa 1,5 difosfat 2-karboksi 3-ketoribitol 1,5-difosfat 3-fosfogliserat

Pada tahap reaksi kedua, 12 molekul 3-fosfogliserat diubah menjadi 12 molekul

gliseral dehida 3-fosfat melalui pembentukan 1,3-difosfogliserat, dikatalis oleh enzim

fosfogliserat kinase dan gliseraldehidafosfat dehidrogenase, serta menggunakan 12 ATP

dan 12 NADPH.

ATP ADP NADPH + H NADP

3-fosfogliserat 3-fosfogliseroil fosfat gliseraldehida-3-fosfat

Tahap reaksi ketiga , 12 gliseraldehida 3-P diubah menjadi 3 molekul fruktosa 6-P

dengan melalui pembentukan senyawa dihidroksi aseton fosfat dan fruktosa 1,6 difosfat.

CO 2H 2 O

Fosfogliserat kinase

Gliseraldehida fosfat dehidrogenase

Gambar 4. Daur Calvin: Jalur mendaur metabolisme penambatan CO 2 Reaksi tahap gelap cahaya pada proses fotosintesis.

Gambar 4. diatas menunjukkan ringkasan keseluruhan jalur metabolisme daur

Calvin. Dalam daur ini yang sangat menonjol adalah tahap reaksi penambatan CO 2 ,

reaksi yang menggunakan energi NADPH dan ATP dan reaksi yang menghasilkan

glukosa sebagai hasil akhir.

Dalam reaksi penambatan CO2, ternyata dibutuhkan tiga molekul ATP dan dua

molekul NADPH untukm mereduksi satu molekul CO 2 . Energi matahari yang ditangkap

oleh foto sistem I dan foto sistem II dalam fase terang cahaya diubah menjadi energi

kimia NADPH dan ATP. Kedua macam energi ini kemudian dipakai untuk menjalankan

daur Calvin dengan mendorong tahap reaksi pembentukan gliseraldehida 3-fosfat dan

ribosa 1,5-difosfat serta pelepasan dlukosa dari daur.

C. Metabolisme Karbohidrat

Pada metabolisme karbohidrat pada manusia dan hewan secara umum, setelah

melalui dinding usus halus sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati.

Di dalam hati, monosakarida mengalami sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi

menjadi CO 2 dan H 2 O atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah kebagian

tubuh yang memerlukannya sebagaimana digambarkan pada Gambar 5.

HATI DARAH OTOTglikogen

fruktosa fruktosa

glikogen

galaktosa

glukosa

ATP

piruvat

lipida CO 2 + H 2 O

sterol kolsterol

galaktosa

glukosa

ATP

piruvat

laktat

glukosa

ATP

piruvat

laktat

ATP

CO 2 + H 2 O

Gambar 5. Gambaran Umum Metabolisme Karbohidrat: Hubungan antara hati, darah dan otot.

Sebagian lain monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan

mengalami proses metabolisme lebih lanjut. Karena pengaruh berbagai faktor dan

hormon insulinyang dihasilkan oleh kelenjar pankreas, maka hati dapat mengatur kadar

glukosa dalam darah. Bila kadar glkosa dalam darah meningkat sebagai akibat naiknya

proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat, sintesis glikogen dari glukosa oleh hati

akan naik. Sebaliknya bila kadar glukosa menurun, misalnya akibat latihan olahraga,

glikogern diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami proses katabolisme

menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang dibutuhkan oleh kegiatan

olahraga tersebut

Kadar glukosa dalam darah merupakan faktor yang sangat penting untuk kelancaran

kerja tubuh. Kadar normal glukosa dalam darah adalah 70-90 mg/100 ml. Keadaan dimana kadar

glukosa berada di bawah 70mg/100ml disebut hipoglisemia, sedangkan diatas 90mg/100ml

disebut hiperglisemia. Hipoglisemia yang ekstrem dapat menghasilkan suatu rentetan reaksi

goncangan yang ditunjukkan oleh gejala gemetarnya otot, perasaan lemah badan dan pucatnya

warna kulit. Hipoglisemia yang serius dapat menyebabkan kehilangan kesadaran sebagai akibat

kekurangan glukosa dalam otak yang diperlukan untuk pembentukan energi, sehingga pada

akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Kadar glukosa yang tinggi merangsang pembentukan glikogen dari glukosa,

sintesis asam lemak dan kolesterol dari glukosa. Kadar glukosa antara 140 dan 170

mg/100 ml disebut kadar ambang ginjal, karena pada kadar ini glukosa diekskresi dalam

kemih melalui ginjal. Gejala ini disebut glukosuria yaitu keadaan ketidakmampuan

ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh.

Kadar glukosa dalam darah diatur oleh beberapa hormon. Insulin dihasilkan oleh

kelenjar pankreas menurunkan kadar glukosa dengan menaikkan pembentukan glikogen

dari glukosa. Adrenalin (epineprin) yang juga dihasilkan oleh pankreas, dan glukagon

berperan dalam menaikkan kadar glukosa dalam darah. Semua faktor ini bekerjasama

secara terkoordinasi mempertahankan kadar glukosa tetap normal untuk menunjang

berlangsungnya proses metabolisme secara optimum.

1. Biosintesis dan Perombakan Glikogen

Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses

glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa. Proses kebalikannya, penguraian

glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis juga melibatkan terjadinya kedua

senyawa antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan pada

Gambar 6. Senyawa antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur

pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang

berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.

glikogen

UDP Pi

E 6 E 1

UDP-glukosa glukosa 1-fosfat

E 5

PPi UTP E 2

glukosa 6-fosfat

ADP E 3

E 4

ATP glukosa Pi

Gambar 6. Jalan reaksi glikogenesis dan glikogenolisis. UTP = Uridin Tripospat, ADP = Adenosin Dipospat, (P) = gugus pospat anorganik. UDP-glukosa = Uridin dipospat glukosa. Enzim: E 1 = fosforilase, E 2 = fosfoglukomutase, E 3 = fosfatase, E 4 = glukokinase, E 5 = pirofosforilase, E 6 = glikogen sintetase. PPi = asam piropospat.

2. Glikogenesis

Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6-

fosfat dsari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia berenergi

tinggi. Sedang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. Selanjutnya, dengan

fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat.

ATP ADP

Glukosa glukosa 6-fosfat

heksokinase

fosfoglukomutase

Uridin difosfat UTP uridil transferase glukosa (UDPG) Glukosa 1-fosfat

PPi UTP

Gambar 7. Glikogenesis: pembentukan uridin difosfat glukosa (UDPG) dari glukosa, melalui pembentukan glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat.

Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-

fosfat uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan

pirofosfat (PPi).

Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk

biosintesis disakarida dan polisakarida. Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu,

disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan fruktosa melalui mekanisme biosintesis

tersebut. Dalam hal ini UDP-glukosa abereaksi dengan fruktosa 6-fosfat, dikatalis oleh

sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat yang kemudian dengan enzim sukrosa

fosfatase dihidrolisis menjadi sukrosa.

3. Glikogenolisis

Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat.

Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa,

dan enzimnya adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi

glukosa 6-fosfat oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis)

yaitu fosfoglukomutase.

Glikogen, (glukosa) n

Pi

glikogen fosforilase

Glukosa 1-fosfat + Glikogen, (glukosa) n

fosfoglukomutase

Glukosa 6-fosfat

Gambar 11. Glikogenolisis: penguraian glikogen menghasilkan glukosa 6-fosfat.

Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat.

Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain,

glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak

menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

Glukosa 6-fosfat glukosa + asam fosfat

4. Glikololisis:

Proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Juga disebut jalur metabolisme

Emden-Meyergoff dan sering diartikan pula sebagai penguraian glukosa menjadi piruvat.

Proses ini terjadi dalam sitoplasma. Glikolisis anaerob: proses penguraian karbohidrat

menjadi laktat melalui piruvat tanpa melibatkan oksigen.

Proses penguraian glukosa menjadi CO 2 dan air seperti juga semua proses

oksidasi. Energi yang dihasilkan dari proses penguraian glukosa ini adalah 690 kilo-

kalori (kkal).

glukosa + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O + 690 kkal

Jumlah energi ini sebenarnya jauh lebih besar daripada jumlah energi yang dapat

disimpan secara sangkil dalam bentuk energi kimia ATP yang dihasilkan dalam proses

penguraian tersebut.

Dengan adanya oksigen (dalam suasana aerob), glikolisis menghasilkan piruvat,

atau tanpa oksigen (glikolisis anaerob) menghasilkan laktat. Glikolisis menghasilkan dua

senyawa karbohidrat beratom tiga dari satu senyawa beratom enam; pada proses ini

terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi. Gambar 13 me-nunjukkan proses glikolisis secara

keselurhan.

Glikogen

Uridin difosfat glukosa

Glukosa – 1 - P

Glukosa Glukosa – 6 – P

Ganbar 12. Gambaran Umum Proses Pernafasan Secara Keseluruhan. Glikolisis sampai dengan proses fosforilasi oksidatif

Fruktosa – 6 – p

Fruktosa – 1,6 – di P

Gliseraldehida – 3 – P dihidroksiaseton fosfat

1,3 – d- - P – gliserat

3 – P – gliserat

2 – 2 P – gliserat

fosfoenol piruvat

piruvat

Gambar 13. Glikolisis ( ) dan glikogenesis ( ) secara keseluruhan. Glukogenesis: pembentukan glukosa dari piruvat.

Seperti halnya reaksi dengan glukokinase (reaksi tahap pertama) dan

fosfofruktokinase (reaksi tahap ketiga), reaksi dengan piruvat kinase ini juga merupakan

reaksi yang tidak reversibel, sehingga merupakan salah satu tahap reaksi pendorong

glikolisis.

fosfoenol piruvat

piruvat

fosfoenol piruvat karboksikinase

oksalasetat

Melalui mitokondrion

Piruvat

Oksalasetat

Malat

mitokondria

Piruvat karboksilase

ATP

ADP+Pi

NADH

CO 2

GTP

GDP

CO 2

malat dehidrogenase

Malat

sitoplasma sitoplasma

Gambar 14. Perubahan piruvat menjadi fosfoenol piruvat dengan bantuan mitokondrion.

Reaksi kebalikannya yang merupakan reaksi tahap pertama glukoneogenesis

merupakan suatu reaksi yang kompleksyang melibatkan beberapa enzim dan organel sel

yaitu mitokondrion, yang diperlukan untuk terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi

malat sebelum terbentuknya fosfoenol piruvat. Pada jalan metabolisme in, piruvat

diangkut kedalam mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran

mitokondrion. Selanjutnya piruvat bereaksi dengan CO 2 menghasilkan asam oksalasetat.

Reaksi ini dikatalis oleh piruvat karboksilase (enzim yang terdapat pada mitokondria

tetapi tidak terdapat pada sitoplasma), dan memerlukan koenzim biotin dan kofaktor ion

maggan, serta ATP sebagai sumber energi. Dalam mekanisme reaksinya, biotin (sebagai

gugus biotinil) yang terikat pada gugus lisina dari piruvat karboksilase, menarik CO 2 atau

HCO

3 dalam mitokondrion kemudian mengkondensasikan dengan asam piruvat

( dengan bantuan ATP dan Mn 2 ) menghasilkan asam oksalasetat. Asam oksalasetat

kemudian direduksi menjadi asam malat oleh NADH dan dikatalis malat dehidrogenase.

Asam malat diangkut keluar mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui

membran mitokondrion yang kemudian dioksidasi kembali menjadi asam oksalasetat

oleh NAD dan malat dehidrogenase yang terdapat dalam sitoplasma. Akhirnya

oksalasetat dikarboksilasi dengan CO 2 dan difosforilasi dengan gugus fosfat dari GTP

(guanosin trifosfat, sebagai sumber energi yang khas disamping ATP) dan dikatalis oleh

fosfoenolpiruvat karboksikinase menghasilkan fosfoenolpiruvat. Dengan demikian untuk

mengubah satu molekul piruvat menjadi fosfoenolpiruvat diperlukan energi sebanyak

satu ATP plus satu GTP dan melibatkan paling sedikit empat macam enzim.

Malat dehidrogenase

NAD

NAD

NADH

Dibandingkan dengan reaksi kebalikannya, yaitu perubahan sat molekul fosfoenol piruvat

menjadi piruvat, dihasilkan satu ATP dan melibatkan satu macam enzim saja.

Fosfoenol piruvat piruvat (PEP)

Malat dehidrogenase

sitoplasma

Gambar 15. Perubahan dari fosfoenolpiruvat ke piruvat diluar mitokondrion dan dari piruvat ke fosfoenol piruvat dengan melibatkan mitokondrion

. Dilihat dari keseluruhan, glikolisis terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama

meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi dari glukosa

sampai dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat., yang menggunaka dua molekul ATP tiap

satu molekul glukosa yang dioksidasi. Bagian kedua meliputi tahap reaksi yang

menghasilkan energi (ATP dan NADH) yaitu dari gliseraldehide 3-fosfat sampai dengan

piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan dua molekul NADH dan empat molekul ATP

untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi (atau untuk dua molekul gliseraldehid 3-

fosfat yang dioksidasi). Karena satu molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan

elektron dapat menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap reaksi bagian kedua ini

menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian, keseluruhan proses glikolisis

menghasilkan 10-2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi.

Sebaliknya, untuk mensintesis satu molekul glukosa dari dua molekul piruvat dalam

proses glukoneogenesis diperlukan energi dari 4 molekul ATP, 2 GTP (sebanding dengan 2

ATP) dan 2 NADH (= 6 ATP) atau sebanding dengan 12 molekul ATP.

NAD NADH Malat oksalasetat Malat dehidrogenase

mitokondrion

CO 2Biotin ATP

Piruvat karboksilase

ADP

oksalasetat

Piruvat kinase

Fosfoenolpiruvat karboksikinase

GTP

CO 2

GDP

NADH NAD

5. Glikolisis Anaerob

Dalam keadaan tanpa oksigen respirasi terhenti karena proses pengangkutan

elektron yang dirangkaikan dengan fosforilasi bersifat oksidasi melalui rantai pernafasan

yang menggunakan molekul oksigen sebagai penerima elektron terakhir, tidak berjalan.

Akibatnya jalan metabolisme lingkar asam trikarboksilat (daur Krebs) akan terhenti pula

sehingga piruvat tidak lagi masuk kedalam daur Krebs melainkan dialihkan

pemakaiannya yaitu diubah menjadi asam laktat oleh laktat dehidrogenase dengan NADH

sebagai sumber energinya.

NADH NAD

Piruvat laktat Laktat dehidrogenaseGambar 16. Reaksi perubahan piruvat ke laktat dalam proses fermentasi asam laktat

Dalam hal ini, dua molekul NADH yang dihasilkan oleh reaksi tahap kelima

dalam glikolisis (reaksi dengan gliseraldehida 3-fosfat dehodrogenase) tidak dipakai

untuk membentuk ATP melainkan digunakan untuk reaksi reduksi 2 molekulasam piruvat

menjadi asam laktat. Jadi paad glikolisis anaerob energi yang dihasilkannya hanya 2

molekul ATP saja (Gambar 17). Jumlah ini jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan

energi yang dihasilkan oleh glikolisis aerob yaitu 8 ATP.

.

6. Fermentasi Alkohol

Dalam beberapa jasad renik seperti ragi, glukosa dioksidasi menghasilkan etanol

dan CO 2 dalam proses yang disebut fermentasi alkohol. Jalur metabolisme proses ini

sama dengan glikolisis sampai dengan terbentuknya piruvat. Dua tahap reaksi enzim

berikutnya adalah reaksi perubahan asam piruvat menjadi asetaldehida, dan reaksi

reduksi asetaldehida menjadi alkohol. Dalam reaksi yang pertama piruvat

didekarboksilasi diubah menjadi asetaldehida dan CO 2 oleh piruvat dekarboksilase,

suatu enzim yang tidak terdapat pada hewan.

CO 2

Piruvat asetaldehida Piruvat dekarboksilase

Gambar 17. Metabolisme karbohidrat

Gambar 18. Fermentasi alkohol: reaksi pembentukan asetaldehida dari piruvat dengan enzim Piruvat dekarboksilase.

Reaksi dekarboksilase ini merupakan reaksi yang tak reversibel, membutuhkan

ion Mg 2 dan koenzim tiamin pirofosfat. Reaksi berlangsung melalui beberapa senyawa

antara yang teriakt secara kovalen pada koenzim.

Dalam reaksi yang terakhir dibawah ini, asetaldehid direduksi oleh NADH

dengan enzim alkohol dehodrogenase, menghasilkan etanol. Dengan demikian etanol dan

CO 2 merupakan hasil akhir fermentasi alkohol dan jumlah energi yang dihasilkannya

sama dengan glikolisis anaerob. Yaitu 2 ATP.

NADH + H NAD

Asetaldehida etanol Alkohol dehidrogenase

Gambar 19. Fermentasi alkohol: reaksi hidrogenasi asetaldehida menghasilkan etanol.

7. Perubahan Piruvat Menjadi Asetilkoezim – A

Reaksi oksidasi piruvat hasil glikolisis menjadi asetil koenzim-A, merupakan

tahap reaksi penghubung yang penting antara glikolisis dengan jalur metabolisme lingkar

asam trikarboksilat (daur Krebs). Reaksi yang diaktalisis oleh kompleks piruvat

dehidrogenase dalam matriks mitokondria melibatkan tiga macam enzim (piruvat

dehidrogenase, dihidrolipoil transasetilase, dan dihidrolipoil dehidrogenase), lima macam

koenzim (tiaminpirofosfat, asam lipoat, koenzim-A, flavin adenin dinukleotida, dan

nikotinamid adenin dinukleotida) dan berlangsung dalam lima tahap reaksi. Keseluruhan

reaksi dekarboksilasi ini irreversibel, dengan ∆ G = - 80 kkal per mol.

Piruvat + NAD + koenzim A asetil ko-A + NADh + CO

Reaksi ini merupakan jalan masuk utama karbohidrat kedalam daur Krebs. Tahap

reaksi pertama dikatalis oleh piruvat dehidrogenase yang menggunakan tiamin pirofosfat

sebagai koenzimnya. Dekarboksilasi piruvat menghasilkan senyawa α-hidroksietil yang

terkait pada gugus cincin tiazol dari tiamin pirofosfat. Pada tahap reaksi kedua α-

hidroksietil didehidrogenase menjadi asetil yang kemudian dipindahkan dari tiamin

pirofosfat ke atom S dari koenzim yang berikutnya, yaitu asam lipoat, yang terikat pada

enzim dihidrolipoil transasetilase. Dalam hal ini gugus disulfida dari asam lipoat diubah

menjadi bentuk reduksinya, gugus sulfhidril. Pada tahap reaksi ketiga, gugus asetil

dipindahkan dengan perantara enzim dari gugus lipoil pada asam dihidrolipoat, kegugus

tiol (sulfhidril pada koenzim-A). Kemudian asetil ko-A dibebaskan dari sistem enzim

kompleks piruvat dehidrogenase. Pada tahap reaksi keempat gugus tiol pada gugus lipoil

yang terikat pada dihidrolipoil transasetilase dioksidasi kembali menjadi bentuk

disulfidanya dengan enzim dihidrolipoil dehidrogenase yang berikatan dengan FAD

(flavin adenin dinukleotida). Akhirnya (tahap reaksi kelima) FADH (bentuk reduksi dari

FAD) yang tetap terikat pada enzim, dioksidasi kembali oleh NAD (nikotinamid adenin

dinukleotida) manjadi FAD, sedangkan NAD berubah menjadi NADH (bentuk reduksi

dari NAD ).

8. Pengaturan Dekarboksilasi Piruvat

Telah diketahui bahwa di samping mengandung tiga macam enzim tersebut di ats,

kompleks enzim piruvat dehidrogenase juga mempunyai dua macam enzim yang terdapat

dalam sub unit pengaturnya, yaitu piruvat dehidrogenase kinase dan piruvat

dehidrogenase fosfatase. Kedua enzim ini berperan dalam mengatur laju reaksi

dekarboksilasi piruvat dengan cara mengendalikan kegiatan subunit katalitiknya pada

kompleks enzim piruvat dehidrogenase itu sendiri.

Pengaturan kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase berlangsung sebagai

berikut:

Piruvat + ko-A asetil ko-A + CO

Subunit katalik kompleks piruvat dehidrogenase (aktif)

Kompleks piruvat dehidrogenase dengan subunit katalitiknya yang terfosforilasi(tak aktif)

Piruvat dehidrogenase(bagian dari subunit pengatur)

Piruvat dehidrogenase fosfatase ( bagian dari sub unit pengatur), Ca

ADP

Pi

Gambar 20. Mekanisme pengaturan kegiatan enzim kompleks piruvat dehidrogenase.

Bila jumlah ATP yang dihasilkan oleh daur krebas dan fosforilasi bersifat

oksidasi terlalu banyak, keseimbangan reaksi akan berjalan kebawah (laju reaksi

fosforilasi sub unit katalitik kompleks piruvat dehidrogenase bertambah besar) sehingga

kegiatan kompleks piruvat dehidrogenase terhambat dan menjadi tidak aktif. Hal ini

menyebabkan terhentinya reaksi pembentukan asetil ko-A dari piruvat. Akibatnya,

jumlah asetil ko-A yang diperlukan untuk daur Krebs akan berkurang sehingga laju reaksi

daur Krebs terhambat dan produksi ATP terhenti. Sebaliknya jika jumlah ADP banyak

(ATP sedikit), keseimbangan reaaksi didorang ke atas (laju reaksi defosforilasi kompleks

piruvat dehidrogenase bertambah besar) sehingga kegiatan kompleks piruvat

dehidrogenase bertambah. Akibatnya, reaksi dekarboksilasi piruvat menjadi asetil ko-A

naik, sehingga laju reaksi daur Krebs bertambah besar dan produksi ATP bertambah

banyak.

10. Jalur Metabolisme Daur Asam Trikarboksilat Jalur metabolisme daur asam trikarboksilat (asam sitrat) pertama diketemukan

oleh Krebs (1937). Oleh karena itu, jalur ini disebut pula daur Krebs. Jalur daur ini merupakan ajlur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.Lemak karbohidrat protein

Asam lemak glukosa asam amino

Asetil ko-A asetil ko-A asetil ko-AΑ-ketoglutaratOksalasetatfumarat

Gambar 21. Daur asam trikarboksilat (Krebs) sebagai bagian utama metabolisme penghasil energi.

Asetil ko-A (sebagai hasil katabolisme lemak dan karbohidrat), oksalasetat, fumarat, dan α-ketoglutarat (sebagaihasil katabolismeasam amino dan protein), masuk kedalam daur Krebs untuk selanjutnya dioksidasi melalui beberapa tahap reaksi yang kompleks menjadi CO , HOdan energi ATP. Kegiatan daur asam tri karboksilat terdapat dalam sel hewan, tumbuhan, dan jasad renik yang aerob dan merupakan metabolisme penghasil energi yang utama. Jasad yang anaerob tidak menggunakan metabolisme daur ini sebagai penghasil energinya.

Daur Krebs dan ramntai pernafasan

CO + H O ATP

Asetil ko-A

suksinat

isositratfumarat

Cis-akonitatmalat

Sitratoksaloasetat

α-ketoglutarat oksalosuksinat

CoASH

NADNADHCOCONADNADH

FADH

FAD

NADH

NAD

Gambar 22. Ringkasan keseluruhan daur asam trikarboksilat atau daur Krebs.Daur Krebs merupakan bagian rangkaian proses pernafasan yang panjang dan

kompleks, yaitu oksidasi glukosa menjadi CO dan H O serta produksi ATP. Proses pernafasan terdiri dari 4 tahap utama: 1) glikolisis (oksidasi glukosa menjadi piruvat), 2) konversi piruvat ke asetil ko-A, 3) daur Krebs dan 4) proses pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dirangkaikan degan sintesis ATP dari ADP = Pi melalui proses fosforilasi bersifat oksidasi.

Didalam sel eukariota, metabolisme asam trikarboksilat berlangsung didalam mitokondrion. Sebagian enzim dalam metabolisme ini terdapat di dalam cairan matriks dan sebagian lagi terikat pada bagian dalam membran mitokondrion.

11. Energi yang Dihasilkan oleh Glikolisis dan DAur Asam Trikarboksilat

Dari pembahasan tentang daur asam trikarboksilat sebelumnya, ternyata terdapat

dua tahap reaksi yang masing-masing menghasilkan satu molekul CO ; tiga reaksi

menghasilkan NADH; satu reaksi menghasilkan GTP; satu reaksi menghasilkan FADH .

Satu molekul GTP dapat menghasilkan satu molekul ATP. Dalam proses

pengangkutan elektron melalui rantai pernafasan yang dikaitkan dengan fosforilasi

bersifat oksidasi, satu molekul NADH dan satu FADH masing-masing menghasilkan 3

dan 2 molekul ATP. Dengan demikian oksidasi satu molekul asetil ko-A dalam daur

Krebs menghasilkan (3 x 3 + 2 x 1 + 1) ATP = 12 ATP.

Asetil ko-A

3 NADH Rantai pernafasan(respirasi)

9 ATP

Ko-A

Gambar 23. Jumlah energi (ATP) yang dihasilkan oleh daur Krebs.

Bila proses oksidasi itu dimulai dari piruvat, jumlah molekul ATP yang dihasilkan

adalah 12 + 3 = 15untuk setiap molekul piruvat (pembentukan satu molekul asetil ko-A

dari satu molekul piruvat menghasilkan satu molekul NADH).

Oksidasi satu molekul glukosa melalui glikolisis menjadi dua molekul piruvat,

menghasilak 8 ATP. Dengan demikian oksidasi sempurna satu molekul glukosa menjadi

CO + H O menghasilkan 2 x 15 + 8 = 38 ATP.

Glukosa

2 piruvat

2 asetil ko-A

CO + H O

Gambar 42. Jumlah energi (ATP) yang dihasilka oleh glikolisis dan daur Krebs.

D. Metabolisme Protein

1 FADH

1 GTP

2 ATP

1 ATP

12 ATP

Daur Krebs

8 ATP

2 x 3 = 6 ATP

2 x 12 = 24 ATP

38 ATP

Nama protein pertama kali diusulkan oleh ahli kimia Swedia, Berzelius. Protein

berasal dari bahasa Yunani, protios, yang berarti bahan penyokong yang pertama.

Protein merupakan komponen utama dalam semua sel hidup. Fungsi utamanya

sebagai unsur pembentuk styruktur sel, misalnya dalam rambut, wol, kolagen, jaringan

penghubung, membran sel dan lain-lain. Selain itu dapat pula berfungsi sebagai protein

yang aktif seperti enzim yang berperan sebagai katalisator segala proses biokimia dalam

sel. Protein aktif selain enzim yaitu hormon, hemoglobin, protein yang terikat pada gen,

toksin, anti bodi atau anti gen dan lain-lain.

Protein adalah rangkaian atau polimer dari sejumlah asam amino. Asam amino

adalah molekul organik kecil yang pada umumnya terbuat dari karbon, hidrogen, oksigen,

dan nitrogen. Protein dibuat dari suatu pool yang terdiri dari 20 asam amino yang

berbeda. Ratusan atau ribuan asam amino dirangkai dengan suatu urutan tertentu untuk

membentuk rantai asam amino.

Fungsi protein dimungkinkan karena struktur tiga dimensinya yang unik. Dengan

strukturnya yang unik suatu molekul protein dapat melakukan interaksi dengan molekul

lainnya sehinnga dapat berfungsi sebagai molekul pengatur dalam suatu ekspresi gen atau

transmisi genetik menjadi fenotipik. Jadi, suatu protein sangat tergantung pada

kemampuannya untuk mengikat atau berpasangan dengan molekul lainnya untuk

menjalankan fungsinya. Kemampuan tersebut ditentukan oleh struktur tiga dimensinya.

Bila asam amino dirakit menjadi suatu rantai protein, rantai tersebut segera

melipat membentuk suatu struktur yang secara energetik paling relaks atau yang

bentuknya paling stabil. Bentuk yang secara energetik paling stabil ditentukan oleh

interaksi tiap-tiap asam amino yang membentuk protein tersebut. Oleh karena itu, jenis

asam amino dan urutannya dalam rantai protein akan menentukan struktur tiga dimensi

molekul protein yang terbentuk. Urutan asam amino dalam suatu rantai protein sangat

penting menentukan fungsi protein tersebut. Dengan 20 macam asam amino yang

berbeda, diperoleh jumlah dan urutan yang berbeda-beda sehingga dihasilkan protein-

protein unik yang hampir tidak terbatas jumlahnya. Keragamn ini sangat menguntungkan

mengingat berbagai ragam fungsi yang dilakukan oleh protein.

Semua organisme merupakan kumpulan dari sejumlah protein dan segala

aktivitasnya. Fungsi protein tergantung pada struktur tiga dimensinya, yang pada

gilirannya ditentukan oleh sekuen asam amino penyusun protein tersebut. Jadi, DNA

menentukan karakteristik suatu organisme karena DNA menentukan sekuen asam amino

dari semua protein pada suatu organisme.

DNA mengandung sandi genetik untuk tiap asam amino yang ditampilkan

masing-masing dari sekuen tiga pasang basa. Ketiga basa (triplet) ini disebut kodon.

Urutan kodon pada suatu sekuen DNA mencerminkan urutan asam amino yang akan

dirakit menjadi suatu rantai protein. Satu bagian sekuen DNA lengkap yang mampu

menentukan sekuen asam amino suatu protein atau molekul r RNA dan tRNA disebut

gen, yaitu satuan hereditas yang didefinisikan oleh para ahli genetika klasik. Semua gen

dan sekuen DNA yang dimiliki oleh suatu organisme disebut genom.

Gambar 24. Sekuen DNA menentukan sekuen asam amino pada protein yang terbentuk.

1. Sintesis Protein

Proses sintesis protein dari sandi genetik melibatkan beberapa langkah. DNA

pada dasarnya adalah penyimpan informasi yang pasif, mirip denga cetak biru (blue

print) untuk denah rumah. Aktivitas pembuatan protein terjadi pada suatu situs khusus

G C A C T A G G A

C G T G A T C C T

DNA

5’

3’ 5’

3’

Ala Leu

AlaProtein

Asam amino

dalam sel yang disebut ribosom. Oleh karena itu, langkah pertama dalam sintesis protein

adalah menyampaikan informasi dari DNA ke ribossom. Untuk melakukan hal ini enzim-

enzim seluler membuat salinan kopi gen sehinnga dapat dibaca oleh ribosom. Salinan

kopi gen ini disebut RNA duta (messennger RNA = mRNA). mRNA membawa sandi

genetik yang dipakai langsung untuk sintesis protein di ribosom. Tahap ini disebut

dengan tahp transkripsi. Dalam tahap berikutnya kodon pada mRNA harus dapt

dikorelasi dengan asam amino yang seharusnya. Tahapan ini dilakukan molekul RNA

lain, yaitu RNA transfer, (transfer RNA = tRNA) yang dikenal dengan tahap translasi.

Akhirnya asam amino harus disambungkan untuk membentuk rantai protein fungsional

(tahap sintesis). Ribosom yang terdiri dari RNA dan protein, melakukan fungsi tersebut.

Bila rantai protein sudah lengkap, suatu tanda berhenti (stop sign) mempengaruhi

ribosom sehingga ribosom melepas protein baru tersebut ke dalam sel.

a. Transkripsi.

Transkripsi adalah sintesis RNA secara enzimatik dengan menggunakan

DAN sebagai cetakan. Untuk transkripsi suatu gen, hanya salah satu rantai DNA yang

digunakan sebagai cetakan atau templat. Transkripsi dikatalis oleh enzim RNA

polimerase. Sintesis RNA selalu bergerak ke satu arah, yaitu dari ujung 5’ ke ujung 3’

dari molekul RNA.

Untuk menginisiasi transkripsi, RNA polimerase berikatan pada suatu daerah di

DNA yang disebut promoter. Promoter terletak disebelah hulu (ke arah5’) dari gen.

Perbedaan urutan nukleotida dari promoter berbagai gen menyebabkan perbedaan tingkat

efisiensi dan regulasi dari inisiasi transkripsi gen-gen tersebut.

Setelah RNA polimerase terikat pada promoter DNA, kedua rantai DNA

dipisahkan dan RNA polimerase memulai sintesis RNA di tempat inisiasi. Tempat ini

disebut sebagai posisi +1. RNA polimerase menambahkan ribonukleotida ke ujung 3’dari

rantai RNA yang sedang disintesis. Hal ini dilakukan dengan bergerak dari ujung 3’ ke

arah 5’ dari rantai DNA cetakan., sambil memisahkan bagian rantai ganda DNA yang

dilaluinya. Dengan demikian ribonukleotida dapat berpasangan dengan DNA cetakan dan

ditambahkan pada ujung 3’ RNA dengan pembentukan ikatan fosfodiester. Heliks ganda

akan terbentuk kembali setelah RNA polimerase lewat.

T A C G

A T G C

Transkripsi

5’ U A C G 3’

Gambar 25. Struktur gen

b.Translasi.

Translasi merupakan proses sintesis protein di dalam sel. Sebelum sintesis protein

dimulaio, setiap jenis tRNA berikatan dengan asam amino spesifik. Reaksi ini dikatalis

oleh enzim aminoasil tRNA sintetase bersama dengan ATP, sehingga terbentuk aminoasil

tRNA. Pada tRNA terdapat antikodon yang akan berpasangan dengan kodon yang

terdapat pada mRNA. Setiap macam aminoasil tRNA sintetase akan menggabungkan

asam amino tertentu pada tRNA yang spesifik. Pada tRNA inisiator, tRNA terikat pada

asam amino metionin yang termodifikasi, yaitu N-formilinetionin. Proses sintesis protein

terdiri dari tiga tahap yaitu:

Inisiasi : proses penempatan ribosom pada suatu molekul mRNA

Elongasi : proses penambahan asam amino

Terminasi : proses pelepasan protein yang baru disintesis

Pada sintesis protein sel prokariot, prosaes inisiasi memerlukan sub unit kecil

(30S) dan sub unit besar (50S) ribosom, mRNA, tiga faktor inisiasi (IF , IF dan IF ) dan

GTP. IF dan IF mula-mula terikat pada sub unit kecil ribosom, kemudian IF dan GTP

bergabung. Kompleks sub unit kecil ini terikat pada mRNA di tempat pengikatan

ribosom yang terletak 8 – 13 nukleotida sebelum hulu kodon inisiasi Aug kemudian

Promoter Terminator Daerah yang ditranskripsi

5’

3’

DNA

RNA

bergerak sepanjang mRNA ke arah hilir sampai menemukan kodon inisiasi. Setelah

pengikatan sub unit kecil ribosom pada kodon inisiasi, tRNA inisiator dapat terikat pada

kodon inisiasi dan melepaaskan IF sehingga terbentuk kompleks inisiasi 30S,

melepaskan IF , IF , GDP dan fosfat sehingga terbentuk inisiasi 70S.

Proses elongasi melibatkan tiga faktor elongasi (EF – Tu, EF – Ts, EF – G0,

GTR, aminoasil tRNA dan kompleks inisiasi 70 S. Proses elongasi terdiri dari tiga tahap:

Aminoasil tRNA membentuk kompleks denagn EF-Tu dan GTP, terikat pada “A-

site” di ribosom dengan melepaskan EF-Tu – GDP. EF-Tu – GTP dapat berubah

lagi menjadi EF-Tu – GTP dengan bantuan EF-Ts dan GTP.

Enzim transferase peptidil yang terdapat pada ribosom membenyuk ikatan peptida

antara dua asam amino yang berdampingan.

Enzim translokase (EF-G) dengan energi GTP menggerakkan ribosom sejauh satu

kodon sepanjang mRNA sehingga tRNA pada “P-site” lepas dan tRNA pada “A-

site” pindah ke “P-site”.

Proses elongasi rantai peptida berjalan terus sampai ribosom mencapai suatu kodon stop.

Proses terminasi melibatkan tiga faktor pelepas (“release faktor”, RF , RF dan

RF ). RF atau RF dapat mengenal kodon stop dan denagn bantuan RF menyebabkan

trasnsferase peptidil melepaskan rantai polipeptida dari tRNA. Faktor-faktor pelepas

membantu pelepasan kedua sub unit ribosom dari mRNA.

2. Ciri-ciri Molekul Protein

Beberapa ciri utama molekul protein yaitu:

berat molekulnya besar, yang merupakan suatu makromolekul

umumnya terdiri dari 20 macam asam amino, yang membentuk suatu rantai

polipeptida yang berikatan satu dengan yang lain. Ikatan peptida merupakan ikatan

antara α-karboksil dari asam amino yang satu dengan gugus α-amino dari asam amino

yang lainnya.

terdapatnya ikatan kimia yang lain yang menyebabkan terbentuknya lengkungan-

lengkungan rantai polipeptida menjadi struktur tiga dimensi protein. Sebagai contoh

misalnya ikatan hidrogen dan ikatan hidrofob.

strukturnya tidak stabil terhadap beberapa faktor seperti pH, radiasi, temperatur,

dan sebagainya

umumnya reaktif dan sangat spesifik, yang disebabkan terdapatnya gugus

samping yang reaktif dan susunan khas struktur makromolekulnya.. bberapa gugus

samping yang biasa terdapat diantaranya gugus kation, anion, hidroksil aromati,

hdroksil alifatik, amin, amida, tiol, dan gugus heterosiklik

3. Klasifikasi Asam Amino

Berdasarkan sifat kekutuban (polarity) gugus R, asam amino dibagi menjadi 4

golongan yaitu:

1. asam amino dengan gugus R yang tak mengutub. Golongan ini terdiri dari 5 asam

amino yang mengandung gugus R alifatik (alanin, lesin, isolesin, valin, dan prolin), 2

dengan R aromatik (fenilalanin dan triptofan), dan 1 mengandung atom sulfur

(metionin).

2. asam amino dengan gugus R mengutub tak bermuatan. Lebih mudah larut dalam

air karena gugus R mengutub dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air.

Kekutuban serin, treonin, dan tirosin disebabkan oleh gugus hdroksil, asparagin dan

glutamin oleh gugus amida, dan sistein oleh gugus sulfhidril (-SH).

3. asam amino dengn gugus R bermuatan negatif (asam amino asam). Golongan ini

bermuatan negatif pada pH 6,0-7,0 dan terdiri dari asam aspartat dan asam glutamat

yang masing-masing mempunyai dua gugus karboksil.

4. asam amino dengan gugus r bermuatan positif (asam amino basa). Golongan asam

amino ini bermuatan positif pada pH 7,0 yang terdiri dari lisin, arginin yang

mengandung gugus basa lemah.

4. Sifat Asam Basa Asam Amino

Di dalam larutan netral asam amino selalu ada dalam bentuk ion berkutub

(zwtterion) yang dapat ditunjukkan dengan konstanta elektrik dan momen dwikutub yang

tinggi karena adanya pemisahan muatan positif dan negatif dalam bentuk ion

berdwikutub.

Semua asam amino yang didapat barasal dari hidrolisis protein kecuali glisin,

memiliki sifat aktif optik yaitu dapat memutar bidang polarisasi cahaya bila diperiksa

dengan polarimeter. Reaksi khas asam amino disebabkan oleh adanya gugus α-karboksil,

α-amino dan gugus yang terdapat pada rantai samping (R).

5. Struktur dan Sifat Peptida

Peptida mengandung 2,4 atau 4 asam amino, sehingga dapat disebut dipeptida,

tripeptida, dst. Peptida didapatkan dari hidrolisis rantai panjang protein. Peptida

mempunyai pH isoelektrik. Reaksi kimia peptida disebabkan oleh adanya gugus ujung

NH2 dan –COOH, dan gugus R yang dapat berionisasi.

Penamaan peptida didasarkan pada komponen asam aminonya. Urutan dimulai

dar rantai N-ujung. Uji peptida ini dapat dilakukan dengan uji buret, yaitu reaksi yang

terjadi antara peptida atau protein dengan CuSO4 dan alkali,yang menghasilkan warna

ungu. Pemisahan atau analisis peptisa biasa dikerjakan dengan kromatografi penukar –

ion atau elekrtroforesis kertas.

6. Analisis Asam Amino pada Peptida

Penentuan urutan asam amino dapat dlakukan dengan cara Hidrolisis sempurna.

Hidrolisis dengan HCl 6N pada suhu 100 -120 celcius selama 10 - 24 jam memeberikan

hasil terbaik, kecuali pada triptopan yang mengalami kerusakan pada suasana asam kuat,

juga gugus amida pada glutamin dan asparagin akan pecah menghasilkan asam glutamat,

asam aspartat, dan ion amoninum.

Banyaknya amonia pada hidrolisat dapat ditentukan untuk mengetahui kadar

amida yang terdapat pada protein. Hidrolisis dengan alkali menyebabkan kerusakan pada

sistein, sistin, serin dan treonin.

Penentuan urutan asam amino dalam Polipeptida didasarkan pada cara sanger untuk

penentuan urutan asam amino dalam protein insulin yang bebas dari kontaminasi.

Cara bertingkat yang dilakukan sebagai berikut:

1. penentuan asam amino C-ujung dan asam amino N-ujung.

2. pemutusan rantai plipeptida menjadi fragmen peptida dengan rantai yang lebih

pendek dengan enzim tripsin fragmen peptida. Kemudian fragmen tersebut

dipisahkan satu dari yang lain dengan cara elektroforesis atau kromatografi. Tiap

fragmen peptida dihidrolisis sempurna dan asam amino ditentukan.

3. asam amino C-ujung dan asam amino N-ujung tiap fragmen peptida yang didapat

dari no 2 ditentukan, sehingga urutan asam amino tiap fragmen peptida (dipeptida

atau tripeptida) dapat ditentukan.

4. fragmen peptida yang lebih panjang dari tripeptida, ditentukan urutan asam amino

dengan cara edman, yaitu dengan pereaksi fenilisotisianat.

5. diambil polipeptida asal dan pemotongan rantai menjadi fragmen diulangi lagi,

tetapi dengan mempergunakan enzim lain, misalnya kimotripsin atau pepsin.

Kimotripsin menghidrolisis ikatan peptida yang gugus karboksilnya berasal dari asam

amino fenilalanin, triptofan atau tirosin. Pepsin menghidrolisis ikatan peptida yang

gugus aminonya berasal dari asam amino fenilalanin, triptofan, tirosin, lesin, asam

aspartat, asam glutamat.

6. Dibandingkan komposisi asam amino dan asam amino N-ujung serta C-ujung dari

fragmen yang dihasilkan kedua cara hidrolisis tersebut, maka urutan yang benar sisa

asam amino dalam polipeptida asal dapat ditentukan.

7. Organisasi struktur protein

Struktur tiga dimensi protein dapat dijelaskan dengan mempelajari tingkat

organisasi struktur yaitu struktur primer, sekunder, tersier dan kuartener.

a. Struktur primer

Struktur primer protein ditentukan oleh ikatan kovalen antara residu asam amino

yang berurutan yang membentuk ikatan peptida.Struktur primer dapat digambarkan

sebagai rumus bangun yang biasa ditulis untuk senyawa organik.Untuk mengetahui

struktur primer protein diperlukan cara penentuan bertingkat yaitu:

1.Penentuan jumlah rantai polipeptida yang berdiri sendiri dari protein

2.Pemutusan ikatan antara rantai polipeptida yang satu dengan lainnya.

3.Pemisahan masing-masing rantai polipeptida

4.Penentuan urutan asam amino dari masing-masing rantai polipeptida dengan cara

sanger.

b. Struktur sekunder

Struktur ini terjadi karena ikatan hidrogen antara atom O dari gugus karbonil (C=O)

dengan atom H dari gugus amino (N-H) dalam satu rantai pilipeptida,memungkinkan

terbentuknya konfirasi spiral yang disebut Struktur helix.Rantai paralel yang berkelok-

kelok disebut konfirmasi –ß,rantai dihubung silangkan oleh ikatan hidrogen sehingga

membentuk suatu struktur yang disebut lembaran berlipat-lipat.Struktur polipeptida

dalam protein serabut pada rambut dan wol berbentuk spiral yang berarah putar kekanan.

Yang disebut dengan ð-helix,sedang yang berkelok-kelok disebut ß-kerotin.

c. Struktur tersier

1. Struktur tersier terbentuk karena terjadinya perlipatan (folding) rantai ð-

helix,konformasi ß,maupun gulungan rambang suatu polipeptida,membentuk

protein glubular,yang struktur tiga dimensinya lebih rumit daripada protein

serabut.

2. Kemantapan struktur tersier suatu molekul protein selain disebabkan oleh ikatan

kovalen seperti ikatan peptida dan ikatan disulfida juga oleh ikatan tak-kovalen

yang menunjangnya yaitu yang menyebabkan terjadinya pelipatan tersebut.

d. Struktur kuartener

Sebagian besar protein berbentuk globular yang mempunyai berat molekul lebih dari 50

ribu merupakan suatu obligomer,yang terjadi dari beberapa rantai polipeptida yang

terpisah yang disebut juga dengan protomer yang saling mengadakan interaksi

membentuk struktur kuartener dari proteina obligomer tersebut.

E. Metabolisme Lemak

Lemak atau lipid terdapat pada semua bagian tubuh manusia terutama pada

bagian otak, mempunyai peran yang sangat penting dalam proses metabolisme secara

umum. Sebagian lipid jaringan tersebar sebagai komponen utama membrane sel dan

berperan mengatur jalannya metabolisme di dalam sel.

Beberapa peranan biologi yang penting dari lipid adalah sebagi berikut:

Komponen struktur membran

Lapisan pelindung paad beberapa jasad

Bentuk energi cadangan

Komponen permukaan sel yang berperan dalam proses interaksi antara sel dengan

senyawa kimia di luar sel, seperti dalam proses kekebalan jaringan

Sebagai komponen dalam proses pengangkutan melalui membran.

1. Biosintesis Asam Lemak

Biosintesis asam lemak sebagai bagian dari biosintesis lipida adalah suatu proses

metabolisme yang penting dalam jasad hidup. Hal ini benar jika diingat jaringan hewan

mempunyai kemampuan terbatas untuk menyimpan energi dalam bentuk karbohidrat.

Dalam hal ini sebagian dari polisakarida dirombak melalui proses glikolisis menjadi

asetil ko-A, yang merupakan prazat untuk biosintesis asam lemak dan triasilgliserol.

Senyawa lipid ini mempunyai kandungan energi yang lebih tinggi bila dibandingkan

dengan karbohidrat dan dapat disimpan sebagai cadangan energi yang besar di dalam

jaringan lemak. Di dalam tumbuhan, senyawa lipid disimpan sebagai cadangan energi

yang cukup besar di dalam biji dan buah.

Biosintesis asam lemak dari asetil ko-A terjadi di hampir semua bagian tubuh

hewan, terutama di dalam jaringan hati, jaringan lemak dan kelenjar susu. Biosintesis ini

berlangsung dalam sitoplasma, membutuhkan asam sitrat sebagai kofaktor dan

membutuhkan CO sebagai factor pembantu dalam mekanisme pemanjangan rantai asam

lemak, meskipun CO tidak tergabung ke dalam asam lemak tersebut.

Berikut ini merupakan reaksi keseluruhan dari biosintesis asam lemak:

a. Tahap penggantian asetil Co-A. Pembentukan malonil-Co-A.

Asetil-SCoA biotin HOOC-CH -CO-SCoA

Asetil Co-A karboksilase Malonil - CoA

b. Tahap pemanjangan rantai secara kontinu (proses de novo)

7 malonil – CoA 7 malonil – S – ACP

ADP +PiCOATP

ACP - SH CoA - SH

CoA - SHACP - SH

asetil – CoA asetil – S – ACP palmitoil – S - ACP

c. Pemanjangan rantai secara tahap demi tahap

Palmitoil – ScoA steroil – ScoA dan seterusnya

Gambar 26. Ketiga tahap utama mekanisme biosintesis asam lemak

2. Katabolisme Asam Lemak

Asam lemak adalah suatu senyawa yang terdiri dari rantai panjang hidrokarbon

dan gugus karboksilat yang terikat pada ujungnya. Asam lemak mempunyai dua peranan

fisiologi yang penting. Pertama, sebagai satuan pembentuk fosfolipid dan glikolipid yang

merupakan molekul amfipatik sebagai komponen mmbran biologi.

a. Oksidasi asam lemak: oksidasi beta.

Asam lemak mempunyai peran yang sangat penting sebagai sumber pembentuk energi

dalam tumbuhan dan hewan. Sebagian besar dari padanya disimpan dalam bentuk

senyawa trigliserida di dalam sel. Sebagian besar asam lemak bebas yang mengalami

katabolisme berasal dari proses hidrolisis trigliserida oleh enzim lipase yang terdapat di

dalam sel jaringan lemak. Asam lemak ini dikeluarkan dari sel, berikatan dengan serum

albumin yang kemudian bersama aliran darah dibawa ke jaringan lainnya di dalam tubuh

untuk selanjutnya mengalami oksidasi. Dalam hal ini asam lemak yang masuk ke

jaringan lebih dulu dipergiat dengan perantaraan enzim di dalam sitoplasma, baru

kemudian dapat dimasukkan ke dalam mitokondrion untuk selanjutnya mengalami proses

oksidasi menghasilkan energi yang dipakai untuk segala kegiatan dalam tubuh yang

memerlukan energi.

Kompleks enzim sintetase asam lemak

CoA - SH

ACP - SH

Palmitoil - SCoAAsetil - SCoA Asetil - SCoA

Oksidasi sempurna asam lemak berantai panjang di dalam semua sel jaringan

hewan mamalia, kecuali di dalam sel otak, menghasilkan CO dan H O sebagai hasil

akhir. Dalam keadaan tertentu oksidasi asam lemak dalam sel otak menghasilkan asam β-

hidroksibutirat. Kelincahan gerak, penyebaran, dan oksidasi asam lemak yang terjadi di

dalam tubuh berlangsung secara terpadu dengan proses metabolisme karbohidrat dan

diatur oleh sistem hormon endokrin yang rumit.

Asam lemak asil asam lemak koenzim – A

(2)

Enoil – CoA

(3)

Hidroksi asil – CoA

(4)

Tahap reaksi (2) sampai dengan (5) diulangi terus sampai seluruh rantai asam lemaknya dioksidasi menjadi asetil CoA

ATP CoASH

AMP PPi

FAD

FADH

H O

NAD

H + NADH

Asil asam lemak dehidrogenase

Enoil hidrase

β-hidroksiasil dehidrogenase

(1)

Ketoasil – CoA

(5)

Gambar 27. Proses β-oksidasi asam lemak.

BIOTEKNOLOGI

A. Definisi Bioteknologi

Istilah bioteknologi pertama kali dikemukakan oleh Karl Ereky, seorang insinyur

dari Hongaria. Pada tahun 1917 istilah bioteknologi digunakan untuk mendiskripsikan

produksi babi dalam skala besar dengan menggunakan bit gula sebagai sumber pakannya.

Sampai tahun 1970 bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia

(biochemikal enginering) dan pada umumnya perkuliahan yang berhubungan dengan

bioteknologi juga diberikan oleh Jurusan Rekayasa Kimia atau Rekayasa Biokimia.

Bioteknologi merupakan teknologi yang menggunakan organisme hidup atau

bagian-bagiannya untuk memenuhi berbagai kebutuhan manusia. Dengan kata lain,

Asil asam lemak CoA dengan rantai dua atom karbon lebih pendek dari pada asil asam lemak – CoA semula

CoASH

Asetil CoA

Tiolase

bioteknologi merupakan penggunaan organisme atau sistem hidup untuk memecahkan

suatu masalah atau untuk menghasilkan produk yang berguna.

B. Bioteknologi Klasik dan Bioteknologi Modern

Selama beribu-ribu tahun kita telah menggunakan mikroba seperti khamir dan

bakteri untuk membuat produk-produk yang berguna seperti roti, anggur, keju, toghurt,

tempe dan nata de coco. Produk-produk makanan dan minuman tersebut termasuk hasil

dari bioteknologi klasik.

Bioteknologi modern dimulai dengan produksi bahan kimia dalam skala besar

dengan menggunakan mikroorganisme. Bioteknologi modern telah berkembang secara

pesat sejak munculnya teknik-teknik biologi molekul (teknologi DNA rekombinan),

sehingga manusia dapat mengotak-atik susunan genetik dari mahluk hidup.

Dengan munculnya teknik-teknik biologi molekul inilah, bioteknologi dikatakan

merupakan suatu terobosan teknologi yang revolusioner. Selama periode tahun 1960-an

sampai tahun 1970-an, pengetahuan kita tentang biologi sel dan molekuler sampai pada

suatu titik yang memungkinkan kita untuk memanipulasi suatu organisme ditaraf seluler

atau molekuler. Memanipulasi suatu organisme untuk kepentingan umat manusia

bukanlah suatu hal yang baru, yang baru adalah bagaimana melakukan manipulasi

tersebut.

Gambar 28. Penemuan struktur DNA tahun 1953 sebagai pembuka perkembangan bioteknologi molekuler oleh James Watson dan Francis Crick.

Sebelumnya, kita menggunakan suatu organisme utuh tetapi sekarang

menggunakan sel-sel dan molekul organisme tersebut. Sebelumnya kita melakukan

manipulasi tanpa mengetahui mekanisme yang mendasari manipulasi tersebut. Cara

manipulasi kita sulit diprediksi hasilnya. Tetapi kita sekarang mengerti manipulasi yang

kita lakukan pada taraf yang paling mendasar aitu pada taraf molekuler atau gen. Oleh

karena itu, kita dapat memprediksi pengaruh manipulasi yang dilakukan dan

mengarahkan perubahan yang diinginkan dengan tingkat ketepatan yang tinggi.

C. Perkembangan Bioteknologi

Bioteknologi sudah ada sejak 10.000 tahun yang lalu. Mikroorganisme sudah

digunakan orang dalam pembuatan bir, cuka, yoghurt, dan keju. Pada zaman romawi,

anggur sudah dikenal orang. Pembuatan bahan kimia pertama dengan menggunakan

mikroorganisme dilakukan pada abad ke-14, yaitu pada pembuatan etanol. Industri

fermentasi modern dikenal sejak perang dunia I, yaitu produksi dalam skala besar

berbagai bahan kimia, seperti gliserol dengan menggunakanm ragi, aseton-butanol

dengan menggunakan bakteri Clostridium acetobutilicum dan asam sitrat dengan

menggunakan jamur Aspergillus niger. Fermentasi semi kontinu mulai dikenal selama

perang dunia II. Perang dunia II memicu orang untuk meningkatkan produksi anti bioik

penisilin. Produksi penisillin berhasil ditingkatkan dengan memperbaiki galur jamur yang

digunakan dan mengembangkan teknologi fermentasi dalam skala besar. Pencarian

antibiotik lain dari berbagai mikroorganisme lain juga terus dilakukan. Sesudah tahu

1960-an, kultur sel hewan dalam skala besar mulai digunakan dalam pembuatan vaksin

dan pembuatan obat seperti ionterferon.

Berbeda dengan kultur mikroorganisme, kultur sel tidak dapat tumbuh sebagai

suspensi tetapi memerlukan suatu permukaan tempat melekatnya sel hewan. Pada tahun

1970-an berhasil dibuat hibridoma, yaitu hasil fusi sel tumor denagn sel limfosit

penghasil antibodi. Masing-masing sel hibridoma menghasilkan antibodi monoklonal,

yaitu antibodi terhadap bagian spesifik dari suatu protein. Antibodi monoklonal banyak

digunakan dalam diagnostik, terapi terhadap suatu penyakit dan proses pemurnian

protein. Kultur sel tumbuhan dapat diregenerasi menjadi tanaman baru. Dari suatu kultur

sel tumbuhan dapat dihasilkan ratusan tanaman baru. Sel yang bebas dari virus dapat

diisolasi dan dikulturkan sehingga dapat dihasilkan tanaman yang bebas virus dan ini

dapat meningkatkan produksi.

Gambar 29. Seleksi buah-buahan yang menguntungkan dan pemanfaatan mikrobia

dalam pembuatan bir telah lama dilakukan oleh manusia

Pada tahun 1980-an, bioteknologi berkembang secara pesat akibat munculnya

teknologi DNA rekombinan yang memberi kemampuan bagi manusia untuk memotong

dan menyambung kembali molekul DNA secara in-vitro. Dengan demikian gen yang

berasal dari suatu spesies dapat dipindahkan ke spesies lain. Dengan teknologi DNA

rekombinan, bakteri Escherichia coli dapat digunakan untuk memproduksi hormon

manusia dalam skala besar. Hewan dan tumbuhan dapat dimodifikasi dengan

menambahkan gen yang berasal dari spesies lain sehingga diperoleh hewan atau

tumbuhan transgenik. Aplikasi komersial pertama dari teknologi DNA rekombinan

adalah produksi protein skala besar oleh bakteri, seperti protein yang berupa hormon dan

enzim. Kemudian produksi molekul kecil dapat dilakukan dengan mengklon gen-gen

yang terlibat dalam biosintesis molekul tersebut dalam satu fragmen DNA. Penggunaan

DNA dengan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) yang dikembangkan sejak akhir

tahun 1980-an, memungkinkan orang untuk mengisolasi fragmen DNA tertentu dari satu

sel kemudian dilipatgandakan misalnya sel yang terdapat ujung rambut, bercak darah

kering atau fosil yang berumur ribuan tahun. Teknik ini dapat dimanfaatkan untuk

mendiagnosis penyakit dan mencari bukti kejahatan pada ilmu forensik.

Tabel 1. Perkembangan Sejarah Bioteknologi Molekuler

Tahun Peristiwa

1917

1943

1944

1953

1961

1961-1966

1970

1972

1973

1975

1976

1978

1980

1981

1981

1982

1983

1988

1988

1990

Karl ereky memperkenalkan istilah bioteknologi

Penisilin diproduksi dalam skala industri

Avery, Mac Leod, Mc Carty mendemoonstrasikan bahwa DNA adalah

bahan genetik

Watson dan Crik menentukan struktur DNA

Jurnal Biotechnology and bioengineering ditetapkan

Seluruh sandi genetik terungkap

Enzim restriksi endonuklease pertama kali diisolasi

Khorana dan kawan-kawan berhasil mensintesis secara kimiawi seluruh

gen DNA

Boyer dan Cohen memaparkan teknologi DNA rekombinan

Kohler dan Milstein menjabarkan produksi antibodi monoklonal

Perkembangan teknik-teknik untuk menentukan sekuen DNA

Genentech menghasilkan insulin manusia dalam E.coli

US Spreme Court: mikroorganisme hasil manipulasi dapat dipatenkan

Untuk pertama kalinya automated DNA synthesizers dijual secara

komersial

Untuk pertama kalinya kit diagnostik berdasarkan antibodi disetujui untuk

dipakai di Amerika Serikat

Untuk peratma kalinya vaksin hewan hasil teknologi DNA rekombinan

disetujui pemakaiannya di Eropa

Plasmid Ti hasil rekayasa genetik dipakai untuk transformasi tanaman

US Patent diberikan untuk mencit hasil rekayasa sehingga rentan terhadap

kanker

Metode polymerase Chain Reaction dipublikasikan

USA: telah disetuji percoban terapi gen sel somatik pada manusia

D. Bioteknologi Hulu dan Bioteknologi Hilir

Suatu proses industri bioteknologi yang menggunakan mikroorganisme untuk

menghasilkan suatu produk pada dasarnya terdiri dari tiga tahapan utama, seperti pada

Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Tahap-tahap Utama dalam Proses Industri/Bioteknologi1. Proses hulu: melibatkan serangkaian perlakuan pada bahan mentah sehingga dapat

digunakan sebagai sumber makanan bagi mikroorganisme sasaran

2. Fermentasi dan transformasi: penumbuhan mikroorganisme sasaran dalam bioreaktor

besar (biasanya lebih dari 100 liter) yang diikuti dengan produksi (hasil

biotransformasi) bahan yang diinginkan, misalnya: antibiotik, asam amino, enzim,

atau asam-asam organik

3. Proses hilir: pemurnian senyawa atau bahan yang diinginkan dari medium fermentasi

atau dari massa sel

Penelitian-penelitian bioteknologi dimaksudkan untuk memaksimalkan efisiensi

tiap tahap dalam proses bioteknologi serta dapat menemukan miokroorganisme yang

sesuai untuk produksi pangan, pakan, suplemen pangan dan obat-obatan. Selama tahun

1960-an sampai tahun 1977-an, penelitian-penelitian ini difokuskan pada proses hulu,

desain bioreaktor dan proses hilir.oleh karena itu banyak dihasilkan informasi yang

menjadi dasar penting bagio pembuatan bioreaktor serta instrumentasinya, serta teknologi

scale-up yang lebih efisien dalam menghasilkan berbagai produk.

Dari keseluruhan proses industri bioteknologi, bagian biotransformasi merupakan

komponen yang paling sulit dioptimalkan secara sistematis. Paad umumnya galur-galur

mikroba yang diisolasi dari alam tidak optimal untuk dipakai langsung dalam industri

bioteknologi. Oleh larena itu, induksi mutasi melalui mutagenesis kimia atau radiasi

ultraviolet digunakan untuk mengubah secara acak susunan genetik suatu galur mikroba,

dengan harapan dapat diperoleh galur yang profilnya lebih optimal. Dalam beberapa hal

misalnya dalam produksi antibiotik, cara-cara mutasi acak dan seleksi telah berhasil

dilakukan. Meskipun demikian, pada sebagian industri bioteknologi lainnya, mutasi acak

justru munurunkan produksi atau hasilnya sulit sekali di prediksikan, karena adanya

mutasi pada bagian-bagian lain dari genom mikroba yang bersangkutan. Selain itu,

derajad perbaikan galur masih sangat dibatasi oleh sistem biologi yang ada. Contohnya

dalam produlsi asam sitrat digunaka Aspergillus niger yang memnag sangat tinggi

Bahan mentah

Proses hulu

Fermentasi & biotransformasi

Proses hilir

Produk akhir

rendemennya. Tetapi untuk fermentasi nedia padat, spora kapang ini dapat menyebabkan

masalah medis yang relatif sulit penanganannya di lapangan. Sementara itu mutasi acak

untuk meniadakan spora dari Aspergillus niger tanpa menurunkan rendemen asamnya

sangat sulit dilakukan tanpa melewati batas-batas biologi Aspergillus niger.

E. Teknologi Teknologi Yang Mendasari Bioteknologi

Beberapa teknologi yang mendasari Bioteknologi:

1. Teknologi Antibodi Monoklonal (TAM)

Teknologi antibodi monoklonal menggunakan sel-sel sistem imunitas yang

membuat protein yang disebut antibodi. Sistem kekebalan kita tersusun dari sejumlah tipe

sel yang bekerja sama untuk melokalisir dan menghancurkan substansi yang dapat

memasuki tubuh kita. Tipa tipe sel mempunyai tugas khusus. Beberapa dari sel tersebut

dapat membedakan dari sel tubuh sendiri (self) dan sel-sel asing (non self). Salah satu

dari sel tersebut adalah sel limfosit B yang mampu menanggapi masuknya substansi asing

denngan spesivitas yang luar biasa.

Dengan mengetahui cara kerja anti bodi, kita dapat memanfaatkannya untuk

keperluan deteksi, kuantitasi dan lokalisasi. Pengukuran dengan pendeteksian dengan

menggunakan TAM relatif cepat, lebih akurat, dan lebih peka karena spesifitasnya tinggi.

TAM saat ini digunakan untuk deteksi kehamilan, alat diagnosis berbgai penyakit

infeksi dan deteksi sel-sel kanker. Karena spesifitasnya yang tinggi maka TAM dapat

digunakan untuk membunuh sel kanker tanpa mempengaruhi sel-sel yang sehat. Selain

kegunaannya untuk mendiagnosis penyakit pada manusia, TAM juga banyak dipakai

untuk mendeteksi penyakit-penyakit pada tanaman dan hewan, kontaminasi pangan dan

polutan lingkungan.

2. Teknologi Bioproses

Teknologi bioproses menggunakan sel-sel hidup atau komponen mekanisme

biokimia untuk mensintesis, menguraikan atau membebaskan energi. Kebanyakan yang

dipakai adalah sel organisme bersel tunggal seperti bakteri, archae bakteri dan khamir.

Sedangkan komponen seluler yang sering dipakai adalah sekelompokmprotein yang

disebut enzim.

a). Fermentasi. Teknologi bioproses yang paling kuno dan paling dikenal adalah

fermentasi melalui mikroba. Pada mulanya produk fermentasi asal mikroba diperoleh dari

serangkaian reaksi yang dikatalis enzim untuk menguraikan glikosa. Dalam proses

penguraian glukosa untuk mendapatkan energi, mikroba melakukan reaksi sintesis

senyawa sampingan yang dapat digunakan untuk keperluan manusia, seperti:

karbondioksida untuk mengembangkan roti, etenol untuk produksi anggur dan bir, asam

laktat untuk produksi yoghurt dan susu fermentasi lainnya, serta asam asetat untuk

berbagai jenis cuka dan acar. Sekarang kita telah mengembangkan pemakaian mesin

biokimia ini sampi diluar lintasan metabolisme penguraian glukosa. Kita telah

memanfaatkan fermentasi asal mikroba untuk mensintesis berbagai macam produk lain

termasuk anti biotik, asam amino, hormon, vitamin, pelarut-pelarut organik, pestisida,

bahan-bahan pembantu proses pengolahan pangan, pigmen, enzim, inhibitor enzim dan

berbagai bahan biofarmasi.

b). Biodegradasi. Mikroba dan enzim yang digunakan untuk menguraikan

molekul-molekul organik dapat membantu kita untuk membersihkan atau memecahkan

sejumlah masalah lingkungan tertentu seperti: tumpahan minyak, tempat-tempat

pembuangan bahan toksik, dan residu pestisida. Pemanfaatan populasi mikroba untuk

membersihkan polusi lingkungan disebut bioremediasi. Salah satu contoh adalah

bioremediasi dalam pemakaian bakteri pemakan minyak untuk membersihkan tumpahan

minyak Exxon Valdez di Prince William Sound, Alaska pada tahun 1989 dan tumpahan

minyak di Irak setelah perang teluk 1991. Di masa mendatang kita dapat menggunakan

limbah rumah tangga dan pertanian untuk memproduksi energi melalui bantuan mikroba.

Berbagain jenis mikroba juga berperan untuk mencegah terjadinya ledakan penyakit, baik

dalam bidang pertanian, perikanan, maupun peternakan. Pemakaian bakteri tertentu untuk

biokondisioner sudah sangat dikenal di sektor pertambakan udang dan pertanian tanaman

tertentu.

3. Teknologi Sel dan Kultur Jaringan

Teknologi sel dan kultur jaringan adalah teknologi yang memungkinkan kita

menumbuhkan sel jaringan dalam nutrien sesuai di laboratorium.

4. Kultur sel tanaman. Kulturr sel dan jaringan tanaman merupakan aspek yang

sangat penting dalam bioteknologi tanaman. Teknologi ini berlandaskan pada

kemampuan unik sel-sel atau jaringan tanam untuk menghasilkan tanaman multiseluler

dari satu sel tunggal yang dapat berdiferensiasi (totipotensi). Rekayasa genetika tanaman

biasanya dilakukan pada taraf satu sel tunggal. Jika satu sel daun direkayasa agar

membawa sifat yang menguntungkan misalnya membawa sifat yang resisten terhadap

serangga, maka sel tersebut harus dapat berkembang menjadi tanaman utuh sehingga

dapat bermanfaat bagi petani.

5. Kultur sel hewan. Sel dan jaringan tumbuahn bukan satu-satunya yang dipakai

dalam bidang pertanian. Dengan menggunakan kultur sel insekta (serangga) untuk

menumbuhkan virus-virus yang dapat menginfeksi serangga memungkinkan kita untuk

memperluas pemakaian virus dan baculovirus sebagai agen biokontrol. Masyarakat medis

menggunakan kultur sel untuk mempelajari aspek keamanan da efektivitas senyawa

biofarmasi, mekanisme molekuler infeksi virus dan replikasinya, sifat toksisitas suatu

senyawa serat dasar-dasar biokimia sel. Kombinasi antara kultur sel mamalia dan

teknologi bioproses akan memberikan harapan untuk memproduksi senyawa seluler

tertentu dalam jumlah besar. Studi lanjut dalam kultur sel mamalia saat ini

memungkinkan para pakar untuk menumbuhkan berbagai jenis sel manusia yang pada

akhirnya dapat digunakan untuk memproduksi suatu jaringan tertentu untuk mengganti

suatu jaringan yang rusak atau hilang, misalnya karena penyakit atau kecelakaan.

6. Teknologi Biosensor

Teknologi biosensor merupaka gabungan antara biologi molekuler dan

mikroelektronika. Suatu biosensor adalah suatu alat pendeteksi yang terdiri dari suatu

substansi biologi ayng digandengkan dengan suatu transduser elektronika. Substansi

bioogis dapat berupa mikroba, sel tunggal dari hewan multi seluler atau komponen

seluler seperti enzim atau anti bodi. Biosensor memungkinkan kita untuk mengukur

konsentrasi suatu senyawa yang hanya terdapat dalam konsentrasi yang sangat rendah.

Biosensor bekerja apabila senyawa kimia yang diukur konsentrasinya

bertumbukan dengan detektor biologis, sehingga trasduser akan menghasilkan suatu arus

listrik kecil. Besar kecilnya sinyal listrik ini sebanding dengan konsentrasi senyawa kimia

yang terdapat di lingkungan tersebut.

Teknologi biosensor dapat digunakan dalam berbagai bidang, seperti pengukuran

derajad kesegaran suatu bahan pangan, memonitor suatu proses industri, atau mendeteksi

suatu senyawa yang terdapat dalam jumlah kecil di dalam darah.

7. Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika yang seringkali sinonim dengan teknologi DNA rekombinan

merupakan tulang punggung dan pemicu lahirnya bioteknologi molekuler. DNA

rekombinan dikonstruksi dengan manggabungkan materi genetik dari dua atu lebih

sumber yang berbeda atau melakukan perubahan secara terarah pada suatu materi genetik

tertentu. Di alam, materi genetik melakukan rekombinasi secara konstan. Berikut ini

merupakan beberapa contoh rekombinasi dari dua sumber atau lebih:

Rekombinasi saat pendah silang dalam pembentukan gamet pada proses meiosis

Saat sperma dan ovum melebur pada proses fertilisasi

Saat bakteri melakukan transaksi bahan genetik melalui konjugasi transformasi

atau trasduksi.

Gambar 31. Teknologi DNA Rekombinan pertama kali oleh Stanley Cohen dan Herbert

Boyer. (1973)

Stanley Cohen (Stanford) Herbert Boyer (UCSF)

Dalam tiap contoh rekombinasi tersebut dapat dimengerti bahwa rekombinasi

merupakan salah satu cara untuk menungkatkan terjadinya keragaman hayati di alam.

Materi genetik yang ada di alam menyajikan suatu bahan mentah evolusi yang dilakukan

oleh seleksi alam atau seleksi buatan yang dilakukan oleh manusia.

8. Penggunaan variasi genetik dalam pemuliaan. Setelah manusia mampu

melakukan domestikasi, maka mulailah terjadi pemuliaan secara selektif untuk mengubah

bahan genetiknya sesuai dengan keinginan. Suatu individu tertentu dalam populasi, yang

berarti suatu materi genetik tertentu, disukai oleh manusia dan dipakai sebagai induk

untuk generasi-generasi berikutnya. Dengan menyeleksi sutu variasi genetik tertentu dari

suatu populasi dan menyingkirkan variasi genetik lainnya, berarti kita sudah melakukan

rekombinasi bahan genetik dengan terarah dan dengan tujuan khusus. Akibatnya, secara

rfadikal kita telah mengubah bahan genetik organisme yang telah kita domestikasikan.

a). Variasi genetik melalui rekayasa genetika. Rekayasa genetika atau

teknologi DNA dapat diartikan sebagi teknik molekuler yang tepat dan mampu

menggabungkan molekul DNA tertentu dari sumber-sumber berbeda. Rekombinasi DNA

dilakukan dengan menggunakan enzim (enzim retriksi dan enzim ligase) yang dapat

melakukan pemotongan dan penyambungan DNA dengan tepat dan dapat diperkirakan.

DNA rekombinan selanjutnya dimasukkan kedalam organisme sasaran melalui introduksi

langsung (transformasi) melalui virus atau bakteri.

b). Pemuliaan selektif vs rekayasa genatika. Pada dasarnya, rekayasa genetika

dan pemuliaan selektif memiliki kesamaan, namun kedua teknik ini juga memiliki

perbedaan penting.

Tabel 2. Perbedaan Antara Pemuliaan Selektif dan Rekayasa Genetika

Parameter Pemuliaan Selektif Rekayasa Genetika

Tingkat

Ketepatan

Kepastian

Batasan taksonomi

Organisme utuh

Sekumpulan gen

Perubahan genetik sulit atau tidak

mungkin dikarakterisasi

Hanya dapat dipakai dalam satu spesies

atau satu genus

Sel atau molekul

Satu gen tunggal

Perubahan bahan genetik

dikarakterisasi dengan baik

Tidak ada batasan taksonomi

Dalam rekayasa genetika, kita memindahkan satu gen tunggal yang fungsinya

sudah diketahui dengan jelas, sedangkan dengan pemuliaan selektif yang ditransfer

adalah sekumpulan gen yang fungsinya tidak diketahui. Dengan meningkatkan ketepatan

dan kepastian dalam manipulasi gen, maka risiko untuk menghasilkan organisme dengan

sifat-sifat yang tidak diharapkan dapat diminimumkan.

Dalam pemuliaan selektif, kita mengawinkan organisme dari satu spesies, dari

spesies yang berbeda, dan kadang-kadang dari genus yang berbeda. Dalam rekayasa

genetika sudah tidak ada lagi hambatan taksonomi.

9. Teknologi Rekayasa Protein

Teknologi rekayasa protein sering digunakan bersamaan dengan rekayasa

genetiak untuk menungkatkan profil atau kinerja suatu protein, dan untuk

mengkonstruksi protein baru yang secara alami tidak ada. Dengan teknologi rekayasa

protein, kita dapat meningkatkan daya katalis suatu enzim sehingga dapat lebih produktif

pada kondisi proses-proses inustri. Selain itu, kemajuan dalam rekayasa protein juga

memungkinkan kita membuat enzim baru dengan dasar antibodi, yang disebut abzyme.

Latihan soal:

1. Yang terjadi pada reaksi gelap cahaya adalah, kecuali.................

a. Memanfaatkan energi dari reaksi terang

b. Memerlukan O

c. Reduksi CO

d. Menghasilkan glukosa

2. Pada reaksi terang, penyimpanan energi matahari dalam bentuk......

a. ATP

b. ADP

c. NADP

d. NADPH

a. CO

3. 1 molekul glukosa, dalam penguraian sempurnanya membentuk CO dan H O

menghasilkan energi sebanyak.......

a. 6 ATP

b. 8 ATP

c. 24 ATP

d. 38 ATP

4. Dibawah ini merupakan pengertian glikolisis, kecuali........

a. Proses penguraian/katabolisme karbohidrat

b. Reksi dengan produk akhir berupa piruvat

c. Reaksi yang terjadi dalam sitoplasma

d. Reaksi yang menghasilkan energi ATP paling besar dalam katabolisme

karbohidrat

5. Pernyataan berikut yang benar adalah........

a. Suatu asam amino hanya disandikan oleh suatu kodon tertentu

b. Suatu asam amino bisa disandikan oleh lebih dari satu kodon

c. Satu atau lebih asam amino dapat disandikan oleh satu kodon

d. Kodon adalah sekuen tiga ribonukleotida yang berurutan yag terdapat pada suatu

tRNA

6. Proses transkripsi dalam biosisntesis protein merupakan .............

a. proses sintesis DNA

b. proses sintesis RNA

c. pembentukan mRNA yang dimulai dari promoter yang terletak disebelah hilir gen

d. Terjadi dari arah 5’ ke 3’ dari rantai DNA

7. Yang dimaksud dengan ekspresi suatu gen adalah.......

a. Sintesis protein yang dikode oleh gen tersebut

b. Sintesis RNA yang dikode oleh gen tersebut

c. Sintesis RNA polimerase oleh gen DNA polimerase

d. Sintesis protein dari mRNA hasil transkripsi gen tersebut

8. Berikut ini tahap biosintesis asam lemak, kecuali.......

a. Pembentukan malonil – CoA

b. Pembentukan asetil – CoA

c. Tahap pemanjangan rantai secara kontinu

d. Tahap pemanjangan rantai tahap demi tahap

9. Perbedaan biosintesis asam lemak dengan oksidasi asam lemak adalah...

a. Biosintesis asam lemak terjadi pada mitokondria, oksidasi asam lemak terjadi

pada sitoplasma

b. Biosintesis asam lemak membutuhkan asam sitrat sebagai kofaktor

c. Oksidasi asam lemak membutuhkan CO

d. Biosintesis asam lemak membutuhkan O

10. Berikut ini jaringan utama biosintesis asam lemak, kecuali.....

a. Jaringa hati

b. Jaringan limpha

c. Kelenjar susu

d. Jaringan lemak

11. Yang dimaksud dengan ekspresi suatu gen adalah.......

e. Sintesis protein yang dikode oleh gen tersebut

f. Sintesis RNA yang dikode oleh gen tersebut

g. Sintesis RNA polimerase oleh gen DNA polimerase

h. Sintesis protein dari mRNA hasil transkripsi gen tersebut

12. Pada proses translasi.........

a. Sub unit kecil ribosom terikat pada mRNA kemudian sub unit besar bergabung

b. Iaktan peptida terbentuk akibat enzim aminoasil sintetase

c. Aminoasil tRNA membentuk kompleks dengan EF-Tu dan GDP

d. Enzim transferase peptidil menggerakkan ribosom sejauh satu kodon sepanjang

mRNA

13. Promoter merupakan.....

a. Suatu gen dimana RNA polimerase terikat untuk dapat menginisiasi transkripsi

b. Suatu urutan nukleotida spesifik dimana RNA polimerase terikat untuk dapat

menginisiasi transkripsi

c. Suatu tempat dimana RNA polimerase terikat untuk dapat menginisiasi translasi

d. Suatu urutan nukleotida dimana DNA polimerase terikat untuk dapat menginisiasi

transkripsi

14. Manakah dari industri berikut ini yang berdasarkan bioteknologi?

a. Industri kertas

b. Industri produksi antibiotika

c. Industri pupuk urea

d. Jawaban A,B,C benar

15. Salah satu perbedaan bioteknologi klasik dengan bioteknologi modern adalah:

a. Bioteknologi klasik menggunakan mikroorganisme sedangkan bioteknologi

modern menggunakan organisme tingkat tinggi

b. Bioteknologi klasik menghasilkan makanan sedangkan bioteknologi modern

menghasilkan bahan kimia

c. Produksi pada bioteknologi klasik dilakukan dalam skals kecil sedangkan

produksi pada bioteknologi modern dilakukan dalam skala besar

d. Bioteknologi klasik tidak dapat menghasilkan varietas baru sedangkan

bioteknologi modern dapat menghasilkan varietas baru

16. Dari proses berikut ini, mana yang paling sulit dioptimalkan?

a. Formulasi bahan baku untuk fermentasi

b. Pemurnian produk hasil fermentasi

c. Perbaikan galur mikroba

d. Pembuatan penguikur pH untuk memonitor proses fermentasi

17. Di bawah ini merupakan aplikasi dari antibodi monoklonal, kecuali......

a. Kit untuk memurnikan suatu porotein

b. Kit untuk menguji air kencing seseorang untuk menentukan apakah seseorang

hamil atau tidak

c. Kit untuk mengisolasi DNA dari darah yang ditemukan pada tempat terjadinya

kejahatan

d. Kit untuk menentukan golongan darah dari darah yang ditemukan pada tempat

terjadinya kejahatan

18. PCR adalah .....

a. Suatu tekhnik untuk mengisolasi DNA

b. Suatu tekhnik untuk mengisolasi protein

c. Suatu tekhnik untuk penggandaan DNA

d. Suatu tekhnik untuk penggandaan protein

19. Di bawah ini merupakan contoh dari bioteknologi hewa, kecuali.....

a. Fertilisasi sapi betina dengan sperma sapi jantan yang telah disimpan di nitrogen cair

b. Membuat domba transgenik

c. Membuat antibodi monoklonal

d. Menambah garam pada pakan sapi agar sapi tambah cepat gemuk

20. Produksi penisillin dalam skala besar dilakukan sejak...

a. Alexander Fleming menemukan penisillin

b. Perang Dunia I

c. Perang dunia II

d. Perang dingin antara AS dan Rusia

21. Hibridoma merupakan.....

a. Hasil fusi antara sel tumor dengan sel limfosit

b. Hasil fusi antara sel tumor dengan sel pankreas penghasil insulin

c. Hasil persilangan antara domba dengan kambing

d. Hasil fusi antara sel tumor dengan antibodi

22. Kegiatan di bawah ini termasuk kegiatan bioteknologi hulu kecuali....

a. Isolasi gen

b. Mengubah sifat organisme

c. Mengubah sifat suatu gen

d. Memurnikan produk suatu gen

23. Kegiatan ini termasuk kegiatan bioteknologi hilir, kecuali.....

a. Fermentasi skala kecil untuk menentukan komdisi produksi optimum

b. Percobaan cara memurnikan produk dengan hasil silang tinggi

c. Percobaan cara memurnikan produk dengan biaya paling murah

d. Percobaan untuk menentukan cara menyimpan produk sehingga tahan lama

24. Hasil bioteknologi di bawah ini dapat digunakan dalam ilmu forensik untuk mencari

bukti suatu kejahatan, kecuali...

a. PCR

b. Kultur sel hewan

c. Kultur sel tumbuhan

d. Antibodi monoklonal

25. Kegiatan atau proses di bawah ini dapat menggunakan mikroorganisme, kecuali...

a. Produksi etanol

b. Menghasilkan tanaman transgenik

c. Menghasilkan antibodi monoklonal

d. Kultur sel hewan

26. Di bawah ini merupakan persaam antara kultur sel hewan dengan kultur sel tumbuhan

adalah, kecuali............

a. Kultur harus ditumbuhkan dalam kondisi steril

b. Kultur harus cocok

c. Kultur memerlukan faktor pertanaman

d. Tidea semua sel bersifat totipotent

27. Mikroorganisme yang mempunyai peran dalam menghasilkan pupuk hayati adalah

sebagai berikut, kecuali.......

a. Azolla

b. Rhizobium

c. Azospirillum

d. Anabaena

28. Diantara jenis makanan tradisional ini, salah satunya tidak memanfaatkan mikroba di

dalam proses pengerjaannya, yaitu.......

a. Tempe

b. Anggur

c. Tape

d. Lemper

DAFTAR PUSTAKA

Antonius Suwanto, 2002, Bioteknologi, Pusat Penerbit Univ. Terbuka Jakarta.

Conn, E.E. 1987. Outlines of Biochemistry. New York USA: John Wiley & Sons.

Girindra, A. 1986. Biokimia. Jakarta : Gramedia

Lehninger, A.L. 1982. Biochemistry. New york : Worth Publisher Inc.

Trehan, K. 1980. Biochemistry. New delhi: Wiley Eastern Limited.

Wirahadikusumah, M. 1983. Biokimia Protein Enzim dan Asam Nukleat. Bandung : Penerbit ITB.

Wirahadikusumah, M. 1983. Biokimia. Bandung : Penerbit ITB