Kimia Kehidupan

Kimia kehidupan adalah cabang kimia yang mempelajari senyawa-senyawa kimia yang diperlukan untuk proses-proses biologi pada organisme hidup. Ini termasuk senyawa-senyawa yang digunakan dalam metabolisme, pembentukan sel, dan interaksi antar molekul yang menyebabkan perubahan fisiologis. Kimia kehidupan juga meliputi studi tentang struktur, sifat, dan reaksi senyawa-senyawa yang diperlukan untuk proses-proses biologi, seperti pembentukan DNA, sintesis protein, dan transport ion. Kimia kehidupan sangat penting untuk memahami bagaimana organisme hidup berfungsi dan bagaimana kita dapat mengembangkan terapi medis yang efektif.

A.      Unsur dan Senyawa Kimia

Unsur merupakan bahan yang tidak dapat dipecah lagi menjadi bahan lain melalui reaksi kimiawi. Sampai tahun 2017 telah ditemukan 118 unsur yang terdapat di alam; beberapa di antaranya adalah karbon (C), oksigen (O), hidrogen (H) dan nitrogen (N), keempat unsur tersebut merupakan penyusun 96% materi hidup. Setiap unsur memiliki lambang, biasanya huruf pertama atau dua huruf dari nama unsur tersebut. Sebagian lambang diturunkan dari nama dalam Bahasa Latin atau Jerman, misalnya, lambang untuk emas ialah Au, dari kata Latin Aurum.

Senyawa merupakan zat yang terdiri atas dua unsur atau lebih yang dikombinasikan dengan rasio yang tetap. Misalnya garam dapur ialah natrium klorida (NaCl), suatu senyawa yang tersusun dari unsur natrium (Na) dan klorin (Cl) dengan rasio 1:1. Natrium murni adalah logam yang sangat reaktif dan klorin murni adalah gas berwarna kuning yang bersifat toksik. Namun demikian, setelah dikombinasikan secara kimiawi, natrium dan klorin akan membentuk suatu senyawa yang dapat dimakan. Garam merupakan contoh senyawa yang memiliki karakteristik sangat berbeda dengan karakter unsurunsur penyusunnya. 

B.      Atom dan Molekul

Setiap unsur terdiri atas suatu jenis atom tertentu yang berbeda dari unsur atom lainnya. Atom merupakan bagian terkecil materi yang masih tetap mempertahankan sifat‐sifat suatu unsur. Atom dilambangkan dengan singkatan yang sama dengan yang digunakan untuk unsur yang tersusun dari atom itu; misalnya C adalah lambang yang digunakan untuk unsur karbon, sekaligus lambang untuk atom karbon tunggal. Atom‐atom tersebut bergabung melalui ikatan kimiawi untuk membentuk molekul. Ikatan kimiawi yang paling kuat adalah ikatan kovalen dan ikatan ionik.

Ikatan kovalen ialah pemakaian bersama sepasang elektron valensi oleh dua atom. Dalam kasus‐kasus tertentu, dua atom memiliki kemampuan menarik elektron valensi yang sedemikian berbeda sehingga atom yang lebih elektronegatif akan merebut satu elektron dari pasangannya. Karena muatan kedua elektron dari kedua atom berlawanan, kation dan anion saling tarik menarik dalam suatu ikatan ionik.

Di antara berbagai jenis ikatan kimiawi lemah, ikatan hidrogen begitu penting bagi kehidupan. Ikatan hidrogen terjadi apabila atom hidrogen yang secara kovalen terikat pada satu atom elektronegatif juga tertarik ke arah atom elektronegatif lainnya. Dalam sel hidup, pasangan‐pasangan elektronegatif yang terlibat ini biasanya adalah atom oksigen atau nitrogen.

Ikatan van der Waals merupakan interaksi yang lemah dan hanya terjadi ketika atom dan molekul sangat berdekatan. Ikatan van der waals, ikatan hidrogen, ikatan ionik, dan ikatan‐ikatan lemah lainnya dapat terbentuk tidak saja antara molekul‐molekul tetapi juga antara daerah‐daerah dari suatu molekul besar tunggal, seperti protein.

C.      Makromolekul

Makromolekul adalah molekul besar yang terdiri atas molekul‐molekul penyusunnya (monomer). Makromolekul yang tergolong senyawa organik kehidupan adalah karbohidrat, lipid, protein, dan asam nukleat. Berikut akan disajikan jenis‐jenis monomer dari makromolekul tersebut.

 Tabel   2.1    Jenis‐Jenis Monomer dari Makromolekul

No.	Makromolekul	Monomer
1	Karbohidrat	Monosakarida (Glukosa, galaktosa, fruktosa, ribosa)
2	Lipid*	Asam lemak & Gliserol
3	Protein	Asam Amino Saat ini diketahui terdapat 23 jenis asam amino proteinogenic dan lebih dari 140 jenis asam amino nonproteinogenic.  Jenis asam amino proteinogenic ke‐21 adalah Selenocysteine,  jenis ke‐22 Pyrrolisine ditemukan pada jenis Archea, dan jenis ke‐23 adalah Nformylmethionine
4	Asam Nukleat	Nukleotida (1 nukleotida terdiri atas gugus fosfat, gula pentosa, dan basa nitrogen)