Biokimia adalah ilmu yang menghubungkan, bahkan sebagai perekat antara disiplin ilmu kimia dan biologi. Benda mati dan organisme sama-sama dibangun oleh unsure-unsur kimia yang sama, tetapi berbeda dalam struktur dan tatanan. Sel dibangun oleh 4 makromolekul yaitu: protein, asam nukleat, karbohidrat, dan lipid. Keempatnya disebut biomolekul. Makromolekul asam amino disusun oleh dua puluh -asam amino (alanin, valin, leusin, isoleusin, prolin, metionin, fenilalanin, triptofam, glisin, serin, treonin, sistein,tirosin, asparagin, glutamate, lisin, arginin, histidin, as. Aspartat, dan as. Glutamat), makromolekul karbohidrat disusun oleh tiga monosakarida utama (glukosa, ribosa, deoksiribosa), makromolekul lipid disusun oleh tujuh komponen utama (gliserol, cholesterol, as. Lemak jenuh, as. Lemak tak jenuh, fosfatidikholin, fosfatidilinosetol, asam fosfat), dan asam nukleat disusun oleh delapan komponen utama (sitosin, urasil, timin, adenine, guanin, as. Fosfat). Pada masa pertumbuhan ion atau molekul yang masuk akan lebih banyak daripada yang digantikan, jika sudah tidak mengalami masa pertumbuhan ion atau molekul yang masuk dan keluar akan seimbang. Proses bongkar pasang ion atau molekul disebut metabolisme. Metabolisme adalah satu dari 5 proses kehidupan yaitu gerak, tumbuh, iritabilitas, reproduksi. 

 Manfaat Biokimia         
Sebagai suatu disiplin ilmu, ‘biokimia mengalami kemajuan berkat penelitian yang telah dilakukan oleh para abli biokimia. Manfaat yang diperoleh tampak pada penerapan hasil-hasil penelitian tersebut.Pada dasarya penerapan biokimia banyak terdapat dalam bidang pertanian dan kedokteran. Sebagai conton biokimia mempunyai peranan dalam memecahkan masalah gizi, penyakit-penyakit akibat dari kurang gizi temtama pada anak-anak. Biokimia juga dapat menjelaskan hal~hal dalam bidang farmakologi dan toksikologi brena dua bidang ini berhubungan dengan pengaruh bahan kimia dari luar terhadap metabolisme. Obat-obatan biasanya mempenga¬rubi jalur metabolik tertentu, misalnya antibiotik penisilin dapat membunuh bakteri dengan menghambat pembentukan polisakarida pada dinding sel bakteri. Dengan demikian bakteri akan mati karena tak dapat membentuk dinding sel.Penggunaan pestisida di bidang pertanian telah kita kenal lama. Pada umumnya pestisida bekerja dengan jalan menghambat enzim yang bekerja pada hama atau organism ter:tentu.Dalam hal ini biokimia berperan dalam meneliti mekanisme ketja pestisida tersebut sehingga dapat meningkatkan selektivitasnya dan dengan demikian dapat dicegah dampak negatif terhadap lingkungan hidup yang dapat ditimbulkannya. Jadi biokimia juga merupakan komponeri penting dalam pengetahuan tentang lingkungan hidup.Peningkatan kualitas produk dalambidang pertanian dan peternakan telah dapat diwujudkan dengan menerapkan hasil-hasil penelitian dalam bidang genetika. Rekayasa genetika pada waktu ini telah dilaksanakan dan memberi¬kan hasil yang menggembirakan.Di atas telah dijelaskan tentang manfaat biokimia sebagai suatu disiplin ilmu. Manfaat apakah yang dapat kita peroleh bagi diri kita sendiri maupun bagi orang lain dengan mempelajari biokimia ini? Dengan mempelajari biokimia kita mengetahui tentang reaksi-reaksi kimia penting yang teljadi dalam sel.Hal ini berarti kita dapat memahami proses-proses yang terjadi dalam tubuh. Dengan demi¬kian diharapkan kita akan mampu menghindari hal-hal dari luar yang akan mempengaruhi proses dalam sel-sel tubuh, misalnya kita akan dapat mengatur makanan yang akan kita makan sehingga kita memperoleh manfaat dari makanan secara optimal. Contoh lain kita akan mampu menghindari dampak dari suatu lingkungan yang tercemar oleh, limbah yang membahayakan kesehatan.Manfaat mempetajari biokimia tersebut tentu dapat kita berikan kepada orang lain, masyarakat atau kepada anak didik apabila kita bekerja sebagai guru. Bagi guru sangat diperlukan adanya suatu wawasan yang luas. Misalnya dalam mengajarkan ilmu kimia, maka pengetahuan kita tentang biokimia akan sangat membantu dalam memberikan contoh-contoh yang dapat menarik perhatian para anak didik. Wawasan yang luas tentang masalah lingkungan hidup tentu akan meningkatkan gairah dalam proses belajar-mengajar dan hal ini akan membantu upaya kita dalarn menjaga kelestarian lingkungan yang sehat.

1.   Sejarah  Biokimia

Kebangkitan biokimia diawali dengan penemuan pertama molekul enzim,diastase, pada tahun 1833 oleh Anselme Payen. Tahun 1828, Friedrich Wöhlermenerbitkan sebuah buku tentang sintesis urea, yang membuktikan bahwa senyawa organik dapat dibuat secara mandiri. Penemuan ini bertolak belakang dengan pemahaman umum pada waktu itu yang meyakini bahwa senyawa organik hanya bisa dibuat oleh organisme. Istilah biokimia pertama kali dikemukakan pada tahun 1903 oleh Karl Neuber, seorang kimiawan Jerman. Sejak saat itu, biokimia semakin berkembang, terutama sejak pertengahan abad ke-20, dengan ditemukannya teknik-teknik baru seperti kromatografi, difraksi sinar X, elektroforesis, RMI (nuclear magnetic resonance, NMR), pelabelan radioisotop, mikroskop elektron, dan simulasi dinamika molekular. Teknik-teknik ini memungkinkan penemuan dan analisis yang lebih mendalam berbagai molekul dan jalur metabolik sel, seperti glikolisis dan siklus Krebs. Perkembangan ilmu baru seperti bioinformatika juga banyak membantu dalam peramalan dan pemodelan struktur molekul raksasa.

Saat ini, penemuan-penemuan biokimia digunakan di berbagai bidang, mulai darigenetika hingga biologi molekular dan dari pertanian hingga kedokteran. Penerapan biokimia yang pertama kali barangkali adalah dalam pembuatan rotimenggunakan khamir, sekitar 5000 tahun yang lalu.

              Sejalan .dengan Perkembangan biokimia, para, ahli biologi sel ikut memberikansumbangannya dalam bidang struktur .sel. Diawali oleh Robert Hooke pada Abad xvn yang telah melakuk~ observasi terhadap sel-sel, maka perbaikan atas teknik observasidengan menggunakan mikroskop telah dapat meningkatkan pemahaman atas struktur yang kompleks.

Pengembangan mikroskop elektron pada pertengahan Abad XX telahmengakibatkan pemahaman yailg lebih rinci atas struktur sel, terutama organel…,organel yang terdapat dalam sel seperti mitokon¬dria, kloroplas dan lain-lain serta fungsi organel-organel tersebut dalam proses biokimia yang berlangsung dalam sel.

Hal ini sangat menunjang perkembangan biokimia, baik pemahaman atas struktur senyawa-senyawa biokimia, maupun identifIkasi reaksi metabolik dalam sel. Meskipun demikian masih banyak proses kimia dalam kehidupan yang belum dapat dijelaskan.

Perkembangan biokimia juga tidak terlepas dari perkembangan yang terjadi pada bidang pengetahuan genetika. Gagasan tentang adanya gen, yakni unit pembawa sifat-sifat yang diturunkan oleh individu, timbul dati karya Gregor Mendel pada pertengahan Abad XIX dan kemudian menjelang Abad XX diketahui bahwa gen tersebut terdapat pada kromosom. Namun hingga pertengahan Abad XX, belum ada seorang pun yang dapat mengisolasi gen serta mengetahui struktur kimianya.

Telah diketahui bahwa kromosom itu terdiri dati protein dan asam aukleat. Struktur kimia dati protein dan asam-nukleat belum diketahui meskipun pada. tahun 1869 asam nukleat telah dijsolasi Friedrich Miescher. Pada awal Abad XX kebanyakan ahli biokiinia berpen¬dapat bahwa hanya protein dengan s~ruktrur yang kompleks yang membawa informasi genetika, sedangkan asam nukleat dipandang sebagai senyawa yang sederhana• dalam sel.

Barn pada pertengahan Abad XX ini terbukti bahwa asam deok¬siribonukleat (DNA) adalah senyawa pembawa informasi genetika. Suatu kemajuan ilmiah yang sangat penting telah terjadi pada tahun 1953, ketika James Watson dan Francis Crick menjelaskan tentang struktur DNA yang berbentuk heliks ganda. Dengan struktur DNA demikian ini dapat dijelaskan pula bagaimana informasi genetika dapat dilangsungkan sehingga makin bertambahlah pengetahuan tentang proses-proses “Yang teIjadi dalam -sel hidup. Hal ini jelas merupakan sumbangan bagi. kemajuan dalam bidang bio¬kimia.

Secara umum dapat •;dikatakan ‘bahwa dalam Abad XX . ini biokimia mengalami perkembangan :yang pesat. Penelitian dalam masalah gizi telah menimblllkan penemuan tentang vitamin yang dapat mencegah seseorang terkena penyakit tertentu. Dengan ma-junya pengetahlian. tentang .struktur dan sifat protein, telah diketahui bahwa enzim yang meropakan biokatalis bagi reaksi yang terjadi dalam tubuh adalah suatu protein. Disamping itu kemajuan atau perkembangan metodeanalisis kromatogrcw, penemuan hasil antara dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan protein, peilemuan struktur primer, sekunder, tersier dan kuartemer protein serta struk¬tur DNA dan RNA mempunyai arti y.ang sangat penting da1am perkembangan biokimia. Selain itu perkembangan biokimia juga dapat terlihat dari banyaknya publikasi baik berupa buku, majalah atall disertasi yang memuat hasil-hasil penelitian dalam berbagai bidang dalam biokimia serta penerapannya.

 2.  Hubungan Antara Biokimia Dan Ilmu Lainnya

• Kimia Organik, yang mempelajari sifat-sifat biomolekul.
• Biofisika, yang memanfaatkan teknik-teknik fisika untuk mempelajari struktur biomolekul.
• Nutrisi, yang memanfaatkan pengetahuan tentang metabolisme untuk menjelaskan kebutuhan     makanan bagi makhluk hidup mempertahankan kehidupan normalnya.
• Kesehatan, yang mencari pemahaman tentang keadaan sakit dari sudut pandang molekular.
• Mikrobiologi, yang menunjukan bahwa organisme sel tunggal dan virus cocok untuk digunakan sebagai sarana pempelajari jalur-jalur metabolisme dan mekanisme pengendaliannya.
• Fisiologi, yang mempelajari proses kehidupan pada tingkat jaringan dan organisme.
• Biologi sel, yang mempelajari pembagian kerja biokimia dalam sel.
• Genetika, yang mempelajari mekanisme penyusunan identitas biokimia sel.

3.   Perkembangan biokimia

     Kebangkitan biokimia diawali dengan penemuan pertama molekulenzim, diastase, pada tahun 1833 oleh   Anselme Payen. Tahun1828, Friedrich Wöhler menerbitkan sebuah buku tentang sintesisurea, yang membuktikan bahwa senyawa organik dapat dibuat secara mandiri. Penemuan ini bertolak belakang dengan pemahaman umum pada waktu itu yang meyakini bahwa senyawa organik hanya bisa dibuat oleh organisme. Istilah biokimia pertama kali dikemukakan pada tahun 1903 oleh Karl Neuber, seorangkimiawan Jerman. Sejak saat itu, biokimia semakin berkembang, terutama sejak pertengahan abad ke-20, dengan ditemukannya teknik-teknik baru seperti kromatografi, difraksi sinar X, elektroforesis, RMI (nuclear magnetic resonance, NMR),pelabelan radioisotop, mikroskop elektron, dan simulasi dinamika molekular. Teknik-teknik ini memungkinkan penemuan dan analisis yang lebih mendalam berbagai molekul dan jalur metabolik sel, seperti glikolisis dan siklus Krebs. Perkembangan ilmu baru sepertibioinformatika juga banyak membantu dalam peramalan dan pemodelan struktur molekul raksasa.

Saat ini, penemuan-penemuan biokimia digunakan di berbagai bidang, mulai dari genetika hingga biologi molekular dan daripertanian hingga kedokteran. Penerapan biokimia yang pertama kali barangkali adalah dalam pembuatan roti menggunakan khamir, sekitar 5000 tahun yang lalu.

Untuk memberikan pemahaman mengenai konsep-konsep dasar yang terjadi dalam berbagai proses dalam kehidupan, maka diberikanlah Modul pengantar Biokimia ini yang dibagi menjadi empat mata ajaran utama yaitu :

•  Protein 

           Protein merupakan makromolekul terbanyak dalam makhluk hidup dan mempunyai berbagai peranan penting. Protein terpenting adalah enzim yang merupakan biokatalisator dalam sel. Selain itu protein juga berfungsi sebagai alat transport (hemoglobin), alat pertahanan tubuh (antibodi), hormon, dan lain- lain.

•  DNA dan Ekspresi Genetik

           DNA mengandung informasi genetik yang kemudian disalin dan diterjemahkan sehingga dibentuk asam amino yang kemudian menjadi protein. Juga dibahas mengenai DNA rekombinan, rekayasa genetik dan proyek human genome.

•  Membran & Komunikasi antar sel.

           Setiap sel makhluk hidup dibungkus oleh membran yang menyebabkan isi sel tidak bercampur dengan luar sel. Walaupun dilapisi oleh membran, tetap terjadi interaksi antara sel yang satu dengan sel yang lain karena adanya komunikasi antar sel yang diperantarai oleh berbagai caraka kimia dan reseptornya pada membran dan diteruskan dengan berbagai proses dalam sel.

•  Tranduksi Energi & Metabolisme.

            Metabolisme membahas bagaimana caranya terbentuk energi (ATP) dalam bioenergetika. Juga dibahas mengenai bagaimana caranya makromolekul yang diperoleh dari makanan dapat diolah menjadi mikromolekul sehingga dapat digunakan tubuh untuk menghasilkan energi. Juga dibicarakan bagaimana makromolekul dapat dibentuk di dalam tubuh dari prekursornya beserta proses pengaturannya dan enzim-enzim yang berperan. Selain itu, dibahas juga mengenai metabolisme non-nutrien, seperti nukleotida, porfirin dan xenobiotik.

TIGA HAL YANG DIBUTUHKAN SEL:

1.  Energi, hal yang perlu diketahui adalah cara :

• Memperolehnya
• Mengubahnya
• Memanfaatkannya

    2.    Molekul Sederhana,  hal yang perlu diketahui adalah cara :

•  Mengubahnya
• Mempolimerisasikan
• Mendegrasinya

    3.    Mekanisme Kimia, untuk :

•   Memperoleh energi
•   Menjalankan reaksi kimia
•   Mensintesis dan mendegrasi makromolekul
•   Mempertahankan suatu keadaan steady state yang dinamis
•   Swarakit kembali struktur yang kompleks
•   Menggandakan diri secara akurat dan efisien
•   Mempertahankan keteraturan proses biokimia