Biomolekul adalah molekul organik penting yang diproduksi oleh organisme hidup dan merupakan dasar dari kehidupan. Struktur dan reaktivitas yang kita pelajari di bab-bab sebelumnya menjadi kunci untuk memahami fungsi molekul-molekul ini.

---

7.1 Karbohidrat (Sakarida)

Karbohidrat adalah senyawa yang mengandung gugus fungsi aldehid atau keton, serta banyak gugus hidroksil ($\text{-OH}$). Rumus empirisnya seringkali $\text{C}_n(\text{H}_2\text{O})_n$.

A. Fungsi Utama

• Sumber energi utama dan cadangan (glukosa, pati).
• Komponen struktural (selulosa pada tanaman, kitin pada serangga).

B. Klasifikasi

1. Monosakarida: Unit karbohidrat tunggal (tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut). Contoh: Glukosa (aldoheksosa), Fruktosa (ketoheksosa), dan Ribosa.
   • Glukosa dan Fruktosa adalah isomer gugus fungsi.
   • Glukosa paling sering berada dalam bentuk cincin (siklik) dalam larutan.
2. Disakarida: Terbentuk dari dua unit monosakarida yang terikat melalui ikatan glikosidik. Contoh:
   • Sukrosa (Glukosa + Fruktosa).
   • Laktosa (Glukosa + Galaktosa).
   • Maltosa (Glukosa + Glukosa).
3. Polisakarida: Rantai panjang yang terdiri dari banyak unit monosakarida.
   • Pati dan Glikogen: Berfungsi sebagai cadangan energi (pati pada tumbuhan, glikogen pada hewan).
   • Selulosa: Berfungsi struktural, sangat kuat dan kaku (tidak dapat dicerna manusia).

---

7.2 Lipid (Lemak)

Lipid adalah kelompok biomolekul yang secara kimiawi sangat beragam tetapi memiliki sifat umum: non-polar dan hidrofobik (tidak larut dalam air).

A. Fungsi Utama

• Penyimpanan energi jangka panjang.
• Komponen utama membran sel (fosfolipid).
• Isolasi dan pelindung organ.

B. Jenis-Jenis Lipid

1. Asam Lemak: Rantai panjang hidrokarbon yang berujung pada gugus asam karboksilat ($\text{-COOH}$).
   • Jenuh: Hanya memiliki ikatan tunggal ($\text{C}-\text{C}$), padat pada suhu kamar.
   • Tak Jenuh: Memiliki satu atau lebih ikatan rangkap dua ($\text{C}=\text{C}$), cair pada suhu kamar (minyak). Ikatan rangkap biasanya menyebabkan tekukan (sudut cis).
2. Trigliserida (Lemak dan Minyak): Terbentuk dari satu molekul gliserol (alkohol) dan tiga molekul asam lemak melalui reaksi esterifikasi.
3. Fosfolipid: Lipid yang membentuk membran sel. Ia bersifat amfipatik (memiliki kepala polar/hidrofilik dan ekor non-polar/hidrofobik).
4. Steroid: Dicirikan oleh struktur empat cincin karbon terpadu. Contoh penting adalah Kolesterol dan hormon seks (testosteron, estrogen).

---

7.3 Protein (Polipeptida)

Protein adalah polimer organik paling kompleks, menjalankan hampir semua fungsi seluler.

A. Unit Dasar: Asam Amino

Protein adalah polimer yang terbuat dari monomer asam amino. Asam amino memiliki dua gugus fungsi utama:

• Gugus amino ($\text{-NH}_2$) – bersifat basa.
• Gugus karboksil ($\text{-COOH}$) – bersifat asam.
• Keduanya terikat pada atom karbon pusat yang sama (karbon $\alpha$) bersama dengan gugus sisi yang unik (Gugus R).

B. Ikatan Peptida

Asam amino berikatan satu sama lain melalui ikatan peptida (suatu bentuk ikatan amida) yang terbentuk melalui reaksi kondensasi (pelepasan molekul air). Rantai panjang asam amino disebut polipeptida.

C. Struktur Protein

Fungsi protein ditentukan oleh bentuk 3D-nya yang kompleks, yang diklasifikasikan dalam empat tingkat:

1. Struktur Primer: Urutan linier asam amino (ditentukan oleh genetik).
2. Struktur Sekunder: Lipatan lokal (seperti $\alpha$-heliks dan $\beta$-lipatan) yang stabil karena ikatan hidrogen.
3. Struktur Tersier: Bentuk 3D keseluruhan dari satu rantai polipeptida (distabilkan oleh berbagai interaksi, seperti ikatan disulfida).
4. Struktur Kuarter: Susunan spasial dari dua atau lebih rantai polipeptida (subunit) yang berinteraksi.

---

7.4 Asam Nukleat

Asam nukleat (DNA dan RNA) adalah biomolekul yang menyimpan, mentransmisikan, dan membantu mengekspresikan informasi genetik.

A. Unit Dasar: Nukleotida

Asam nukleat adalah polimer dari monomer yang disebut nukleotida. Setiap nukleotida terdiri dari tiga komponen:

1. Basa nitrogen (Adenin, Guanin, Sitosin, Timin/Urasil).
2. Gula pentosa (Deoksiribosa atau Ribosa).
3. Gugus fosfat.

B. DNA vs. RNA

• DNA (Asam Deoksiribonukleat): Menyimpan informasi genetik, biasanya dalam bentuk untai ganda yang membentuk heliks ganda. Gula: Deoksiribosa. Basa: A, G, C, T.
• RNA (Asam Ribonukleat): Berperan dalam sintesis protein, biasanya untai tunggal. Gula: Ribosa. Basa: A, G, C, U (Urasil menggantikan Timin).