Beberapa upaya untuk Mengatasi Mikroba yang merugikan

Tidak bisa dipungkiri, bahwa keberadaan mikroba yang merupakan obyek kajian biologi di bumi ini di satu sisi memberikan manfaat besar bagi kelangsungan hidup di bumi. Akan tetapi di sisi lain, juga harus kita sadari bahwa keberadaan mikroba menimbulkan permasalahan tersendiri yang dihadapi oleh manusia. Seperti kasus merebaknya wabah antraks di daerah Boyolali Jawa Tengah beberapa bulan yang lalu, merupakan "ulah" dari salah satu anggota mikroba. Bahan makanan yang membusuk juga bisa diakibatkan oleh "ulah" anggota mikroba.

Meskipun demikian, manusia tidak pernah kehabisan akal dalam menghadapi ulah beberapa anggota mikroba yang merugikan.

Beberapa cara yang biasa digunakan manusia untuk menanggulangi dampak mikroba  yang merugikan, antara lain :

• imunisasi, merupakan suatu cara yang diupayakan untuk  "memaksa" tubuh ( manusia , hewan piaraan ) membentuk antibodi . Antibodi sendiri merupakan suatu senyawa protein dalam tubuh yang diproduksi oleh tubuh untuk melawan infeksi. Imunisasi dilakukan  dengan cara "memasukkan" mikroba yang teratenuasi ke dalam tubuh orang / hewan piaraan  yang sehat.
• desinfeksi , merupakan usaha mengurangi jumlah atau bahkan menghilangkan mikroba pada suatau bahan ( biasanya : makanan ataupun minuman ) dengan menggunakan desinfektan seperti senyawa fenol
• Sanitasi, merupakan suatu upaya untuk  mengurangi jumlah / populasi  mikroba merugikan sampai keberadaan mereka tidak menimbulkan masalah dalam kehidupan manusia. Sanitasi bisa dilakukan baik dengan agen kimiawi maupun fisik
• sterilisasi, berupa sebuah upaya untuk menghilangkan atau mematikan semua mikroba merugikan pada suatu alat ( biasanya peralatan medis atau bahan makanan ), dengan menggunakan alat sterilisasi seperti autoklav ataupun pemanasan pada suhu tertentu.

itulah beberapa upaya yang biasa dilakukan manusia dalam upayanya mengatai mikroba-mikroba berbahaya / merugikan  dalam kehidupan di bumi.

Proses menstruasi beserta pengaturan hormonal yang terjadi

Menstruasipada wanita merupakan bagian dari siklus seksual yang ditandai dengan keluarnya kotoran melalui liang peranakan ( vagina ) berupa darah, lendir dan sisa-sisa sel / jaringan dari dalam uterus  yang biasanya terjadi setiap satu bulan sekali. Dengan lama waktu antara 4 – 5 hari .

Proses menstruasi berlangsung melalui 3 fase, yaitu :

1.      fase mensis, yaitu fase di mana terjadi pengikisan ketebalan dinding uterus ( endometerium )  yang ditandai dengan adanya perdarahan. Fase mensis terjadi pada hari 1 – 5 .

2.      fase proliferasi, yaitu fase di mana terjadi perbaikan jaringan endometerium  yang mengalami pengikisan melalui proliferasi sel-sel  dari dalam kelenjar yang masih tersisa pada lapisan basal. Kelenjar-kelenjar uterus ini bertambah panjang sedangkan ensometerium semakin tebal. Fase proliferasi berlangsung setelah hari ke 5 sampai hari ke 14 di mana terjadi ovulasi ( pembebasan ovum ).

3.      fase sekretori, yaitu fase di mana dinding kelenjar uterus tidak berarturan dan ukuran lumennya membesar serta terjadi sekresi. Pada fase ini juga terjadi peningkatan jumlah arteri kecil pada endometerium sampai mendekati permukaan. Seminggu setelah ovulasi, terjadi peningkatan aktivitas histology. Kelenjar mengembang dan terjadi penambahan ketebalan jaringan mukosa menjadi sekitar 4 – 5 mm. Pada fase ini uterus siap untuk menerima embrio dan memberi makanan pada embrio muda tersebut. Jika emmbrio tidak berimplantasi, maka aktivitas fase sekretori berakhir dan segera dimulai menstruasi  berikutnya.

Pengaturan hormonal yang terjadi pada proses menstruasi , dimulai ketika hipotalamus mensekresi Gonadotropin releasing hormone ( GnRH ) yang akan merangsang hipofisis anterior mensekresi LH ( Luteinizinh Hormone )  dan FSH ( Folikel Stimulating Hormone ).. FSH akan merangsang sel-sel folikel untuk mensekresi esterogen, sedangkan LH akan merangsang  sel-sel folikel dan korpus luteum untuk mensekresi progesterone . Meningkatnya  jumlah esterogen mempengaruhi aksis hipotalamohipofisis, sehingga terjadi lonjakan FSH dan LH. Lonjakan LH menyebabkan terjadinya ovulasi. Selesai ovulasi sisa-sisa folikel membentuk korpus luteumyg selanjutnya akan mensekresi esterogen dan progesterone yang semakin meningkat konsentrasinya. Dengan meningkatnya produksi  hormone steroid dan inhibin maka terjadi feedback yang menghambat kerja aksis hipotalamohipofisis sehingga produksi LH dan FSH  berkurang. Akibatnya korpus luteum mengalami degenerasi, sehingga produksi esterogen dan progesterone menurun. Keadaan ini akan merangsang produksi GnRH oleh hipotalamus dan gonadotropin ( LH dan FSH ) oleh hipofisis, sehingga  siklus menstruasi berulang.

Perbedaan Reaksi Terang dengan Reaksi Gelap

Seperti telah kita ketahui, reaksi fotosintesis terdiri atas dua tahapan yaitu : tahapan Reaksi Terang ( disebut juga Reaksi Hill ) dan Reaksi Gelap ( disebut juga Reaksi Blackman atau siklus Calvin ). Masing-masing tahapan menunjukkan proses reaksi yang berbeda. Namun keduanya merupakan satu rangkaian reaksi  yang tak terpisahkan dari reaksi fotosintesis.

Lalu, apa perbedaan keduanya ?

Perbedaan antara reaksi terang dengan reaksi gelap, secara ringkas dijelaskan dalam tabel seperti berikut ini.

Tabel Perbedaan antara reaksi terang dengan reaksi gelap

NO	DILIHAT DARI	REAKSI TERANG	REAKSI GELAP
1.	Tempat berlangsung	bagian kloroplas bernama Grana	bagian kloroplas bernama Stroma
2.	Sumber energi	Cahaya / matahari	ATP dan NADPH2 dari reaksi terang
3.	Proses yang terjadi	Fotolisis : pemecahan H2O menggunakan energi cahaya menjadi ion Hidrogen dan molekul air	Fiksasi : pengikatan CO2 , penyusunan / pengkombinasian hydrogen dg karbondioksida membentuk gula
4.	Hasilnya	O2, ATP dan NADPH2	Karbohidrat sederhana

Katabolisme Karbohidrat

Di dalam semua sel hidup hampir selalu terjadi reaksi biokimia yang dikenal sebagai proses metabolisme. Salah satu metabolisme yang terjadi di dalam sel hidup adalah katabolisme, yaitu reaksi penguraian / pembongkaran senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana dan menghasilkan energi  dalam bentuk ATP ( Adenosin Tri Phosphat ). Katabolisme juga disebut desimilasi, sebab

dalam proses ini energi yang tersimpan ditimbulkan kembali untuk menjalankan aktivitas-aktivitas kehidupan. Dalam pelajaran biologi di Sekolah Menengah Atas , proses katabolisme yang selalu menjadi topik pembahasan adalah respirasi sel. Respirasi sel sendiri mencakup reaksi-reaksi enzimatis ( reaksi yang membutuhkan adanya enzim ) di mana molekul karboidrat, juga lemak dan protein diuraikan menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti CO2 dan H2O dengan konversi energi biologis yang sangat berguna seperti ATP.

Bahan bakar utama yang diproses dalam respirasi sel terutama adalah gula heksosa ( karbohidrat dengan 6 atom karbon ). Proses tersebut memerlukan oksigen bebas sebagai oksidator yang akan menghasilkan karbondioksida, air dan sejumlah energi.

Secara sederhana dapat ditulis reaksi kimia nya sebagai berikut :

C6H12O6 + 6O2 --> 6CO2 + 6H2O + 675 kkal

Meskipun sebenarnya reaksi kimia respirasi tersebut tidaklah sesederhana yang digambarkan. Karena pada kenyataannya reaksi respirasi berlangsung melalui tahapan-tahapan "panjang" dimulai dari tahapan glikolisis yang berlangsung dalam sitoplasma dan mengubah glukosa menjadi asam piruvat , dilanjutkan dengan reaksi antara / oksidasi piruvat , kemudian dilanjutkan dengan siklus asam sitrat / daur krebs dan diakhiri dengan reaksi transpor elektron  

Keterkaitan antara Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein

Seperti halnya karbohidrat, lemak merupakan
substrat penting dalam proses respirasi. Lemak disintesis dari karbohidrat atau
protein melalui asetil koenzim A dan gliserol yang berasal dari fosfogliseraldehid ( PGAL ), di mana
PGAL merupakan senyawa antara dalam tahap glikolisis dan daur krebs.
Secara  kimiawi, lemak tersusun dari
penggabungan suatu asam lemak dengan
gliserol. Agar dapat digunakan
sebagai substrat respirasi ( reaksi katabolitik ) lemak terlebih dahulu
dibongkar menjadi asam lemak dan gliserol. Kemudian gliserol diubah menjadi dihidroksiaseton fosfat, untuk
selanjutnya diubah menjadi

fosfogliseraldehida
yang merupakan zat antara pada tahap glikolisis dan daur krebs.Sementara itu
asam lemak diubah menjadi molekul asetil
ko A dan masuk ke jalur respirasi.

            Berbeda
dengan lemak, protein merupakan molekul yang pembentukannya melibatkan DNA, RNA
dan ribosom. Protein di dalam sel tersusun dari asam amino. Beberapa asam amino dapat diubah menjadi glukosa  ( alanin, serin, glisin, sistein, metionin
dan triptofan ). Dan beberapa asam amino lainnya seperti :  fenilalanin, tirosin, leusin, isoleusin dan
lisin dapat diubah menjadi asam lemak. Dalam reaksi katabolitik, protein dipecah
menjadi asam amino. Asam amino ini dapat masuk ke jalur respirasi  melalui cara transaminasi ( pemindahan gugus amin-NH₂ ) maupun deaminasi ( pembuangan gugus amin ).
Asam amino seperti  alanin, serin,
glisin, sistein diubah menjadi asam piruvat dan masuk ke dalam mitokondria
untuk dimanfaatkan dalam respirasi. Sedangkan asam amino seperti fenilalanin, tirosin,
leusin, isoleusin dan lisin diubah menjadi asetil ko A untuk selanjutnya
mengikuti jalur respirasi.

            Dalam
proses repirasi, karbohidrat merupakan molekul pertama yang menjadi substrat
respirasi, Jika karbohidrat habis maka baru lemak yang akan dioksidasi. Jika
karbohidrat dan lemak sudah tidak ada lagi maka protein akan dibongkar menjadi
asam amino untuk dioksidasi.

Dari ketiga substrat
respirasi tersebut, karbohidrat merupakan substrat respirasi yang utama. Jumlah
energi yang dihasilkan oleh setiap gram protein setara dengan jumlah energi
yang dihasilkan oleh setiap gram karbohidrat, yaitu + 4,1 kkal.
Sementara, setiap gram lemak bila dioksidasi akan menghasilkan 2 kali lipat
dari jumlah energi yang dihasilkan oleh karbohidrat dan protein setiap gramnya
yaitu + 9,3 kkal. 1 Molekul lemak + 2H₂O à 2 C₆H₁₂O₆ (
glukosa ). Perbandingan C : H : O molekul lemak ( misalnya : tristerin ) adalah
57 : 110 : 6. Pada molekul karbohidrat perbandingan C : H : O adalah 6 : 12 : 6
. Itulah sebabnya energi yang digunakan dalam oksidasi lemak jauh lebih banyak.
Rantai asam lemak yang banyak mengandung gugus –CH₂  merupakan bentuk penyimpanan yang ideal untuk
surplus energi metabolic. Zat ini dalam bentuk sangat tereduksi, sehingga
energi yang dihasilkan juga besar. Di sisi lain, lemak disimpan dalam bentuk
paling pekat dan sedikit mengandung air, di mana energi potensial dapat
disimpan. Sementara itu, pada oksidasi protein di dalam tubuh produk akhir
katabolismenya adalah urea dan senyawa nitrogen lainnya, ditambah CO₂
dan H₂O. Itulah sebabnya nilai kalori protein dalam tubuh hanya +
4,1kkal / gram.

Catatan : setiap penggunaan per liter O₂
untuk katabolisme, akan membebaskan energi sebesar 4,82 kalori ( 4,82 kkal ).

Sumber pustaka :

1. D.A.Pratiwi dkk,
Biologi SMA kelas XII, Erlangga, Jakarta, 2006

2. John W Kimball,
Biologi jilid 1 ,Erlangga, Jakarta,
1999.

Keanekaragaman Hayati dalam ALQUR'AN

Keanekaragaman hayati ( biodiversity ) menunjukkan totalitas
mahkluk hidup yang menghuni bumi baik yang ada di daratan maupun yang ada di
perairan ( air tawar dan air laut ). Meliputi semua mahkluk hidup dari dunia Arcaheobacteria,
Eubacteria, Protista, Fungi, Plantae dan Animalia.

Adanya keanekaragaman mahkluk hidup di bumi  dijelaskan oleh Allah SWT dalam Al Qur’an  diberbagai surah-surah nya.

 Beberapa di antaranya disebutkan dalam surah

Al-An’am ayat
141 :

“ Dan Dialah yang menjadikan tanaman-tanaman yang merambat dan yang
tidak merambat, pohon kurma, tanaman yang beranekaragam rasanya, zaitun dan
delima yang serupa ( bentuk dan warnanya ) dan tidak serupa rasanya. Makanlah
buahnya apabila ia berbuah dan berikanlah haknya ( zakatnya ) pada waktu
memetik hasilnya, tapi janganlah berlebih-lebihan. Sesungguhnya Allah tidak
menyukai orang-orang yeng berlebih-lebihan”.

Ayat di atas menjelaskan keanekaragaman hayati dunia plantae
. Ada beberapa
jenis tanaman yang merambat seperti : ubi jalar, rotan, kangkung, tali putri,
mentimun, labu dan lain sebagainya.

Tanaman yang beranekaragam rasanya , ada yang berasa pahit,
asam, pedas, manis.

Sementara itu, keanekaragaman dunia hewan, salah satunya
dijelaskan dalam surah Al-An’am ayat 142 :

” dan di antara hewan-hewan itu ada yang dijadikan pengangkut beban,
ada yang untuk disembelih, Makanlah rezeki yang diberikan Allah padamu, dan
janganlah kamu mengikuti langkah-langkah setan. Sesungguhnya setan itu musuh
yang nyata bagimu”.

Dari kedua ayat tersebut di atas, Allah bermaksud menjelaskan
kepada manusia ( semua manusia baik yang beriman maupun yang kafir ) bahwa
adanya ( diciptakanNya ) keanekaragaman mahkluk hidup di bumi ini agar dikelola
oleh manusia baik dari segi pemanfaatannya ( dimakan, pengangkut beban ,
disembelih ) serta usaha pelestariannya …….tapi
janganlah berlebih-lebihan……….dan Allah mengajarkan bagaimana agar manusia harus
selalu ingat untuk bersyukur kepada Allah dengan cara memberikan haknya (
zakatnya ) karena Allah. Sehingga Allah akan menjaga manusia dari mengikuti
langkah-langkah setan. Sebab setan akan selalu berusaha menggoda manusia agar
manusia selalu berlebih-lebihan dalam “memanfaatkan” apa yang diberikan Allah
padanya.

Senyawa-senyawa Penyusun Sel

Salah satu teori sel menyatakan bahwa sel merupakan unit structural makhluk hidup, itu berarti bahwa semua yang bernama mahkluk hidup tubuhnya terbangun atas sel-sel.

Pertanyaan selanjutnya akan muncul. Lalu sel sendiri terbangun oleh apa ?

Berdasarkan hasil riset yang dilakukan oleh para pakar sel, diketahui bahwa sebuah sel hidup terbangun atas senyawa-senyawa kimia yang “berkolaborasi” membentuk sebuah bangunan yang bernama sel.

Lalu, senyawa-senyawa kimia apa saja yang membangun sebuah sel itu ?

Pada intinya, sebuah sel tersusun atas 2 komponen kimia, yaitu : senyawa organic dan senyawa organic.

Senyawa an organic yang menyusun sel antara lain :

1. Air ( H₂O ), yang mempunyai peranan antara lain : sebagai media berlsngsungnya reaksi-reaksi kimia dalam sel, sebagai pelaruu unsure dan senyawa kimia lainnya, berperan sebagai transport zat.
2. Garam-garam mineral, yang sebagian besar terdapat dalam bentuk ion positif ( anion ) ataupun ion negative ( kation ). Dalam protoplasma terdapat berbagai macam garam, asam, maupun basa yang dapat mengalami ionisasi. Beberapa contoh garam mineral yang menyusun sel antara lain : NaCL, MgCl, NaHCO₃, CaSO4 dan lain sebagainya.
3. Gas, yang meliputi senyawa-senyawa kimia berbentuk gas seperti : O2, CO₂

Senyawa Organik yang menyusun sel antara lain :

1. Karbohidrat, yang tersusun atas unsure utama C ( karbon ) , H ( hydrogen ) dan O ( oksigen ). Peran utama dari komponen ini adalah sebagai sumber energi utama bagi sel. Beberapa jenis karbohidrat yang biasa terdapat di dalam sel antara lain : a. monosakarida ( karbohidrat paling sederhana, tidak dapat dihidrolisis ) seperti : glukosa, fruktosa dan galaktosa disakarida b. Disakarida, yang mengandung 2 unit sakarida yang dapat dihidrolisis menjadi monosakarida. Contoh : disakarida dari jenis sukrosa yang dapar terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa, maltosa yang dapat terhidrolisis menjadi 2 glukosa.  c. Polisakarida, yang terdiri atas unit-unit monosakarida. Beberapa jenis polisakarida yang terdapat dalam sel antara lain : amilum dan seluloda yang umumnya terdapat dalam sel tumbuhan, glikogen yang umumnya terdapar dalam sel hewan.
2. Protein, yang tersusun atas unsure utama utama C ( karbon ) , H ( hydrogen ) , O ( oksigen ) dan N ( nitrogen ) ditambah S ( sulfur ) dan P ( Phosphor ) sebagai unsure tambahan. Senyawa yang satu ini merupakan unsure organic terbesar yang menyusun sebuah sel. Protein sendiri di dalam sel berperan dalam : membentuk organel-organel sel, membentuk selaput / membrane plasma bersa,a lemak dan karbohidrat,  membangun jaringan tubuh dan regenerasi sel, sebagai komponen pembentuk enzim, hormone maupun antibody. Beberapa protein yang terdaapt di dalam sel antara lain : a). protein sederhana seperti : albumin, globulin b). protein kompleks seperti : lipoprotein, nucleoprotein, c). asam nukleat , yang terutama menyusun molekul DNA / RNA di dalam sel d). Hormon, yang berperan dalam pengendalian aktivitas fisiologis dan e). enzim yang berperan sebagai biokatalisator.
3. Lemak ( biasa juga disebut lipida ), yang tersusun atas unsure C ( karbon ) , H ( hydrogen ) , O ( oksigen ). Peran utama lemak dalam sel adalah pembentuk membrane sel bersama protein, mengatur sirkulasi lemak yang lain, dan sumber cadangan energi bagi sel. Dalam metabolismenya, lemak terbentuk dari asam lemak dan gliserol.

Begitulah komponen kimiawi sebuah sel baik yang dimiliki oleh hewan maupun tumbuhan dan juga kemungkinan sel-sel hidup lainnya.

Di rangkum dari berbagai sumber.