Pengertian dan Jenis Keanekaragaman Hayati

Pengertian keanekaragaman hayati adalah variabilitas di antara makhluk hidup dari semua sumber, termasuk interaksi ekosistem terestrial, pesisir dan lautan dan ekosistem akuatik lain serta kompleks ekologik tempat hidup makhluk hidup menjadi bagiannya. Hal ini meliputi keanekaragaman jenis, antar jenis dan ekosistem (Convention on Biological Diversity, 1993). 

Pengertian yang lain, keanekaragaman hayati adalah ketersediaan keanekaragaman sumber daya hayati berupa jenis maupun kekayaan plasma nutfah (keanekaragaman genetik di dalam jenis), keanekaragaman antarjenis dan keanekaragaman ekosistem (Sudarsono dkk, 2005). 

Keanekaragaman hayati atau biodiversitas adalah semua kehidupan di atas bumi ini baik tumbuhan, hewan, jamur dan mikroorganisme serta berbagai materi genetik yang dikandungnya dan keanekaragaman sistem ekologi di mana mereka hidup. Termasuk didalamnya kelimpahan dan keanekaragaman genetik relatif dari organisme-organisme yang berasal dari semua habitat baik yang ada di darat, laut maupun sistem-sistem perairan lainnya (Global Village Translations, 2007).

Keanekaragaman hayati merupakan istilah yang digunakan untuk derajat keanekaragaman sumberdaya alam hayati, meliputi jumlah maupun frekuensi dari ekosistem, spesies, maupun gen di suatu daerah. 8 Pengertian yang lebih mudah dari keanekaragaman hayati adalah kelimpahan berbagai jenis sumberdaya alam hayati (tumbuhan dan hewan) yang terdapat di muka bumi (Ani Mardiastuti, 1999). 

Keanekaragaman hayati mencakup semua bentuk kehidupan di muka bumi, mulai dari makhluk sederhana seperti jamur dan bakteri hingga makhluk yang mampu berpikir seperti manusia (Bappenas, 2004). 

Keanekaragaman hayati dapat digolongkan menjadi tiga tingkatan:

a. Keanekaragaman spesies 

Keanekaragaman spesies mencakup seluruh spesies yang ditemukan di bumi, termasuk bakteri dan protista serta spesies dari kingdom bersel banyak (tumbuhan, jamur, hewan, yang bersel banyak atau multiseluler). Spesies dapat diartikan sebagai sekelompok individu yang menunjukkan beberapa karakteristik penting berbeda dari kelompok-kelompok lain baik secara morfologi, fisiologi atau biokimia. Definisi spesies secara morfologis ini yang paling banyak digunakan oleh pada taksonom yang mengkhususkan diri untuk mengklasifikasikan spesies dan mengidentifikasi spesimen yang belum diketahui (Mochamad Indrawan, 2007). 

b. Keanekaragaman genetik

Keanekaragaman genetik merupakan variasi genetik dalam satu spesies baik di antara populasi-populasi yang terpisah secara geografik maupun di antara individu-individu dalam satu populasi. Individu dalam satu populasi memiliki perbedaan genetik antara satu dengan lainnya. Variasi genetik timbul karena setiap individu mempunyai bentuk-bentuk gen yang khas. Variasi genetik bertambah ketika keturunan menerima kombinasi unik gen dan kromosom dari induknya melalui rekombinasi gen yang terjadi melalui reproduksi seksual. Proses inilah yang meningkatkan potensi variasi genetik dengan mengatur ulang alela secara acak sehingga timbul kombinasi yang berbeda-beda (Mochamad Indrawan, 2007). 

c. Keanekaragaman ekosistem

Keanekaragaman ekosistem merupakan komunitas biologi yang berbeda serta asosiasinya dengan lingkungan fisik (ekosistem) masingmasing (Mochamad Indrawan, 2007).

Sumber:

Sudarsono, dkk. (2005). Taksonomi Tumbuhan Tinggi. Malang : Universitas Negeri Malang. 

Sekian uraian tentang Pengertian dan Jenis Keanekaragaman Hayati, semoga bermafaat.

Pengertian dan Sifat Sistem Koloid

Keadaan koloid adalah suatu keadaan antara larutan dan suspensi. Suatu kerumunan/kumpulan dari beberapa ratus atau beberapa ribu partikel yang membentuk partikel lebih besar dengan ukuran sekitar 10 Å sampai 2 000 Å dikatakan berada dalam keadaan koloid. Dalam suatu sistem koloid, partikel-partikel koloid terdispersi (tersebar) dalam medium pendispersinya. Zat terdispersi maupun medium pendispersi koloid dapat berupa zat padat, cair, atau gas. Terdapat 8 tipe sistem koloid, yaitu busa (gas dalam cair), busa padat (gas dalam padat), aerosol padat (cair dalam gas), emulsi (cair dalam cair), emulsi padat (cair dalam padat), aerosol padat (padat dalam gas), sol (padat dalam cair), dan sol padat (padat dalam padat). 

Sifat Sistem Koloid 

a. Efek Tyndall 

Efek Tyndall adalah gejala penghamburan cahaya oleh partikel-partikel koloid. Partikel koloid menghamburkan cahaya ke segala arah, sehingga partikel koloid yang sebenarnya tidak terlihat akan tampak sebagai titik-titik terang. Efek Tyndall ini dapat digunakan untuk membedakan antara koloid dengan larutan maupun suspensi. Efek Tyndall yang ditunjukkan oleh larutan tidak begitu nyata. Dalam suspensi, cahaya tidak dapat dilewatkan. 

b. Gerak Brown 

Gerak Brown yaitu gerakan terus-menerus secara acak/berliku-liku dari partikel koloid dalam mediumnya. Gerakan ini terjadi karena adanya tumbukan oleh molekulmolekul pada sisi-sisi partikel yang tidak sama. Dengan adanya gerak Brown ini maka partikel koloid terhindar dari pengendapan karena terus-menerus bergerak, sehingga sistem koloid menjadi stabil. 

c. Adsorpsi 

Adsorpsi yaitu penyerapan pada permukaan partikel koloid oleh adanya gaya adhesi zat-zat asing. Daya adsorpsi koloid sangat besar karena permukaan partikel koloid yang tersingkap sangat luas bila dibandingkan permukaan zat padat dengan jumlah yang sama. Koloid yang berbeda akan mengadsorpsi zat-zat yang berbeda pula. Sifat adsorpsi koloid ini umumnya digunakan untuk mengadsorpsi/membuang kotoran/warna dan bau, memisahkan campuran, memekatkan bijih tambang, dan proses pemurnian lainnya. Topeng gas/masker biasanya mengandung arang teraktifkan atau bahan koloid lainnya untuk mengadsorpsi asap/gas beracun yang berukuran koloid. Filter busa pada rokok juga berfungsi untuk mengadsorpsi/mengurangi asap/partikel-partikel senyawa yang berukuran koloid. 

d. Elektroforesis 

Elektroforesis yaitu bergeraknya partikel koloid ke arah elektroda positif atau negatif dalam medan listrik. Hal ini karena partikel koloid mengadsorpsi ion. Di dalam medan listrik ion-ion itu ditarik ke salah satu elektroda, sehingga partikel koloid ikut terbawa ke elektroda tersebut. Alat pengendap Cottrel berfungsi untuk membersihkan asap pekat/partikelpartikel pencemar yang berukuran koloid dari gas buang mesin industri atau untuk memulihkan zat padat yang terbubuk halus berukuran koloid dan masih berharga agar tidak terbuang bersama asap/gas buang. Alat ini dipasang sebelum cerobong asap pada mesin industri. Di dalam alat terjadi adsorpsi ion, kemudian terjadi elektroforesis sehingga partikel debu koloid akan terkumpul di salah satu elektroda positif atau negatif dan akhirnya jatuh/mengendap ke dasar alat. Pada kromatografi, komponen-komponen campuran terpisahkan karena perbedaan dalam adsorpsi oleh koloid pengadsorpsinya (adsorben). 

e. Dialisis 

Dialisis yaitu peristiwa tertahannya partikel yang berukuran koloid pada membran semi permeabel, sedangkan partikel yang berukuran lebih kecil seperti ion dan medium dapat lolos melewati pori-pori membran itu. Dialisis bisa dibayangkan seperti pada penyaringan. Pada peristiwa dialisis, partikel koloid dapat dipisahkan dari air/medium dan ion-ion berukuran kecil yang tidak diinginkan, karena partikel koloid teradsorpsi pada permukaan pori-pori membran semi permeabel. Bahan membran semi permeabel ini misalnya selaput hewani alamiah, kertas perkamen, selofan, dan plastik sintetik. Pada alat cuci darah untuk pasien gagal ginjal terjadi dialisis untuk membuang sisa metabolisme seperti urea dan kreatina dari dalam darah. 

f. Koagulasi 

Koagulasi atau penggumpalan yaitu peristiwa bergabungnya partikel-partikel sehingga menjadi kumpulan yang berukuran besar. Antara partikel koloid yang satu dan lainnya dapat saling mengadsorpsi sehingga terjadi koagulasi. 

g. Liofil dan Liofob 

Antara partikel koloid dan mediumnya yang berupa zat cair dapat saling bercampur (bersifat liofil) atau justru cenderung memisah (bersifat liofob). Contohnya cat tembok bersifat liofil dengan air sebagai mediumnya, sehingga dapat saling bercampur. Cat kayu atau cat besi bersifat liofob dengan air sehingga tidak dapat bercampur dan akan memisah. 

Kestabilan Sistem Koloid 

Koloid gas dan kebanyakan koloid cairan tidak mengendap dalam waktu yang sangat lama (stabil). Kestabilan koloid ini disebabkan karena adanya gerak Brown. Meskipun telah sampai ke dasar tempatnya, partikel koloid dapat naik kembali dan terus bergerak dalam mediumnya. Penyebab lainnya karena umumnya partikel koloid mengadsorpsi ion. Partikel koloid yang sama akan mengadsorpsi ion-ion yang sejenis, sehingga partikel-partikel koloid itu saling tolak-menolak karena pengaruh ion sejenis yang telah diadsorpsi. Partikel koloid sebenarnya tidak bermuatan listrik (netral). Peristiwa elektroforesis dapat digunakan untuk mengetahui jenis muatan ion yang diadsorpsi koloid. Jika koloid mengumpul pada elektroda negatif, berarti koloid telah mengadsorpsi ion positip, dan sebaliknya. 

Kestabilan koloid dapat juga disebabkan adanya adsorpsi molekul atau koloid yang lain (koloid protektif/pelindung). Misalnya gelatin sebagai penstabil es krim. Emulsi dapat terbentuk karena adanya koloid lain (emulgator/pengemulsi) sebagai pengadsorpsi. Misalnya sabun sebagai pengemulsi minyak/lemak dan air. Pengemulsi yang lain misalnya kasein dalam susu, dan kuning telur dalam pembuatan mayones. 

Jika partikel-partikel koloid saling bergabung dan terkumpul menjadi partikel yang semakin besar, maka koloid akan terkoagulasi (menggumpal) dan akhirnya akan mengendap. Secara kimia koagulasi partikel koloid dapat terjadi karena ion-ion yang telah diadsorpsi partikel koloid dilucuti atau dinetralkan. Misalnya dengan cara elektrolisis atau dicampurkan elektrolit/ion yang muatannya berlawanan. Cara lain yaitu dicapur dengan koloid lain yang telah mengadsorpsi ion yang muatannya berlawanan. Ion-ion itu akan saling tarik menarik dengan membawa serta partikel koloid yang mengadsorpsinya. 

Secara fisika koagulasi koloid dapat terjadi karena pemanasan atau pendinginan. Misalnya telur atau santan kelapa dapat menggumpal jika dipanaskan. Es lilin bisa menjadi keras karena didinginkan.

Sumber: 

Foliatini, 2009. Buku Pintar Kimia SMA untuk Kelas 1, 2 & 3. Jakarta: PT Wahyumedia.

Sekian uraian tentang Pengertian dan Sistem Kaloid, semoga bermanfaat.

Rekayasa Genetika: Pengertian, Penerapan dan Tujuannya

Pengertian Rekayasa Genetika 

Genetika adalah kata yang dipinjam dari bahasa Belanda: genetica, adaptasi dari bahasa Inggris: genetics, dibentuk dari kata bahasa Yunani genno, yang berarti "melahirkan". Genetika merupakan cabang biologi yang mempelajari pewarisan sifat pada organisme maupun suborganisme (seperti virus dan prion). Maka, dapat juga dikatakan bahwa genetika adalah ilmu tentang gen dan segala aspeknya. 

Bidang kajian genetika dimulai dari wilayah subselular (molekular) hingga populasi. Dan secara lebih rinci, genetika berusaha menjelaskan tentang : 

• material pembawa informasi untuk diwariskan (bahan genetik), 
• bagaimana informasi itu diekspresikan (ekspresi genetik), dan 
• bagaimana informasi itu dipindahkan dari satu individu ke individu yang lain (pewarisan genetik) 

Rekayasa atau biasa juga disebut dengan teknik adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat pengetahuan, ataupun pengalaman dari trial dan error. Dan rekayasa juga mengalami perkembangan layaknya lomba lari estapet yang meneruskan teknologi generasi sebelumnya. 

Maka, Rekayasa genetika dalam arti luas adalah teknologi dalam penerapan genetika untuk membantu masalah dan kepentingan apapun dari manusia. Dengan segala pengetahuan dan pengalaman dari trial dan error tersebut manusia dapat mengembangkan produk-produk yang bermanfaat bagi manusia itu sendiri. 

Teknologi Rekayasa Genetika merupakan inti dari bioteknologi didifinisikan sebagai teknik in-vitro asam nukleat, termasuk DNA rekombinan dan injeksi langsung DNA ke dalam sel atau organel; atau fusi sel di luar keluarga taksonomi; yang dapat menembus rintangan reproduksi dan rekombinasi alami, dan bukan teknik yang digunakan dalam pemuliaan dan seleksi tradisional. 

Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Misalnya, gen dari bakteri bisa diselipkan di kromosom tanaman, sebaliknya gen tanaman dapat diselipkan pada kromosom bakteri. Gen serangga dapat diselipkan pada tanaman atau gen dari babi dapat diselipkan pada bakteri, atau bahkan gen dari manusia dapat diselipkan pada kromosom bakteri. 

Produksi insulin untuk pengobatan diabetes, misalnya, diproduksi di dalam sel bakteri Eschericia coli (E. coli) di mana gen penghasil insulin diisolasi dari sel pankreas manusia yang kemudian diklon dan dimasukkan ke dalam sel E. coli. Dengan demikian produksi insulin dapat dilakukan dengan cepat, massal, dan murah. Teknologi rekayasa genetika juga memungkinkan manusia membuat vaksin pada tumbuhan, menghasilkan tanaman transgenik dengan sifat-sifat baru yang khas. 

Penerapan Genetika 

Charles Darwin dengan teori evolusinya menjadi seseorang yang pertama kali menyinggung variasi genetik di dalam bukunya the origin of species. 

Tetapi istilah "genetika" pertama kali diperkenalkan oleh William Bateson pada suatu surat pribadi kepada Adam Chadwick yang juga ia gunakan pada Konferensi Internasional tentang Genetika ke-3 pada tahun 1906. 

Perkembangan genetika terus terjadi baik itu dalam bidang genetika murni ataupun genetika terapan. Dan perkembangan dilakukan pertama kali oleh Gregor Mendel dengan menyilangkan tanaman pada 1985 yang biasa dikenal dengan "hukum pewarisan Mendel". Sebuah hukum yang mengenalkan konsep gen (Mendel menyebutnya 'faktor') sebagai pembawa sifat. Yang menyatakan bahwa setiap gen memiliki alel yang menjadi ekspresi alternatif dari gen dalam kaitan dengan suatu sifat. Setiap individu disomik selalu memiliki sepasang alel, yang berkaitan dengan suatu sifat yang khas, masing-masing berasal dari tetuanya. Status dari pasangan alel ini dinamakan genotipe. Dan apabila suatu individu memiliki pasangan alel sama, genotipe individu itu bergenotipe homozigot, apabila pasangannya berbeda, genotipe individu yang bersangkutan dalam keadaan heterozigot. Genotipe terkait dengan sifat yang teramati. Sifat yang terkait dengan suatu genotipe disebut fenotipe. 

Setelah penemuan karya Mendel tersebut, genetika berkembang sangat pesat. Perkembangan genetika sering kali menjadi contoh klasik mengenai penggunaan metode ilmiah dalam ilmu pengetahuan atau sains. Dan perkembangan tersebut terjadi dalam bidang genetika murni maupun terapan. 

Tujuan Rekayasa Genetika 

Rekayasa genetika pada tanaman mempunyai target dan tujuan antara lain untuk peningkatan produksi, peningkatan mutu produk agar tahan lama dalam penyimpanan pascapanen, peningkatan kandungan gizi, tahan terhadap serangan hama dan penyakit tertentu (serangga, bakteri, jamur, atau virus), tahan terhadap herbisida, sterilitas dan fertilitas serangga jantan (untuk produksi benih hibrida), toleransi terhadap pendinginan, penundaan kematangan buah, kualitas aroma dan nutrisi, serta perubahan pigmentasi. 

Rekayasa Genetika pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan dan kosmetika. 

Di negara-negara maju seperti di Amerika, Eropa, Australia, dan Jepang organisme hasil rekayasa genetika telah banyak beredar di masyarakatnya maupun diekspor ke negara-negara lain seperti Indonesia. Organisme hasil rekayasa genetika dapat berupa mikrooraganisme (bakteri, jamur, ragi, virus), serangga, tanaman, hewan dan ikan. Di AS produk-produk hasil rekayasa genetika dijual secara bebas di pasaran, sementara di Eropa dan Jepang diwajibkan untuk memberi label bagi produk-produk tersebut. Cina juga merupakan negara yang telah sangat maju dalam pengembangan bioteknologi rekayasa genetika.

Sumber:

C.Pai Anna.1992.Dasar-Dasar Genetika:Untuk Masyarakat.Jakarta.Erlangga.

Elrod,Susan.2007.Genetika.Jakarta.Erlangga.

Sekian uraian tentang Pengertian, Penerapan dan Tujuan Rekayasa Genetika, semoga bermanfaat.

Pengertian dan Cara Kerja Enzim Katalase

Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein, berfungsi sebagai senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi  dalam suatu reaksi kimia. Enzim sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim (Poedjiadi, 1994).

Enzim katalase merupakan enzim perombak hidrogen peroksida yang bersifat racun dan merupakan sisa/hasil sampingan dari metabolisme. Apabila H₂O₂ tidak diuraikan oleh enzim ini, maka akan menyebabkan kematian pada sel-sel tumbuhan. Oleh sebab itu, enzim ini bekerja dengan merombak H₂O₂ menjadi substansi yang tidak berbahaya,yaitu berupa air dan oksigen. Enzim ini diproduksi oleh peroksisom.Enzim katalase termasuk ke dalam golongan enzim desmolase, yaitu enzim yang dapat memecahkan ikatan C-C atau C-N pada substrat yang diikatnya

Berikut reaksi dari penguraian H₂O₂ oleh enzim katalase :

2H₂O₂                                 2H₂O + O₂

Enzim ini  mengandung empat gugus heme. Heme yang terdapat pada enzim katalase juga terbentuk dari sebuah cincin protoporphyrin dan mengandung atom besi tunggal. Enzim yang mengandung empat gugus ini juga memiliki empat rantai polypeptide yang masing-masing bagian terdiri atas 500 lebih senyawa asam amino (Gaman, 1992).

Gambar: Pengertian Enzim Katalase

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi kerja enzim menurut Poedjiadi (1994) :

1. Konsentrasi enzim : pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi enzim,
2. Konsentrasi substrat : dengan konsentrasi enzim yang tetap, maka pertambahan konsentrasi substrat akan menaikan kecepatan reaksi. Akan tetapi pada batas konsentrasi tertentu, tidak terjadi kenaikan kecepatan reaksi walaupun konsentrasi substrat diperbesar. Keadaan ini telah diterangkan oleh Michaelis – Menten dengan hipotesis mereka tentang terjadinya kompleks enzim substrat
3. Suhu : pada suhu rendah reaksi kimia berlangsung lambat, sedangkan pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat. karena enzim adalah suatu protein, maka kenaikan suhu dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan kecepatan reaksinya pun akan menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikan kecepatan reaksi,
4. Pengaruh pH: perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim
5. Pengaruh inhibitor: hambatan yang dilakukan oleh inhibitor dapat berupa hambatan tidak reversibel. Hambatan tidak reversibel pada umumnya disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan reversibel dapat berupa hambatan bersaing atau hambatan tidak bersaing.

Enzim dapat mengatur reaksi tertentu sehingga dalam keadaan normal tidak terjadi penyimpangan hasil reaksinya. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena panas, asam dan basa kuat, pelarut organik atau apa saja yang bisa menyebabkan denaturasi protein. Enzim dinyatakan mempunyai sifat yang sangat khas karena hanya bekerja pada substrat tertentu (Girinda, 1986).

 

CARA KERJA

Percobaan Katalase dan Pengaruh Penambahan H₂O₂

 

Percobaan Kerberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan MnO₂

Percobaan pengaruh pH terhadap Aktivitas Katalase

 Percobaan Pengaruh Suhu terhadap Aktivitas Katalase

 

HASIL

Table Hasil Percobaan Enzim Katalase

Sampel		Perlakuan penambahan H2O2
Organisme	Bagian/Fase	H2O2		H2O2+ H2O2
		Jumlah Gelembung	Nyala Api	Jumlah Gelembung	Nyala Api
Cacing	Anterior	149	+++	250	?
	Posterior	50	+++	228	?
	Abdomen	73	++	180	?
Kecambah	Biji	28	+++	25	?
	Muda	18	+++	20	?
	Tua	21	++	26	?

Tabel 1. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan H₂O₂ pada Katalase

 

Sampel		Perlakuan penambahan MnO2
Organisme	Bagian/Fase	H2O2		H2O2+MnO2
		Jumlah Gelembung	Nyala Api	Jumlah Gelembung	Nyala Api
Cacing	Anterior	73	++	0	-
	Posterior	48	+++	14	+++
	Abdomen	81	+++	0	-
Kecambah	Biji	44	++	77	+++
	Muda	56	+	22	++
	Tua	72	+	94	++

Tabel 2. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan MnO₂ pada Katalase

 

Sampel		pH
Organisme	Bagian/Fase	1		9
		Jumlah Gelembung	Nyala Api	Jumlah Gelembung	Nyala Api
Cacing	Anterior	65	+++	64	+++
	Posterior	62	++	60	+++
	Abdomen	57	++	63	+++
Kecambah	Biji	21	+	5	+
	Muda	146	+++	52	+++
	Tua	124	++	24	++

Tabel 3. Pengaruh pH pada Aktivitas Enzim Katalase

 

Sampel		Suhu
Organisme	Bagian/Fase	5oC		81 oC
		Jumlah Gelembung	Nyala Api	Jumlah Gelembung	Nyala Api
Cacing	Anterior	166	+	0	-
	Posterior	10	++	0	-
	Abdomen	34	+	0	-
Kecambah	Biji	17	+	0	-
	Muda	60	+	0	-
	Tua	41	+	0	-

Tabel 4. Pengaruh Suhu pada Aktivitas Enzim Katalase

 

PEMBAHASAN

Pada kegiatan topik pertama yang bertujuan mengetahui pengaruh penambahan H₂O₂ dan substrat H₂O₂ pada aktivitas enzim katalase, di dapatkan hasil pada percobaan menggunakan jaringan hewan yaitu cacing. Dari percobaan pada cacing yang ditambahkan H₂O₂, terdapat sejumlah gelembung muncul. Ketika gelembung sudah tidak muncul lagi, kemudian ditambahkan 1 ml H₂O_2. Setelah penambahan 1 ml H₂O₂  gelembung dalam tabung reaksi menjadi lebih banyak. Saat di tes nyala menghasilkan hasil yang positif. Begitu pula pada percobaan menggunakan jaringan tumbuhan yaitu biji Kacang hijau, biji kacang hijau yang ditambah H₂O₂ terdapat gelembung muncul. Ketika gelembung sudah tidak muncul lagi, kemudian ditambahkan 1 ml H₂O_2. Setelah penambahan 1 ml H₂O₂  ternyata gelembung yang muncul lebih sedikit dan saat di tes nyala menghasilkan hasil yang positif. Namun, pada percobaan kecambah yang ditambah H₂O₂, didapatkan jumlah gelembung lebih sedikit daripada ketika ditambahkan 1 ml H₂O_2. Setelah penambahan 1 ml H₂O₂  di dapatkan jumlah gelembung yang lebih banyak dan saat di tes nyala menghasilkan hasil yang positif.

Grafik 1. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan H₂O₂ pada Katalase

 

Dari percobaan tersebut, dapat dilihat munculnya gelembung. Banyaknya gelembung merupakan tanda dari adanya enzim katalase yang dapat menguraikan H₂O₂. Semakin banyak gelembung yang terbentuk maka semakin banyak dan cepat pula aktifitas enzimnya. Enzim katalase akan menguaraikan H₂O₂, menjadi air (H₂O) dan oksigen (O₂). Penguraian menjadi dapat di lihat tandanya dengan timbulnya gelembung.

Timbulnya hasil positif terhadap tes nyala juga bisa menjadi indikator bahwa oksigen di hasilkan pada percobaan ini. Dari hasil di atas dapat kita lihat bahwa Enzim katalase tetap bekerja pada jaringan hewan maupun tumbuhan, dan tetap bekerja saat setelah di tambahkan H₂O_2, namun terjadinya gelembung lebih banyak pada jaringan hewan.

Pada percobaan selanjutnya adalah penambahan MnO₂ yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan MnO₂ dan substrat pada aktivitas enzim katalase. Pada pengujian pada bagian tubuh cacing + MnO₂ + H₂O₂, ternyata tidak di dapatkan jumlah gelembung satupun dan setelah dilakukan tes nyala api hasilnya adalah negatif, dimana bara api padam setelah berada dalam tabung reaksi. Dan pada saat pengujian menggunakan sampel biji kacang hijau + MnO₂ + H₂O₂, mengalami peningkatan jumlah gelembung dan saat di uji nyala api menghasilkan hasil yang positif. Selanjutnya pada percobaan kedua pada kecambah muda+ MnO₂ + H₂O₂, di dapatkan penurunan jumlah gelembung dari saat belum ditambahkan MnO₂ dan ketika di lakukan pengujian nyala api menghasilkan hasil yang positif.

Grafik 2. Keberadaan Katalase dan Pengaruh Penambahan MnO₂ pada Katalase

 

Berdasarkan data sebelum penambahan MnO₂ dan sesudah penambahan terjadi perbedaan jumlah gelembung yang dihasilkan juga volumenya, pada cacing bagian abdomen dan anterior tidak terdapat gelembung setelah penambahan MnO₂ dan pada saat pengujian pada cacing bagian posterior gelembung yang dihasilkan lebih sedikit dibanding sebelum ditambahkan MnO₂ sebanyak 14 gelembung, hal tersebut membuktikan bahwa dengan penambahan MnO₂ akan mempengaruhi kerja enzim katalase. Terlihat juga pada tumbuhan kacang hijau,  gelembung yang dihasilkan juga berbeda sebelum dan sesudah penambahan MnO₂ hal tersebut juga membuktikan bahwa adanya MnO₂ akan mempengaruhi kerja enzim.  Percobaan ini sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa kerja enzim dipengaruhi oleh PH, suhu, konsentrasi enzim, konsentrasi substrat. Dan disini MnO₂ sebagai salah satu jenis substrat dan penambahan MnO₂ pada enzim akan mempengaruhi kerja enzim.

Selanjutnya untuk mengetahui pengaruh pH terhadap aktivitas enzim katalase maka perlakuan diberikan dengan perbedaan besarnya pH, sehingga diperoleh pH masing-masing pH 1, pH 7, dan pH 9. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat pada grafik hubungan antara pH dengan kerja enzim katalase. Pada pH 1 yang bersifat asam volume gelembung yang dihasilkan sedikit begitu juga pada pH 9 yang bersifat basa volume gelembung yang dihasilkan pun sedikit. Hal ini karena enzim terdenaturasi atau mengalami kerusakan pada pH yang ekstrim yaitu pH yang terlalu tinggi atau basa dan pH terlalu rendah atau asam. Sedangkan pada pH 7 atau pH netral volume gelembung yang dihasilkan maksimal atau banyak. Hal ini menunjukkan bahwa enzim katalase bekerja secara optimal pada pH 7. Percobaan ini sesuai dengan teori.

Grafik 3. Pengaruh pH pada Aktivitas Enzim Katalase

 

Menurut Poedjiadi (1994), perubahan pH lingkungan akan berpengaruh terhadap efektivitas bagian aktif enzim dalam membentuk kompleks enzim substrat. pH rendah atau pH tinggi dapat pula menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan ini akan mengakibatkan menurunnya aktivitas enzim  Enzim katalase dapat berkerja dengan baik hanya pada pH optimum atau netral yaitu pH 7. Jika pada larutan asam, maka enzim katalase akan rusak dan tidak dapat bekerja. Jika pada basa pun enzim akan kehilangan keefektivitasan kerjanya. Namun pada suasana asam lebih merusak enzim katalase dari pada suasana basa.

Percobaan terakhir adalah untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap aktivitas enzim katalase. Dalam percobaan ini digunakan suhu 5°C, 25°C, dan 81°C. Kecenderungan semakin tinggi suhu aktivitas katalase makin menurun. Dari percobaan yang telah dilakukan, terlihat dari grafik jika semakin tinggi suhu, aktivitas enzim katalase semakin menurun. Terutama jika suhu itu sangat tinggi (di atas 70°C) maka yang terjadi adalah tidak adanya aktivitas enzim sama sekali, bias dilihat dari jumlah gelembung yang muncul adalah nol, tidak muncul gelembung sama sekali. Sedangkan pada suhu rendah (5°C) aktivitas enzim berlangsung sangat lambat.

Grafik 4. Pengaruh Suhu pada Aktivitas Enzim Katalase

 

Hal ini sesuai dengan Poedjiadi (1994) bahwa pada suhu yang lebih tinggi reaksi berlangsung lebih cepat, namun karena enzim adalah suatu protein, pada suhu tertentu (maksimum) justru dapat menyebabkan terjadinya proses denaturasi dan kecepatan reaksinya pun akan menurun. Kenaikan suhu sebelum terjadinya proses denaturasi dapat menaikan kecepatan reaksi, yang mengatakan bahwa semakin tinggi suhu makin tinggi pula aktivitas enzim yang terjadi. Perbedaan ini dapat disebabkan karena waktu percobaan yang dilakukan berbeda antara perlakuan satu dengan yang lain.

 

KESIMPULAN

Aktivitas enzim katalase dapat dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu konsentrasi substrat, pH, dan suhu.

1. Pada jaringan hewan dan tumbuhan terdapat enzim katalase yang ditunjukkan adanya gelembung saat pada jaringan hewan maupun tumbuhan ditambahkan H₂O₂.
2. Penambahan substrat pada aktivitas enzim katalase akan menyebabkan reaksi berlangsung lebih cepat, namun pada konsentrasi tertentu katalase akan mengalami titik jenuh dan tidak terdapat peningkatan kecepatan reaksi.
3. Aktivitas enzim katalase bekerja dengan maksimal pada pH optimal yaitu pH 7 atau pH netral.
4. Enzim katalase dapat bekerja pada suhu optimum, jika pada suhu rendah, reaksi akan berlangsung lambat, namun jika suhu terlalu tinggi maka enzim justru terdenaturasi.

DAFTAR PUSTAKA 

Gaman, M. 1992. Ilmu Pangan, Penghantar Ilmu Pangan, Nutrisi dan Mikrobiologi. Edisi II. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press 

Girindra, A. 1986. Enzim dalam Biokimia 1. Jakarta: Gramedia. 

Poedjiadi. (1994). Dasar-dasar Biokimia. Jakarta : UI Press.

Sekian uraian tentang Pengertian dan Cara Kerja Enzim Katalase, semoga bermanfaat.