Atom merupakan unit dasar dari seluruh materi, termasuk materi hidup. Dalam biokimia, pemahaman mengenai atom sangat penting karena seluruh proses kehidupan — mulai dari metabolisme hingga replikasi DNA — terjadi melalui interaksi antaratom yang membentuk molekul dan senyawa biologis. Atom-atom menjadi dasar pembentuk biomolekul kompleks seperti protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat, yang semuanya menjalankan fungsi vital dalam sel dan organisme.
Setiap atom terdiri dari inti (nukleus) yang mengandung proton dan neutron, serta elektron yang bergerak mengelilingi inti dalam orbital. Dalam konteks biokimia, elektron — terutama yang berada di kulit terluar atau valensi — memainkan peran utama karena menentukan kemampuan atom untuk membentuk ikatan kimia, seperti ikatan kovalen, ionik, dan hidrogen.
Unsur-unsur kimia yang paling penting dalam biokimia dikenal dengan istilah CHONPS, yaitu Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), dan Sulfur (S). Keenam unsur ini membentuk tulang punggung dari biomolekul utama:
-
Karbon memungkinkan terbentuknya kerangka molekul yang fleksibel dan kompleks karena kemampuannya membentuk empat ikatan kovalen.
-
Oksigen dan hidrogen berperan penting dalam pembentukan air dan reaksi redoks.
-
Nitrogen merupakan komponen utama asam amino dan basa nitrogen dalam DNA/RNA.
-
Fosfor sangat penting dalam penyimpanan dan transfer energi, seperti dalam molekul ATP (adenosin trifosfat).
-
Sulfur ditemukan dalam beberapa asam amino (seperti sistein) dan terlibat dalam pembentukan jembatan disulfida pada struktur protein.
Dalam biokimia, interaksi antaratom tidak hanya menciptakan struktur molekul, tetapi juga menjadi dasar dari reaksi biokimia yang mendukung kehidupan, seperti enzim bekerja dengan cara menstabilkan keadaan transisi melalui perubahan distribusi elektron pada atom-atom target. Bahkan proses fundamental seperti respirasi seluler dan fotosintesis tidak lain adalah rangkaian transformasi energi dan materi yang terjadi pada tingkat atomik.
Selain itu, pemahaman tentang atom juga penting dalam teknik dan teknologi biokimia modern, seperti spektroskopi, pencitraan molekuler, dan desain obat, yang semuanya bergantung pada perilaku atom dan molekul dalam lingkungan biologis.
Dengan demikian, atom dalam biokimia bukan hanya sekadar partikel kecil, tetapi fondasi dari segala struktur, fungsi, dan dinamika kehidupan. Memahami cara atom bekerja dan berinteraksi dalam sistem biologis adalah kunci untuk membuka misteri proses kehidupan di tingkat paling fundamental.
