Post on 13-Aug-2015
DASAR-DASAR KIMIA TUBUH MANUSIAKuliah Biokimia
PSPD FK UNHALU
Senin, 8 Oktober 2012
B DILAM A
Bagian Biokimia
Fakultas Kedokteran UNHAS
Pengertian Biokimia
• Biokimia → the chemistry of living thing
• Biokimia merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari unsur-unsur kimia pembentuk sel hidup dan berbagai reaksi serta proses yang dijalaninya
• Tujuan utama ilmu biokimia adalah memahami secara lengkap semua proses kimia yang berkaitan dengan sel-sel hidup pada tingkat molekular
• Kondisi yang sehat pada tubuh manusia bergantung pada keseimbangan yang harmonis antara berbagai molekul dan reaksi biokimia dalam tubuh
• Berbagai penyakit mencerminkan abnormalitas pada biomolekul atau terdapatnya gangguan pada reaksi/proses biokimia dalam tubuh dengan beragam penyebab
Unsur Kimia Penyusun Mahluk Hidup
Enam unsur utama penyusun sel hidup adalah: C, H, N, O, P, dan S. Unsur atom ini mempunyai BA paling ringan, dengan ikatan atom paling kuat
Unsur kimia utama penyusun mahluk hidup adalah bahan minor penyusun kerak bumi (kandungan utama 47% O, 28% Si, 7.9% Al, 4.5% Fe, dan 3.5% Ca).
99% penyusun sel adalah H, O, N, dan C
Unsur Elektron bebas Jumlah Fraksi
H 1 2/3
O 2 1/4
N 3 1/70
C 4 1/10
Bagaimana Molekul Utama Menyusun Mahluk Hidup?
Anabolisme-Katabolisme
Materi genetik(DNA)
Protein Sel
Organ Jaringan
Individu
Sistem Organ
• Anatomi menunjukkan struktur makromolekul• Histologi menunjukkan struktur mikromolekul• Mikrobiologi menunjukkan bahwa organisme sel tunggal
dan virus cocok untuk digunakan sebagai sarana mempelajari jalur-jalur metabolisme dan mekanisme pengendaliannya.
• Fisiologi, yang mempelajari proses dan mekanisme kehidupan pada tingkat jaringan dan organisme.
• Biologi sel, yang mempelajari pembagian kerja biokimia dalam sel.
• Genetika, yang mempelajari mekanisme penyusunan identitas biokimia sel.
Hubungan antara Biokimia dan ilmu lainnya
Pendekatan biokimiawi :Menjelaskan : - penyebab penyakit
- merancang terapi yang tepatPemeriksaan biokimia laboratorium : - menegakkan diagnosis- memantau hasil terapi
Pengetahuan biokimia sangat penting bagi pelaksanaan secara rasional praktek medis dan ilmu kesehatan yang berkaitan
Ilmu Biokimia
Asam nukleat Protein Lipid Karbohidrat
Ilmu Kedokteran
Penyakit genetik Anemia sel sabit Arterosklerosis Diabetes melitus
Biokimia Sel
• Sel adalah unit dasar fungsional terkecil dari seluruh organisme hidup
• Organisme adalah makhluk hidup yang memiliki aktivitas metabolik dan memiliki kemampuan bereproduksi
• Sel merupakan unit terkecil kehidupan dan secara umum mempunyai kemampuan untuk membelah diri dan memiliki aktivitas metabolik
Organel Intraseluler dan Fungsinya (1)
Organel / Fraksi Marker Fungsi Utama
Nukleus DNA
Sintesa dan reparasi DNA, tempat sintesa RNA yang diarahkan DNA (transkripsi), tempat dari kromosom
Mitokondria Glutamat dihidrogenasi
Konservasi energi dan respirasi seluler (siklus as-sitrat ; fosforilasi ; oksidatif) oksidasi KH, lemak, sintesa urea, hem dan benda-benda keton
Ribosom Kadar RNA yang tinggi Tempat sintesa protein (translasi mRNA)
Retikulum endoplasmik
Glukosa 6-fosfatase
Sintesa membran, sintesa lipid, hormon steroid, rx detoksikasi, oksidasi xenobiotik (enzym sitokrom P-450)
Lisosoma Fosfatase asamPencernaan selluler, hidrolisa protein, KH, lipid dan asam-asam nukleat
Membran plasmaNa+/K+- ATPase 5 Nukleotidase
Pengangkutan molekul ke dalam dan keluar sel, adhesi dan komunikasi antar sel
PeroksisomKatalase asam urat oksidase
Degradasi as.lemak dan as.amino tertentu, produksi dan degradasi hidrogen peroksidase
Badan-badan golgi Galaktosil transferasePemindahan jenis-jenis protein intraselluler, reaksi glikosilasi dan rx.sulfasi
Sitosol Laktat dehidrogenaseMetabolisme KH, lipid, as.amino dan nukleotida, sintesa as.lemak dan enzim-enzim glikolisis
SitoskeletonTidak ada marker enzym yang spesifik
Mikrofilamen, mikrotubulus,filamen intramedia
Nukleolus Pengolahan RNA dan sintesa ribosom
Organel Intraseluler dan Fungsinya (2)
Komposisi elemen rata-rata tubuh manusia (dry weight basis)
Elemen % Elemen %
COHN
CaPK
5020108,54
2,51
SNaClMgFeMn
I
0,80,40,40,1
0,010,001
0,00005
5 biomolekul utama kompleks sel tubuh manusia :DNA*, RNA*, Protein, Polisakarida dan Lipid(*DNA dan RNA → asam nukleat)
Komposisi elemen rata-rata tubuh manusia (dry weight basis)
Organik Protein 15%, Lipid 15%, KH 5% dari BB
Anorganik terdiri dari atas Mineral 5% dr BB a. Kation : Utama Na+, K+, Ca2+, Mg+2, Fe2+, Fe3+ JmL kecil Zn2+, Cu2+ b. Anion : CL¯, HCO3¯ , H2PO42¯,
PO43+,SO42¯
Komponen utama penyusun tubuhuntuk pria 65 kg
No Komponen Berat (kg)Persentas
e
1 Air 40 61,6
2 Protein 11 17
3 Lemak 9 13,8
4 Mineral 4 6,1
5 Karbohidrat 1 1,5
Biomolekul organik kompleks utama dari sel dan jaringan
Biomolekul Building Block Fungsi Utama
DNA Deoksinukleotida Materi genetik
RNA RibonukleotidaTemplate (cetakan) untuk sintesa protein
Protein Asam-asam amino
Beraneka-ragam merupakan molekul sel yang melakukan fungsi , misalnya enzym, elemen kontraktil
Polisakarida (glikogen)
GlukosaSimpanan/cadangan energi jangka pendek
Lipid Asam-asam lemak
Beraneka-ragam, misalnya : komponen membran dan simpanan energi jangka panjang sebagai Triasilgliserida
Metabolisme Sel
• Metabolisme sel adalah proses yang terjadi di dalam sel hidup untuk memproses molekul-molekul nutrien dan mempertahankan kehidupan (living state)
• Metabolisme dibedakan menjadi:• Anabolisme• Katabolisme
Metabolisme Sel
• Anabolisme adalah reaksi kimia yang terjadi di dalam sel dimana sel menggunakan energi untuk membentuk molekul kompleks dan menunjukkan fungsi kehidupan yang lain seperti pembentukan struktur selular
• Katabolisme adalah reaksi kimia yang terjadi di dalam sel dimana sel memecah molekul kompleks untuk menghasilkan energi
Biomolekul Struktur
• Senyawa Pembangun
• Gula sederhana
• Asam amino
• Nukleotida
• Asam lemak
• Makromolekul• Polisakarida
• Protein (peptida)
• RNA or DNA
• Lipid
Anabolic
Catabolic
Metabolisme Sel
• Metabolisme sel meliputi urutan yang sangat kompleks dari reaksi-reaksi kimia yang terkontrol yang disebut jalur metabolik
• Hal Yang dibutuhkan untuk terjadinya metabolisme sel adalah:
1. Energi
2. Molekul (makro dan mikromolekul)
3. Mekanisme Kimiawi
Energi Untuk Metabolisme Sel
Biokimia menerangkan tentang bagaimana cara energi:
• Diperoleh
• Diubah
• Dimanfaatkan
Molekul Untuk Metabolisme Sel
Biokimia menerangan tentang bagaimana cara molekul:
• Diubah
• Dipolimerisasikan
• Didegradasi
Mekanisme Kimia diperluan dalam proses metaboisme sel untuk:
• Memperoleh energi• Menjalankan reaksi kimia secara berurutan• Mensintesis & mendegradasi makromolekul• Mempertahankan suatu keadaan hemostasis
yang dinamis• Membentuk kembali struktur yang kompleks• Menggandakan diri secara akurat dan efisien• Mempertahankan keteraturan proses biokimia
Ruang Lingkup Biokimia
• Struktur kimia dan bentuk tiga dimensi molekul biologi
• Interaksi antar biomolekul
• Sintesis dan degradasi biomolekul dalam sel
• Perolehan dan pemanfaatan energi oleh sel
• Mekanisme pengorganisasian biomolekul dan pengkoordinasian aktifitasnya
• Penyimpanan, pemindahan dan ekspresi informasi genetika
Ruang Lingkup Biokimia
• Struktur kimia dan bentuk tiga dimensi molekul biologi
• Interaksi antar biomolekul
• Sintesis dan degradasi biomolekul dalam sel
• Perolehan dan pemanfaatan energi oleh sel
• Mekanisme pengorganisasian biomolekul dan pengkoordinasian aktifitasnya
• Penyimpanan, pemindahan dan ekspresi informasi genetika