#1.Bm Konsep Dasar Biomol 20120104
-
Upload
arinanda-l-hayu -
Category
Documents
-
view
60 -
download
5
description
Transcript of #1.Bm Konsep Dasar Biomol 20120104
KONSEP – KONSEPDASAR
BIOLOGI MOLEKULER
PURNOMO SURYOHUDOYO
DEPT. OF BIOCHEMISTRY
SCHOOL OF MEDICINE
AIRLANGGA UNIVERSITY
BIOLOGI
Cabang Ilmu yang mempelajari Organisma
Biologi
Biologi Sel
Biologi Molekuler
Organisma keseluruhan
Sel : Unit terkecil organisma
Biomolekul : senyawa-senyawa
pembentuk sel
Ciri Organisma :
Fungsi – fungsi Kehidupan
1. Reproduksi
2. Tumbuh – kembang
3. Metabolisme
4. Homeostasis
1. Adalah unit terkecil dari organisma yang masih menunjukkan fungsi-fungsi kehidupan
2. Dua jenis sel : – Prokariota– Eukariota
3. Berdasar jenis sel yang membentuknya organisma dapat dibagi menjadi :
SEL
A. Organisma Prokariota• Semuanya satu sel ( “uni cellular” )• Bakteri• Ganggang biru ( cyano phyceae) /
cyano bacteriaeB. Organisma eukariota
• Dapat satu sel (unicellular) atau banyak sel (multicellular)
• Semua organisma kecuali bakteri & Cynophyceae
SEL PROKARIOTA & EUKARIOTA
PROKARIOTA INTI : TAK TERLIHAT JELAS TAK DIBATASI MEMBRANORGANEL SEL : TAK ADAKROMOSOM : TUNGGAL, SIRKULERDNA : TELANJANGDNA EKSTRA – KROMOSOM : PLASMID SIRKULER
EUKARIOTA INTI : TERLIHAT JELASDIBATASI MEMBRAN INTIORGANEL SEL : ADAKROMOSOM : JAMAK ( > 2), LINIERDNA INTI : TERLIHAT PROTEIN (HISTON)
DNA EKSTRA-KROMOSOM :• DNA MITOKONDRIA• DNA KLOROPLAST SIRKULER & TELANJANG (SEPERTI DNA PROKARIOTA)
B.M.03 94
STRUKTUR SEL PROKARIOTA(GRAM POSITIF)
(PEPTID OGLYCAN)
(LIPID BILAYER)
CW : Dinding sel (cell Wall)
CM : Membran Sel (cell Membrane)
N : Nukleoid (DNA)
R : Ribosom
P : Plasmid
STRUKTUR SEL PROKARIOTA(GRAM NEGATIF)
(Lipid bilayer)
(Lipid bilayer)
OM : Membran Luar (Outer Membran)
CM : Membran Sel (cell membrane)
P : Peptidoglycan
PS : Ruang periplasmik (Periplasmic space)
P : Plasmid
N : Nukleoid
R : RobosomTidak ada membran sel nya
Gambar 1.2 : Struktur umum Sel Eukariota (Hewan)
1. Membran Plasma
2. Membran inti
3. Nukleoporus
4. Nukleolus
5. Kromatin
6. Retikulum endoplasmik kasar
7. Retikulum endoplasmik halus
8. Mitokondrion
9. Lisosom
10. Perangkat Golgi
11. Polisom
12. Peroksisom
Gambar 1.3 : Struktur umum Sel Eukariota (Tumbuhan)
1. Dinding Sel
2. Membran Plasma
3. Membran inti
4. Nukleoporus
5. Nukleolus
6. Kromatin
7. Retikulum endoplasmik kasar
8. Retikulum endoplasmik halus
9. Mitokondrion
10. Lisosom
11. Perangkat Golgi
12. Polisom
13. Peroksisom
14. Kloroplast
15. Vakuola
FUNGSI ORGANEL SEL
1. Nukleus (Inti)
Perangkat genetik sel (DNA)
Sintesis RNA
Pembentukan Ribosom
3. Retikulum Endoplasma
Sintesis Protein (R.E.K.)
Sintesis Lipid (R.E.H)
4. Perangkat Golgi
Pengolahan Protein
Pemilahan (Sorting) Protein
Organel sel, membran sel
atau disekresi
5. Lisosom
Hidrolisis berbagai senyawa
(As. nukleat, protein, karbohidrat,
lemak)
6. Peroksisom
Oksidasi berbagai senyawa
2. Mitokondrion
Fosforlasi oksidatif
Pengadaan ATP
8. Kloroplast
Fotosintesis
Pengadaan ATP
7. Polisom
Sintesis Protein
PARADIGMA BIOLOGI MOLEKULER
1. Sel : Unit terkecil organisma yang masih mampu hidup mandiri apabila dipisahkan
2. Sel masih menunjukkan semua fungsi-fungsi kehidupan
3. Sel terdiri dari Biomolekul
Apa hubungan antara biomolekul dengan pelaksanaan berbagai fungsi kehidupan sel ?
Semua peristiwa yang mencerminkan kehidupan sel pada hakekatnya merupakan hasil interaksi molekul
PERAN BIOLOGI MOLEKULER DALAM ILMU KEDOKTERAN (1)
Ilmu kedokteran bertujuan menyembuhkan penderita
Ilmu kedokteran ilmu – ilmu klinis
Ilmu – ilmu klinis (clinical sciences) Mempelajari : Penyebab (causa) Patogenesis Terapi
Peran biologi molekuler dalam ilmu kedokteran adalah berusaha mengetahui
DASAR MOLEKULER PATOGENESIS
TERAPI YANG LEBIH RASIONAL
& TERARAH
PERAN BIOLOGI MOLEKULER DALAM ILMU KEDOKTERAN (2)ILMU KEDOKTERAN MOLEKULER
Cabang ilmu kedokteran yang mempelajari
dasar molekuler (patogenesis) penyakit
(The molecular basis of diseases)
(Bradley et.al 1995)
INTERAKSI ANTAR MOLEKUL
• Interaksi Kuat Melibatkan ikatan kovalen reaksi kimia
• Interaksi lemah Melibatkan ikatan non kovalen : - Ionik - Hidrogen - Van der waals - HidrofobikContoh Interaksi Lemah :• Hormon – reseptor• Enzim – substrat vdw / hidrogen
• Antigen – antibodi vdw / hidrogen
• Membran Sel hidrofobik• Heliks ganda DNA hidrogen
Ikatan van der waals. Suatu ikatan yang terjadi apabila 2 atom itu saling mendekat sehingga jaraknya dua atom adalah jumlah jari2 atomKalo lebih dekat lagi akan terjadi gaya tolakKalo lebih jauh akan ada gaya tarik.Gaya ini sebenarnya kecil, namun jika ada banyak atom yang letakknya berdekatan akan timbul gaya ynag cukup besar
Ikatan V.D. Waals terjadi karena adanya gaya V.D. Waals apabiladua atom saling mendekatGaya V.D. Waals mencapai maksimum apabila jarak 2 atom = jumlah jari-jari atom (= jarak V.D. Waals )Ikatan V.D. Waals besarnya hanya bermakna (significant) apabila sejumlahbesar atom yang merupakan bagian dari 2 molekul dapat saling mendekatContoh : ikatan antara Enzim & Substrat Antigen & Antibodi Diperlukan struktur permukaan yang komplementer
Terjadi karena adanya kecenderungan gugus-gugus hidrofobik untuk berkumpulContoh : Minyak + Air bila dikocok akan membentuk emulsi, tetapi emulsi ini tidak stabilIkatan ini terjadi apabila pada permukaan 2 molekul terdapat gugus-gugusyang bersifat hidrofobikMisalnya : Antigen & Antibodi Enzim & Substrat
KOMPOSISI KIMIAWI SEL BIOMOLEKULStruktur : - Senyawa sederhana - Makromolekul Polimer : Polisakarida Polipeptida Polinukleotida Monomer : Monosakarida Asam Amino NukleotidaPeran : Struktural Fungsional Cadangan Energi Limbah
Sifat Kelarutan : Hidrofilik Hidrofobik Ampifilik
BIOMOLEKUL KELARUTAN (1)
HIDROFILIK :• Larut dalam air• Larut dalam cairan ekstrasel maupun intrasel (sitosel)• Tak dapat menembus membran sel• Agar dapat menembus membran sel memerlukan sarana khusus : - Protein saluran - Protein pembawa (carrier protein)
HIDROFOBIK :• Tak larut dalam air• Agar dapat larut dalam cairan ekstra & intra sel memerlukan
sarana khusus : protein pembawa atau :
membentuk partikel khusus
BIOMOLEKUL KELARUTAN (2)
AMPIFILIK : 1. Sebagian molekul bersifat hidrofilik, bagian lain bersifat hidrofobik
2. Komponen utama membran sel
3. Membentuk lapis luar lipoprotein (VLDL, LDL, HDL, Kilomikron)
Contoh : Fosfolipid
Glikolipid
Kolesterol
MEMBRANE FORMING LIPIDS
GLYCEROLIPIDS SPHINGOLIPIDS
CHOLESTEROL
GLYCOLIPIDS :
PHOSPHOLIPIDS :GLYCEROLIPIDS
Phosphatidylethamolamine Phosphatidyl-
Serine
Phosphatidyl- choline
Sphingomyelin
R2 : Monosaccharide Oligosaccharide
MEMBRAN SEL
LIPID LAPIS GANDA (LIPID BILAYER)
Lipid pembentuk membran bersifat ampifilik
Membran lipid lapis ganda terbentuk karena adanya
ikatan (interaksi) hidrofobik
LIPOPROTEIN
STRUKTUR UMUMLIPOPROTEIN
FOSFOLIPID
KOLESTEROL
Vldl, ldl, hdl, dllMengandung lipidtapi hanya lapis tunggal.Yang ditengahnya harus hidropobik, isinya lipid yang hidrofobic yakni tg, ester kolesterol.Oh yang mengikat asam lemak menjadi ester holesterol sehingga menjadi hidrofobikMolekul protein yang disebut apoprotein ada yang menembus ada yang menempelYang menempel yang berperan adalah ikatan nonkovalenKalau yang menembus, bagian dalamnya harus terdiri dari asam amino yang bersifat hidrofobik.Ada protein yang dapat menembus membranBagian yang menembus membran harus terdiri dari asam amino yang hidrofobik
Ekor hidrofobik lipidpembentuk membran
PROTEIN TRANSMEMBRAN
Ikatan hidrofobik terjadi karena adanya interaksi antara ekor hidrofobik lipid pembentuk membran dengan asam amino hidrofobik yang membentuk rantai polipeptida menembus membran(asam amino : val, leu, trp, ile, phe, tyr, leu, trp, leu)