Bagian I Ruang Lingkup Biokimia

7/29/2019 Bagian I Ruang Lingkup Biokimia

1/53

Bagian I: Ruang lingkup biokimia

KI-2261 Biokimia I: Struktur

dan fungsi biomolekul


2/53

Kontribusi biokimia pada

perkembangan ilmu biologi modern Ilmu biologi telah mengalami perkembangan yang revolusioner,

dan biokimia adalah jantung dari perkembangan ini.

Ilustrasi: Gertrude Elion dan Goerge Hitchings dari USA memperoleh hadiah

Nobel di tahun 1988 dibidang Kedokteran dan fisiologi kerenapenemuan senyawa analog asam nukleat untuk obat leukemia.

James Black mendapat hadiah Nobel di tahun 1988 dibidang yangsama untuk penemuan obat yang dapat mengurangi resiko seranganjantung.

Penemuan di atas dapat dilakukan setelah adanya akumulasi

pengetahuan biokimia tentang struktur dan fungsi protein, sintesisasam nukleat, vitamin dan koenzim, mekanisme kerja enzim,reseptor dan pengendalian metabolisme dan biokimia komparatif.


3/53

Manfaat pengetahuan biokimia

dalam desain obat-obatan

Obatleukemia

Obat HIV

Obatasma


4/53

What is Biochemistry Biokimia adalah ilmu yang mempelajari struktur,

organisasi, dan fungsi materi hidup pada tingkatmolekul.

Biokimiawan mempertanyakan: Bagaimana struktur kimia dari materi hidup? Bagaimana interaksi dari materi hidup sehingga dapat

membentuk supramolekul, sel, jaringan multisel danorganisma? Bagaimana materi hidup dapat mengambil energi dari

lingkungan? Bagaimana organisma dapat menyimpan dan meneruskan

informasi yang diperlukan untuk pertumbuhan danreproduksi?

Perubahan kimia apa yang menyertai reproduksi, penuaan,kematian sel atau organisma?

Bagaimana reaksi kimia dikendalikan di dalam sel?


5/53

Pembagian kajian biokimia

Struktur &Fungsi Biomolekul

MetabolismeInformasi

Genetika


6/53

Sejarah

biokimia

+NH4NCO-

H2N C

O

NH2

Amonium

sianatUrea

Percobaan Wohler (1828)


7/53

Biokimia sebagai interdisiplin ilmu

Biokimia

Kimia organik

Kedokteran

Nutrisi

Mikrobiologi

Fisiologi

Biologi sel

Biofisik

Genetik


8/53

Biokimia sebagai disiplin ilmu

mandiri

Biokimia membatasi kajian pada:

Struktur biomolekul dan reaksi yangdijalaninya.

Enzim dan mekanisme biokatalisis.

Elusidasi jalur metabolisme dan

pengendaliannya.

Prinsip dari proses-proses kehidupan yangdapat difahami melalui hukum-hukum kimia.


9/53

Biokimia sebagai ilmu kimia

Untuk memahami peran biokimia pada

biologi, maka diperlukan pemahamanmengenai:

Unsur-unsur kimia penyusun biomolekul,

Struktur dan fungsi dari ratusan senyawabiomolekul,

Peran biomolekul dalam reaksimetabolisme termasuk stoikiometri danmekanisme reaksinya.


10/53

Unsur-unsur kimia penyusun materi hidup


11/53

Biomolekul adalah senyawa karbon


12/53

Keunikan atom karbon


13/53

Senyawa organik memiliki bentuk

dan dimensi spesifik

Tidak ada unsur lain

selain dari karbon yangdapat membentuk

molekul dengan

berbagai variasi bentukdan gugus fungsi.


14/53

Gugus fungsi menentukan sifat kimia


15/53

Biomolekul merupakan senyawa polifungsi


16/53

Struktur tiga dimensi


17/53

Sebagian besar biomolekul adalah asimetrik


18/53

Stereokimia


19/53

Interaksi antara biomolekul bersifat

stereospesifik


20/53

Interaksi enzim substrat adalah

stereospesifik


21/53

Lima transformasi kimia yang

berlangsung di dalam sel

Transfer gugus fungsi

Oksidasi-reduksi

Penataan ulang

Pemotongan Kondensasi


22/53

Transfer gugus fungsi


23/53

Oksidasi-reduksi


24/53

Penataan ulang


25/53

Pemotongan


26/53

Kondensasi


27/53

Makromolekul dan monomernya


28/53

Makromolekul terdiri dari monomer


29/53

Monomer memiliki struktur yang sederhana


30/53


31/53

Multifungsi monomer makromolekul


32/53

Organisasi molekul di dalam sel


33/53

Biokimia sebagai ilmu biologi

Ciri fundamental yang membedakan

materi hidup dan tak hidup:Adanya proses pembaruan

Dapat mengambil energi dari lingkunganDapat melakukan replikasi


34/53

Biokimia sebagai ilmu biologi

Sel: satuan organisasi biologi.

Variasi ukuran sel: Sel bakteri: 12 m Organisma tingkat tinggi: 5-20 m Sel syaraf: 1 m.

Ukuran sel tidak mencerminkan ukuran organisma. Gajah dan serangga memiliki ukuran sel yang kira-kira sama,

tetapi gajah memiliki jumlah lebih banyak.

Keseragaman ukuran sel lebih dipertahankan untukmenjaga rasio luas permukaan/volume yang sangatbergantung pada ukuran sel.

B i l k / l


35/53

Bagaimana luas permukaan/volume

bergantung pada ukuran?Kompleksnya proses kimiadi dalam sel dan besarnyaukuran molekul yang

berpartisipasi dalam prosestersebut menyebabkan

diperlukannya volume yangcukup besar.

Tetapi sel harus efektifdalam berkomunikasidengan lingkungannya,sehingga memerlukan luaspermukaan yang cukup

besar.

Terlalu besar ukuran sel,

maka luas permukaan yangtersedia tidak cukup untuk

mempertukarkan zatdengan lingkungan.


36/53

Struktur sel

Berdasarkan perbedaan struktur sel, organisma dibagimenjadi dua kelas, yaitu prokariot dan eukariot.

Ciri organisma prokariot: Bersel tunggal dengan diameter sel 0,2 0,5 m.

Sel organisma prokariot dikelilingi membran dan juga dindingsel yang rigid.

Di dalam membran sel ada sitosol yang tidak dibagi ke dalamkompartemen. DNA berada bebas dalam sitosol.

Terdapat pili permukaan, yang berfungsi untuk menempelpada sel lain atau permukaan dan flagella untuk membantu

berenang. Contoh organisma prokariot: bakteri, archaebacteria,

dan alga primitif.


37/53

Struktur sel organisma prokariot


38/53


39/53

Ciri organisma eukariot

Ukuran sel: 10 50 m. Ukuran sel yang lebih besar dari prokariot

dikompensasi dengan adanya sistemkompartemen dalam bentuk organel.

Organel memiliki fungsi khusus. Organel

utama dalam sel eukariot: Mitokondria: metabolisme oksidatif.

Reticulum endoplasma: gudang penyimpananribosom.

Kompleks golgi: sekresi dan maturasi glikoprotein. Inti sel: mengandung informasi genetika dalam

bentuk DNA yang dikemas ke dalam bentukkromosom


40/53

Sel hewan dan tanaman

Sel hewan dikelilingi oleh membran plasma

tunggal, sedangkan sel tanaman memilikilapisan tambahan diluar membran, yaitu

dinding sel selulosa.

Sel hewan memiliki lisosom sebagai pusatpencernaan/metabolisme, sedangkan sel

tanaman memiliki kloroplast sebagai tempat

berlangsungnya fotosintesis dan peroksisomyang membantu metabolisme.


41/53

Struktur sel eukariot


42/53


43/53


44/53

Struktur membran plasma


45/53

Endositosis


46/53

Eksositosis

S k i i l


47/53

Struktur inti sel

DNA eukariot dikemas menjadi


48/53

DNA eukariot dikemas menjadi

kromosom


49/53

Vi it d i l


50/53

Virus: parasit dari sel

I f k i i b kt i


51/53

Infeksi virus bakteri


52/53


53/53

Bagian I Ruang Lingkup Biokimia

Documents

Transcript of Bagian I Ruang Lingkup Biokimia