Biokimia Sel
-
Upload
briantara-bagus-haryanto -
Category
Documents
-
view
49 -
download
3
description
Transcript of Biokimia Sel
BIOKIMIA SELBIOKIMIA SEL
KOMPONEN-KOMPONEN KIMIA SEL
• Atom = unit yang paling kecil dari suatu unsur– Contoh : atom C, atau H, atau O, dll.
• Element = substansi yang tidak bisa dipecah ke dalam unsur lebih sederhana.– Contoh adalah 5O2, atau O2, atau H2, dll.– Catatan masing-masing hanya satu jenis
• Compound (campuran) = dua atau lebih unsur-unsur kombinasi secara kimiawi. ( Mempunyai 2 atau lebih unsur)– Air- H2O- adalah suatu campuran terdiri dari H&
O. • Molecule = unit yang paling kecil kebanyakan
campuran– Contoh adalah gula C6H12O6, air H2O dll.– C6H12O6 dan H2O adalah campuran. O2 dan H2
bukan campuran.
• Sel merupakan dasar dari suatu bangunan yang hidup.
• Sel terbuat dari bahan kimia berupa susunan elemen.– Bagaimana bahan kimia dapat berfungsi
dalam kehidupan
• Sebuah sel hidup tersusun oleh sejumlah unsur yang terbatas, empat diantaranya C, H, N, dan O yang menyusun dari 99 % dari berat sel
• 59% Hydrogen (H) • 24% Oxygen (O) • 11% Carbon (C) • 4% Nitrogen (N) • 2% Lainnya - Phosphorus (P), Sulphur (S),
dll.
• H dan O (air) paling banyak terdapat di dalam sel (sekitar 70 %), merupakan medium untuk reaksi di dalam sel
• Karbon (C ), sangat dominan terdapat di dalam sel
• Empat jenis molekul kecil yang pokok di dalam sel yaitu merupakan kombinasi dari atom sederhana, membentuk :– gugus metil (-CH3), – hidroksil (-OH), – karboksil (-COOH), dan – asam amino (-NH2), selalu muncul berulang dalam molekul biolologi
Makromolekul dalam selMakromolekul dalam sel
• Empat unsur organik pokok dalam makhluk hidup:
1. Proteins (50 %)2. Carbohydrates (15 %)3. Lipids (10 %)4. Nucleic Acids (15 %)• Dan unsur lain
1. Protein1. Protein
• Secara garis besar dibedakan dua kelompok :– protein globuler – protein serabut (fibrous protein).
• Kebanyakan enzim merupakan protein globuler.
• Protein serabut merupakan protein struktural yang penting, misalnya fibroin pada sutera dan keratin pada rambut dan bulu domba.
1. Protein1. Protein
• Beberapa protein berikatan :– Dengan materi nonprotein, dalam
bentuk gugus prostetik (bekerja sebagai kofaktor enzim)
– Dengan molekul berukuran besar seperti • lipoprotein (dengan lemak)•glikoprotein (dengan karbohidrat).
1. Protein1. Protein
• Protein tersusun dari sejumlah asam amino yang satu sama lain dihubungkan secara kovalen oleh ikatan peptida.
• Terdapat 20 macam asam amino, tetapi sel tersusun dari kombinasi mereka
• Asam amino dapat menyusun ribuan macam protein yang berbeda.
• Tiap polipeptida biasanya terdiri atas 100 hingga 1.500 asam amino.
1. Protein1. Protein
• Asam-asam amino secara kimia berbeda-beda, namun semua memiliki sebuah gugus asam karboksilat (COO-), dan sebuah gugus amino (NH3)
20 macam asam amino
alanine glutamic acid leucine serine
arginine glutamine lysine threonine
asparagine glycine methionine tryptophan
aspartic acid histidine phenylalanine tyrosine
cysteine isoleucine proline valine
1. Protein1. Protein
• Kegunaan proteins : hampir semua jaringan tubuh disusun oleh protein– Otot– membran sel dan sebagian besar organel– Enzim dan hormon – dll
Feathers
Feathers Muscles
2. Karbohidrat2. Karbohidrat
karbohidrat (Gula) dalam bentuk sederhana adalah
monosakarida, mempunyai senyawa dengan rumus
umum (CH2O)n, dengan n sebuah bilangan bulat dari 3
hingga 7.
Gula dalam bentuk terbuka mempunyai sejumlah
gugus hidroksil yang dapat berikatan dengan molekul
gula yang lain melalui ikatan glikosidik membentuk
disakarida
Dengan cara yang sama akan terbentuk oligisakarida
(trisakarida, tetrasakarida dst.), pada akhirnya terbentuk
molekul polisakarida yang besar dengan ribuan unit
monosakarida
2. Karbohidrat2. Karbohidrat
Gula merupakan sumber energi bagi kebanyakan sel
Contoh reaksi C6H12O6 (heksosa), menjadi CO2 dan H2O
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + energi
Energi yang dihasilkan dari reaksi ini disimpan dalam bentuk
molekul yang sangat penting yaitu ATP atau NADH
Molekul polisakarida sederhana pada sel-sel hewan
disimpan dalam bentuk glikogen.
Sedangkan pada tumbuh-tumbuhan disimpan dalam
bentuk amilum (pati)
2. Karbohidrat2. Karbohidrat
Molekul polisakarida sederhana yang
terdapat di luar sel hewan terikat secara
kovalen :
dengan protein membentuk glikoprotein,
dengan lipid membentuk glikolipid.
Pada tumbuh-tumbuhan sangat penting
untuk membentuk selulose merupakan
komponen utama penyusun struktur dinding
sel.
3. Lipid3. Lipid3. Lipid = fats, oils, & waxes,
Merupakan energi yang, tersusun dari C, H, O– lipid mengandung lebih banyak energi
daripada karbohidrat.– Cadangan energi dari lipid digunakan
pada waktu tertentu.
3. Lipid3. Lipid
Lemak terdiri atas 4 bagian :
1 molekul gliserol
3 molekul asam lemak
• Sebuah molekul asam lemak terdiri dari dua bagian yang
berlawanan
Rantai hidrokarbon panjang, bersifat hidrofobik
(nonpolar/tidak larut dalam air)
Sebuah gugus asam karboksilat, yang terionisasi dalam
larutan (COO), bersifat hidrofilik (polar/larut dalam air),
mudah membentuk ester maupun amida
Asam lemak merupakan sumber energi yang lebih baik
dibandingkan dengan glukosa karena dapat diuraikan
menghasilkan energi hampir dua kali lipat
3. Lipid3. Lipid
Molekul asam lemak mengandung 4 sampai 24 atom
karbon
Beberapa molekul asam lemak mempunyai satu atau
lebih ikatan ganda antara atom karbon -> lemak tidak
jenuh
asam lemak tak jenuh lebih mudah mengikat atom
hidrogen sehingga dalam suhu kamar berbentuk cair ->
disebut minyak (lemak pada tanaman)
Pada hewan asam lemak tidak mempunyai ikatan rangkap
berupa butiran-butiran molekul trigliserid, yang tersusun
dalam 3 rantai asam lemak yang masing-masing mengikat
molekul gliserol (berbentuk padat dalam suhu kamar)
3. Lipid3. Lipid
• Apabila dibutuhkan, rantai asam lemak tersebut
dilepaskan dari trigliserid dan diuraikan menjadi
unit-unit karbon ganda berupa gugus asetil dalam
molekul yang larut air (asetil CoA)• Asetil CoA, melalui beberapa reaksi di dalam sel
menghasilkan energi.• Fungsi asam lemak yang paling penting adalah
pembentuk membran sel yang tersusun dalam
bentuk fosfolipid
Asam NukleatAsam Nukleat
Pada organisme hidup terdapat 2 golongan besar asam
nukleat
Asam deoksiribonukleat (DNA)
Asam ribonukleat (RNA)
Asam nukleat dapat dipecah menjadi monomer -> disebut
nukleotida
Nukleotida berperan penting dalam menyimpan informasi biologi (informasi genetika)
Nukleotida merupakan senyawa bentuk cincin yang mengandung 3 unsur yaitu gula, nitrogen, dan pospat
4. Asam Nukleat4. Asam Nukleat
1. gula -> berkarbon 5 (pentosa) 2 jenis gula pada RNA berbentuk ribosa
gula pada DNA berbentuk deoksiribosa
2. nitrogen -> basa nitrogen
basa DNA :
adenin dan guanin (mempunyai cincin ganda
basa purin), timin dan sitosin (mempunyai
cincin tunggal basa pirimidin
basa RNA:
adenin, guanin, sitosin, dan urasil (urasil masuk
basa pirimidin pengganti timin)
Basa-basa dalam asam nukleat saling berpasangan:
G berpasangan dengan C,
A berpasangan dengan T atau U
3. Gugus fosfat DNA maupun RNA dibentuk oleh nukleotida trifosfat
• fosfat pada DNA dATP, dCTP, dGTP, dan dTTP• fosfat pada RNA ATP, CTP, GTP, dan UTP
• Nukleotida dapat bertindak sebagai pembawa energi kimia di dalam sel, yang banyak diperankan oleh ATP
• Nukleotida berperan penting dalam menyimpan informasi biologi (informasi genetika)
• Alur informasi dari DNA ke RNA sampai protein adalah salah satu
dari prinsip pokok dari biologi molekul disebut "dogma sentral."
Protein
RNA
DNA
transcription
translation
CCTGAGCCAACTATTGATGAA
PEPTIDE
CCUGAGCCAACUAUUGAUGAA
Central Dogma: DNA -> RNA -> Central Dogma: DNA -> RNA -> ProteinProtein
Tata nama nukleosida dan mono, di dan trifosfatnyaTata nama nukleosida dan mono, di dan trifosfatnya
Basa Nukleosida Nukleotida
Nukleosida monfosfat
Nukleosida difosfat
Nukleosida trifosfat
RNA Adenin Adenosin AMP ADP ATP
Guanin Guanosin GMP GDP GTP
Sitosin Sitidin CMP CDP CTP
Urasil Uridin UMP UDP UTP
DNA Adenin Deoksi adenosin dAMP dADP dATP
Guanin Deoksi Guanosin dGMP dGDP dGTP
Sitosin Deoksi sitidin dCMP DCDP dCTP
Timin Deoksi timidin dTMP dTDP dTTP
Fig. 13.2, p. 215
DNA
AirAir
• Air:– Penyusun 2/3 dari tubuh.– Diperlukan untuk reaksi kimia di dalam sel.– Menjaga sel dalam ukuran dan bentuknya.– Membantu dalam homeostasis, menjaga
perubahan temperatur tubuh.– Air merupakan bahan yang paling banyak
terdapat di dalam sel (sekitar 90 %), merupakan medium untuk reaksi di dalam sel
– di dalam sitoplasma terdapat unsur yang terbatas, empat diantaranya C, H, N, dan O yang menyusun dari 99 % dari berat sel
Here is a list of Elements, Here is a list of Elements, symbols, weights and biological symbols, weights and biological
roles. roles.
ELEMENT (Symbol)Atomic Weight Biological role
• Calcium (Ca) 40.1 Bone; muscle contraction
• Carbon (C) 12.0 Constituent (backbone) of organic molecules
• Chlorine (Cl) 35.5 Digestion and photosynthesis
• Copper (Cu) 63.5 Part of Oxygen- carrying pigment of mollusk blood.
• Fluorine (F) 19.0 For normal tooth enamel development
• Hydrogen (H) 1.0 Part of water and all organic molecules
ELEMENT (Symbol)Atomic Weight Biological role
• Iodine (I) 126.9 Part of thyroxine (a hormone)
• Iron (Fe) 55.8 Hemoglobin, oxygen caring pigment of many
animals• Magnesium (Mg) 24.3 Part of chlorophyll, the
photo- synthetic pigment; essential
to some enzymes.• Manganese (Mn) 54.9 Essential to some enzyme
actions.• Nitrogen (N) 14.0 Constituent of all proteins
and nucleic acids.
• Oxygen (O) 16.0 Respiration; part of water; and in nearly all
organic molecules.• enzyme.
ELEMENT (Symbol)Atomic Weight Biological role
• Phosphorus (P) 31.0 High energy bond in ATP.• Potassium (K) 39.1 Generation of nerve
impulses.• Selenium (Se) 79.0 For the working of many
enzymes.• Silicon (Si) 28.1 Diatom shells; grass leaves.• Sodium (Na) 23.0 Part of Salt; nerve
conduction• Sulfur (S) 32.1 Constituent of most proteins.
Important in protein structure:
Sulfide bonds are strong.• Zinc (Zn) 65.4 Essential to alcohol oxidizing
KOMPOSISI KIMIA (DALAM SEL BAKTERI)
Persen total berat sel
Banyak jenis dalam setiap molekul
Air 70 1
Ion orgnik 1 20
Gula dan pembentuknya 1 250
Asam amino dan pembentuknya 0,4 100
Nukleotid dan pembentuknya 0,4 100
Asam lemak dan pembentuknya 1 50
Molekul kecil lain 0,2 ~300
Makromolekul (protein, asam nukleat, dan polisakarida
26 ~3000