BLOK BIOMEDIK - IBIOLOGI MOLEKULER

BIOMEDIK/BIOLOGI MOLEKULERDefinisi ., ilmu yang mempelajari fungsi dan organisasi jasad hidup ( organisme ) di tinjau dari struktur dan regulasi molekuler atau komponen penyusunan nya Suatu ilmu yang mempelajari organisasi, aktivasi dan regulasi gen pada aras molekul

Aspek Biologi Kehidupan

Jasad hidup ; Jasad hidup selular Tersusun atas satuan unit sel Contoh ; jamur, hewan dan manusia . Jasad hidup non selular jasad hidup bersifat parasit obligat /menunjukkan ciri ciri hidup jika berada pada jasad hidup yang sesuai . Contoh ; Virus,bakteriofag. Berdasarkan satuan dasar hidup , jasad hidup di bedakan - Jasad hidup bersel tunggal ( unicelular ) - Jasad hidup bersel banyak( multicelular)

Berdasarkan organisasi dan struktur rinci sel , maka jasad hidup selular dibedakan ; - Prokaryot sederhana ; pembagian ruang belum ada. Semua komponennya sel prokaryot, termasuk bahan genetik nya terletak di dalam sitoplasma. - Eukaryot lebih teratur dan pembagian ruang sudah jelas .

Eukaryot dapat dibedakan : - Eukaryot tingkat rendah . - Eukaryot tingkat tinggi . Perbedaan keduanya diatas, adanya diffrensiasi sel pada jasad eukaryot tingkat tinggi.

Sel Prokaryot Sel sangat sederhana Struktur utama terdiri dari ; 1. Dinding sel 2.Membran plasma 3. Ribosom 4. Bahan genetik Inti sel tidak mempuinyai pembungkusStruktur DNA ,tidak terikat dengan histon

Sel Eukaryot Organella yang penting ; Mitokhondria untuk energi selular Retikulum endoplasmik ,terdiri dari ; - Retikulum endoplasmik kasar ; berfungsi untuk proses sekresi protein dan tempat melekatnya ribosom . - Retikulum endoplasmik halus ; berfungsi untuk tempat detoksifikasi dan sintesis lemak .Badan golgi berperan dalam sintesis dan penyor tiran protein.Vakuol tempat penyimpanan air serta produk meta bolisme.

EUKARYOT dan PROKARYOT

sel ?Sel merupakan unit terkecil dari fungsionalsuatu jaringan dan organ hidup

Robert Hooke (1635-!703 ) sel ,sebagai satuan dasar minimum suatu jasad hidup yang mampu melakukan perbanyakan diri (self duplication ) Sel disusun oleh komponen kimiawi utama , yaitu protein ,asam nukleat ,lemak dan polisakarida.

Sel adl suatu satuan yg dinamis, perubahan sel dapat berupa pertambahan ukuran dan volume, karena adanya proses pertumbuhan / perubahan fungsi, misalnya karena proses difrensiasi.

Kenapa belajar mengenai sel ?

Hubungan dengan bidang ilmu lain Dasar dari biologi sel

Doktrin sel

Bahwa semua sel berasl dari sel yang sudah ada sebelumnya dan masing-masing sel mempunyai sistem kehidupan sendiri .

Struktur sel

Komponen : LIPID , PROTEIN.ASAM NUKLEAT dan POLISAKARIDA.Terdiri dari : Sitoplasma Inti sel ( nukleus ) Membran sel Selubung inti (nuclear membrane) Retikulum endoplasmik Mitokondria Ribosom Apparatus golgi ( kompleka golgi )Lisosom

STRUKTUR SEL

STUKTUR SEL

SitoplasmaKomponen terluar dari sel dan pemisah plasma membran ( plasmalema )Membran plasma ,mrngandung protein integrin yang berhubungan dengan filamen sitoskeleton sitoplasma dan molekul ekstra selTerdiri dari : matriks ( cytoplasmic matrix ) hyaliplasmic dan berisi {organel ,sitoskeleton dan deposit dari lipid,KH dan pigmen .Terbagi - ektoplasma perifer,sitoplasma dekat membran plasma.cairan lebih kental- endoplasma sebelah dalam dari ektoplasma,cairan lebih encer.

Molecular Organization of the Cell Membrane

Cell permeability

Intracellular ion enviroment

1. Lipid (40%) : - Phospholipid : * Phosphatidylcholine (lecithin) * Phosphatidylethanolamine (cephalin) - Sphingomyelin - Cholesterol

Proteins (55%) : a. Integral proteins usually they are insoluble in water solutions, are associated with lipid this proteins may be attached to oligosaccha rides forming glycoproteins

b. Peripheral proteins are soluble in aqueous solutions, and are usually free of lipids

3. Carbohydrates (5%) oligosaccharide : - glycoproteins - glycolipids - glycocalyxComposition of Cell Membrane

Cell_membrane_detailed_diagram.svg (SVG file, nominally 877 361 pixels, file size: 476 KB)

Two layer of phospholipids molecules self assemble so that their water soluble (hydrophilic) heads form the surface and interior of the membrane, and the water insoluble (hydrophobic) tails face each other.

Hydrophilic headsHydrophobic tails

Pergerakan materi menembus membran selPrinsip dasar : * TRANSPORT PASIF * TRANSPORT AKTIFMekanisme transport pasif ; difusi dialisis osmosis difusi terfasilitasi filtrasi

Dinding sel Bakteri mengandung protein,lemak dan polisakarida Berdasarkan komposisi dinding sel nya ,maka bakteri dapat di kelompokkan menjadi bakteri gram positip dan gram negatif .Bakteri berkapsul , fungsinya ; sebagai pelindung sel terhadap tekanan osmotik dan mekanik dan memberikan bentuk .

Membran plasma Terdiri dari lemak dan protein Berfungsi sebagai selaput sel , semipermiabel.Bakteri gramPositif membran plasma membentuk lipatan Mesosom.Bagian yang menghadap sitoplasma mesosom, berasosiasi dengan DNA.

Ribosom Terdiri atas protein dan molekul RNA ( ribo nucleeic acid ) Berfungsi dalam proses translasi ( sintesis protein ) Prokaryot mempunyai bahan genetik tambahan , disebut plasmid .Eukariot sub unit RNA ,di nukleus,di mana proteinnya di buat di sitoplasma inti dan bergabung dengan rRNA.

Ribosom sifat basofilik banyak gugus fosfat sebagai unsur rRNAmRNA poliribosom dan pembawa sandi untuk urutan asam amino ( aa ) dari protein yang di bawa selPliribosom yang melekat membran RE,melalui sub unit besar menerjemah mRNA

Retikulum endoplasmaMerupakan jalinan saluran dan kantung yang saling beranastomose yang dibentuk oleh membran dan membentuk ryang sisterna (sistem membran )Ada 2 : 1. Retikulum endoplasma kasar = RER (rough endoplasmic reticulum ) 2.Retikulum endoplama halus = SER (smooth endoplasmic reticulum )

Retrikulum endoplama kasar /RER :Sekresi protein ,cth : sel asini panjkreas sekresi enzim pencernaan ,fibroblas ( kolagen ),dan sel plasma ( imunoglobulin )Mempunyai poliribosom ciri dari RER Disusun oleh sisterna gepeng yang menyerupai kantungFungsi : - memisahkan protein yang tidak digunakan di sitosol - sintesis fosfolipid,perakitan protein dan modifikasi proses translasi dari polipeptida yang baru di bentuk .

Retikulum endoplasma halus /SERTidak memiliki poliribosom membran halusSisterna tumpukan saluran yang saling berhubungan ,bentuk dan ukuran bervariasiMempunyai kemampuan fungsional khusus,cth :- sel korteks adrenal hormon steroidBanyak dijumpai di sel hati oksidasi,konjugasi dan metilasiSintesis fosfolipid semua membran.Mengandung enzim glukosa- 6-fosfatase.

MITIKONDRIAmitokondria sebagai butiran-butiran kecil seperti benang dan dapat bergerak aktif serta dapat membelah diri tanpa diikuti oleh pembelahan sel. Pembelahan mitokondrian diperkirakan melalui pembelahan yang sangat sederhana yakni pembelahan Amitosis (Altman ,1980 )Bentuk bervariasi ,tergantung dari aktivitasnya dan panjangnya 2 3 mikron

Mitokondria..Mikroskop 2 lapisan 1. membran luar ( outer membrane )2. membran dalam ( inner membran )Diantara ke -2 membran cairan dan merupakan tempat terjadi siklus crebMembran dalam membentuk lipatan lipatan kearah dalam ( krista ) dan ini tergantung pada aktivitas kristaMembran dalam partikel partikel dsn tempat berlangsung proses oksidasi reduksi, posforilasi oksidatif dan pembentukan ATP.

Membran dalam ion ion, seperti Ca,P ,Mg yang berguna untuk keseimbangan ion di dalam sel.Juga terdapat enzim sitokrom dan flavoprotein yang mengandung ion Fe untuk mengatur respirasi, ( enzim respirasi )Koenzim Q dan Oksidatif posforilasi.Matriks,di jumpai enzim kreb ( Krebcitic acid cycle enzymes ) ,enzim untuk sintesis protein / lipid dan DNA ,RNA untuk pembelahan sel

MITOKONDRIA

MITOKONDRIA

Apparatus golgi /golgi kompleksBentuk pipih seperti jalaBagian yang memenjang sakkulusLetaknya pada semua sel,tidak sama.cth - kelenjar dekat inti- saraf mengelilingi inti - kel.pankreas tidak tetapGolgi kompak ( dewasa ) menghadap kutub bebas sel dan melepas butir butir dan berwarna cerah butir golgi ( golgi granul )/ vakuola golgi atau vesikel pemindah Butir butir makin lama makin gelap butir zimogen

Fungsi

tempat proses sintesis tempat pemekatan (membentuk struktur protein) tempat proses penambahan gugus/senyawa tempat penyimpanan sementara hasil produk

Apparatus golgi

LISOSOMTempat pencernaan intrasel dan pergantian komponen selAktifitas ; fagositik ,mis : makrofag ,leukosit dan neotrofil )mengandung berbagai enzim , terutama :enzim asam fosfatase , ribonuklease,deoksiribonuklease,protease lipase dan -glukoronidaseBentuk : bulat, : 0,05 0,5m ,bergranul yang merataMembran pembungkus enzim litik(lisosom) dari sitoplasmaLisosom primer tidak terlibat proses pencernaan Lisosom sekunder terlibat proses pencernaan

PROTEOSOMKompleks protease multipel mencerna protein yang akan di hancurkan dengan melekatkan pada ubiquitin ( protein kecil ,76 asam amino )Memiliki sebuah partikel inti berbentuk seperti tomg tdd 4 cincin yang saling bertumpukan,di mana setiap ujung partikel inti terdapat sebuah partikel pengatur yang mengandung ATP-ase dan mengandung ubiquitin.

PEROKSISOM ( Badan Mikro )

Mengatur oksigen di dalam sel ,metabolik ,proses detoksifikasi daalam sel dan pemecahan asam lemak menjadi asetil co-enzimA

SITOSKELETONJaringan kompleks yang tdd : mikrotubulus,filamen aktin ( mikrofilamen) dan filamen intermediatBerfungsi untuk pergerakan sel.Mikrotubulus Ditemukan dalam tonjolan sitoplasma silia dan flagella,fungsinya menyaring cairan dari permukaan sel.Garis tengah : luar 24 nm,panjang ,bervariasi

Mirotubule

Suatu heterodimer yang terdiri atas molekul tubulin alfa dan beta yang tersusun dari asam amino.Interfase ,berperan dalam pembentukan kerangka sel mempertahankan bentuk sel

Pada sel saraf (axon) mikrotubulus disebut juga Neurotubulus dengan ukuran sedikit lebih besar dari pada neurofilamen yang berjalan longitudinal

Neurotubulus berfungsi untuk pertumbuhan penjuluran sel saraf yang sedang berkembang, begitu pula untuk membantu transport berbagai organel dari perkarion ke tepi.

Filamen aktin ( Mikrofilamen )- aktivitas kontraksi- aktin dan miosin rotein otot ,filamen halus dengan 5 7 nmSel , dapat tersusn dalam berbagai bentuk :1. otot rangka mikrofilamen dalam berkas parasikral dan berintegrasi dengan filamen miosin tebal ( 16 nm)2. korteks sel mikrofilamen membentuk selubung tipis dan berhubungan denhan aktivitas : endositosis, eksositosis dan migrasi sel.

3. berperan dalam menggerakkan komponen sitoplasma4. berhubungan dengan miosindengan membentuk cincin filamen,konstruksinya menimbulkan pembelahan sel5, pola yang tidak teratur pada sitoplasma kebanyakan sel

Filamen intermediat

Ukuran sedang , 10 12 nm ,Terdiri dari : - Keratin ,tdd 20 protein dan di jumpai pada epitel ( lapisan epidermis ,kuku ,tanduk dan sisik )- Vimentin karakteristik dari sel mesenkim ( suatu jaringan embrional ),protein tunggal ( 50 58 kDa ) dan dapat berpolimerisasi dengan desmin.

Filamen intermediat.

- Desmin ( skeletin ) ditemukan pada otot polos dalam garis Z pada votot rangka dan otot jantung ( 53 55 kDa )- Ftlamen glia ( protein asam fibrilar glia ) khas untuk astrosit,tidak dijumpai pada neuron - Neurofilamen tdd 3 polipeptida , BM tinggi ( 68,140 dan 210 kDa ) ,memiliki stuktur kimia dan peran yang berbeda beda pada fungsi sel