TOPIK 1 DAN 2 IBDBIOKIMIA

2015DWIRINI RETNO GUNARTI

BIOMAKROMOLEKUL

Biomakromolekul di dalam sel:• Karbohidrat• Lemak/ Lipid• Protein• Asam Nukleat

Definisi• Suatu polihidroksi aldehid atau keton • Senyawa yang dihidrolisis menghasilkan aldehid atau

keton. Jenis: Karbohidrat sederhana:Mono sakarida: glukosa, fruktosa, , eritrosaDisakarida: sukrosa, laktosaKarbohidrat kompleks:

Glikogen (hewani), Amilum/ pati (nabati) Selulosa (tanaman), khitin (belalang dan sejenisnya)

KARBOHIDRAT

Karbohidrat sederhana•Pembagian lain:

•Oligosakarida: 2-6 monosakarida: sukrosa, laktosa

•Polisakarida: > 6 monosakarida• Homopolisakarida:glikogen, amilum, • Heteropolisakarida: glikosaminoglikan

•ISOMER:•Stereoisomer: cis-trans•Optical isomer

Karbohidrat kompleks

Ikatan antar monosakarida:Glikogen: α(14) di otot, hati.Amilum/pati: α(14) (di dalam daun, buah dan umbi)Selulosa (tidak tercerna): β(14) batang kayu.

Lainnya: Khitin: glikosamino glikan (GAGs) kerangka belalang, struktur: A-B-A-B (A dan B adalah 2 karbohidrat yg berbeda)

LIPID• Asam Lemak : minyak goreng (asam palmitat dkk.),

cair pada suhu ruang.

• Fosfolipid: lipid penyusun membran sel, organel, misel, liposom, salah satu karbon gliserolnya mengikat fosfat. Konsistensi ditentukan oleh jumlah ikatan rangkap yang terdapat pada kaki-kaki fosfolipid.

• Trigliserida: lipid komponen terbanyak dalam sel adiposit, padat kenyal

• Kolesterol: lipid ini dijumpai menyisip dalam membran sel, organel, dan membentuk ester dg asam lemak (kolesterol ester) di inti lipoprotein dan sitoplasma. Makin banyak jumlah kolesterol di membran menyebabkan kelenturan membran berkurang ( fluiditas menurun). Kolesterol adalah bahan baku hormon steroid.

Asam lemak dan trigliserida:a. Struktur dasar TGb. Asam stearat yang

banyak terdapat pada lemak hewani.

Asam lemak penyusun TG dapat berasal dari jenis asam lemak jenuh (kiri bawah) ataupun tidak jenuh (kanan bawah)

Misel & hormon steroidMisel sabun (kiri) tersusun dari asam-asam lemak.Kaki kaki non polar menghadap kedalam, kepala polar (bermuatan negatif berada diluar lingkungan air).

Kolesterol (kanan) adalah bahan baku sintesis testosteron, estrogen dan hormon steroid lainnya.

PROTEIN

Ikatan yg menstabilkan struktur beta

Sintesis Protein

Dimulai dg lepas dari histon s/d terbukanya heliks menjadi untai ganda DNA lurus, menjadi terbelah.

Sintesis Protein1. Transkripsi2. Translasi3. Proses pasca translasi4. Protein targeting• Transkripsi• Transkripsi adalah sintesis RNA dari DNA template.• Dikatalisis oleh enzym RNA polimerase menghasilkan RNA single strand

yang identik dgn salah satu strand DNA tetapi T diganti U (yi: strand DNA yg complemter dgn DNA template) (hnRNA)

• DNA template dikopi dari arah 3’5’ sehingga terbentuk RNA dgn arah 5’ 3’. Hn RNA akan terpecah menjadi mRNA, tRNA dan rRNA.

• RNA polimerase berbeda dgn DNA polimerase, dalam hal ini tidak memerlukan primer utk inisiasi sintesis strand RNA.

• Kodon dalam mRNA dibaca secara berurutan dalam arah dari 5’ 3’, mulai dari 5’AUG (start codon) yi. Metionin, berakhir dgn 3’terminasi (stop codon) yi. UAG, UGA atau UAA.

• Translasi meliputi 3 tahapan: Inisiasi Elongasi Terminasi• Inisiasi:• Inisiasi meliputi pembentukan suatu komplek yg tersusun dari ikatan

methionyl-tRNA dg AUG startcodon dan dg P-site ribosom.• Proses inisiasi translasi memerlukan GTP dan protein faktor inisiasi eukariotik.

• Proses elongasi polipeptida meliputi 3 tahapan:1. Pengikatan aminoacyl-tRNA ke A-site ribosom,dimana terdapat kodon kedua

mRNA.2. Pembentukan ikatan peptida antara aa1 dg aa2.3. Translokasi, pergeseran mRNA dlm ribosom sehingga pd A-site terletak

kodon ke-3.• Ketiga tahap elongasi diatas berulang s/d kodon terminasi. Kemudian release

factor terikat pd ribosom menyebabkan protein lengkap terlepas dari ribosom.

• Translasi meliputi 3 tahapan: Inisiasi Elongasi Terminasi• Inisiasi:• Inisiasi meliputi pembentukan suatu komplek yg tersusun dari ikatan

methionyl-tRNA dg AUG startcodon dan dg P-site ribosom.• Proses inisiasi translasi memerlukan GTP dan protein faktor inisiasi eukariotik.

• Proses elongasi polipeptida meliputi 3 tahapan:1. Pengikatan aminoacyl-tRNA ke A-site ribosom,dimana terdapat kodon kedua

mRNA.2. Pembentukan ikatan peptida antara aa1 dg aa2.3. Translokasi, pergeseran mRNA dlm ribosom sehingga pd A-site terletak

kodon ke-3.• Ketiga tahap elongasi diatas berulang s/d kodon terminasi. Kemudian release

factor terikat pd ribosom menyebabkan protein lengkap terlepas dari ribosom.

Asam nukleat

•Bahasan: Asam Nukleat: gula ribosa, basa nitrogen, fosfat. Ikatan kimia yang mempertahankan heliks-alfa DNA RNA

Struktur DNA

Cara nukleotida bergandengan membentuk untai DNA atau RNA. Fosfat mengikat gula ribosa didepan dan dibelakangnya.

Basa Nitrogen:

Ribosa fosfat- Basa nitrogen

Perbedaan DNA dan RNA

Terletak pada:

gula ribosa yang menyusunnya.

Basa nitrogen Urasin di RNA, basa nitrogen timin di DNA.

Ikatan antar nukleotida

DNA Double helix

MEMBRAN SEL

MEMBRAN SEL

Struktur membran lipid bilayer:Mengandung: fosfolipid, glikolipid, kolesterol, protein integral atau perifer.Bersifat: fluid, asimetri

Mekanisme transport zat menembus membran

DIFUSI SEDERHANA

DIFUSI BERFASILITAS

1. Kanal

2. Ionofor

Contoh Ionofor

TRANSPOR AKTIF: memerlukan ATP untuk proses transpor

TRANSPOR PARTIKEL BESAR

Gambar: Transpor partikel besar: padat dengan cara fagositosis, terlarut-pinositosis, dan transport menggunakan reseptor.

HORMON

DEFINISI• adalah zat yg dihasilkan oleh suatu kelenjar

endokrin, kemudian disekresikan ke dlm darah, dan sampai ke sel sasaran di jaringan lain dlm tubuh menimbulkan efek fisiologis.

• Merupakan senyawa yg mempunyai kerja AUTOKRIN dan PARAKRIN

GAMBAR: ENDOKRIN, PARAKRIN & AUTOKRIN

PENGGOLONGAN HORMON

BERDASARKAN: I. SENYAWA ASAL/PREKURSORNYA

II. MEKANISME KERJANYAIII. TEMPAT PRODUKSINYAIV. FUNGSINYA:

A. MENGATUR BAHAN BAKARB. MENGATUR KADAR NATRIUM & AIRC. MENGATUR KADAR KALSIUMD. MENGATUR PERTUMBUHAN, DIFFERENSIASI

& REPRODUKSI

* Penggolongan Hormon1. Biosintesis/modifikasi2. Komposisi kimia3. Daya larut4. Lokasi reseptor5. Sifat sinyal yang digunakan untuk perantara kerja H dalm sel

A. HORMON HIPOFISIS POSTERIOR

* OT=OKSITOSIN, VP=VASOPRESIN, ADH=ANTIDIURETIK HORMON

B. HORMON HIPOFISIS ANTERIOR

SINTESIS HORMON

TEMPAT SINTESIS• NORMAL: Hipotalamus, kel. Hipofise anterior& posterior,

kel. Tiroid & Paratiroid, Sel Pulau Langerhans Pankreas, Korteks & Medula Adrenal, Gonad, Plasenta, Sel tertentu di Saluran Cerna & Miokardium

• ABNORMAL: Hormon yg dihasilkan oleh neoplasma nonendokrin, dsbt: H. Ektopik

PROSES SINTESIS• HORMON YG BERASAL DARI PEPTIDA:

Sintesisnya spt protein yg lain, terjadi di ribosom memerlukan m.RNA

• HORMON YG BERASAL DARI AS. AMINO:Contoh: AS. AMINO TIROSIN1. T3 &T4 disintesis di sel folikel kel.Tiroid dan

disekresikan ke dlm koloid. 2. H. Katekolamin (E, NE & DOPAMIN) disintesis

terutama di neuron simpatis, medula adrenal & lokasi tertentu di Susunan Saraf Pusat.

L-FENILALANIN

H. T3 & T4

L-TIROSIN

L-DOPA

DOPAMIN

NOREPINEFRIN

EPINEFRIN

H. KATEKOLAMIN

L-TIROSIN

MONOIODOTIROSIN (MIT)

DIODOTIROSIN (DIT)atau

DIODOTIROSIN (DIT)

DIODOTIROSIN (DIT)

DIODOTIROSIN (DIT)

I2

+

T4

+

T3

MONOIODOTIROSIN (MIT)

+

• HORMON YG BERASAL DARI STEROIDCONTOH:1. KORTISOL

Disintesis di zona fasikulata korteks adrena 2. ALDOSTERON

Disintesis di zona glomerulus korteks adrenal3. ANDROGEN ADRENAL

Disintesis di zona retikularis korteks adrenal

4. TESTOSTERON Disintesis di testis.

5. ESTROGEN Disintesis di sel granulosa ovarium

6. PROGESTERON Disintesis di korpus luteum

7. ANDROGEN Disintesis di sel teka & stroma ovarium

POLIPEPTIDA GLIKOPROTEIN STEROID AS.AMINO

ACTH FSH ALDOSTERON EPINEFRIN

Angiotensin I, II hCG KORTISOL NOREPINEFRIN

Kalsitonin LH 1,25-dihidrokolekalsiferol

T4

Kolesistokinin TSH Estradiol T3

Gastrin Progesteron

Glukagon As. Retinoat

GH Testosteron

Insulin

Faktor Pertum-buhan: IGF

MSH

Oksitosin

PTH, ADH

TRANSPOR HORMON

• GOLONGAN STEROID Larut dlm lemak/pelarut lemak, shg spy dapat diangkut oleh

darah harus terikat dengan PROTEIN TRANSPOR SPESIFIK (yi: GLOBULIN)

• GOLONGAN PEPTIDALarut dlm air, shg tdk memerlukan protein transpor

• GOLONGAN ASAM AMINODapat bersifat spt steroid dan peptida

RESEPTOR HORMON

• Merupakan molekul protein spesifik pengenal hormon

• Bukan merupakan protein transpor• Jumlah reseptor dpt berubah-ubah• Bersifat mobil (dpt bergerak/berpindah)• Jumlah protein reseptor< protein transpor• Afinitas protein reseptor>protein transpor

Gbr 3

KONTROL UMPAN BALIK(FEED BACK)

• TUJUANUntuk mengatur (regulasi) sintesis & sekresi hormon

1. UMPAN BALIK NEGATIF

2. UMPAN BALIK POSITIF

A. Mekanisme kerja hormon yg reseptornya di permukaan sel

1. Jaringan sasaran hrs memiliki kemampuan mengenali adanya hormon tertentu, yi dg menggunakan reseptor. Struktur reseptor dpt sbg molekul kecil (h. katekolamin), dpt juga sbg molekul besar (h.glikoprotein).

2. Ikatan reseptor & hormon (Res-H) disbt sbg: CARAKA PERTAMA akan berikatan dg prot-G ditransduksikan mjd SINYAL KIMIA pasca reseptor didlm sel mencetuskan suatu jenjang reaksi biokimia yg dpt mengaktifkan sistem efektor intrasel spt: cAMP (siklik AMP); IP3 (inositol 1,4,5-trifosfat), DAG (diasilgliserol) & ion kalsium ini disbt sbg CARAKA KEDUA didlm sitosol.

3. Caraka kedua menimbulkan respon fisiologis spesifik terhadap jaringan sasaran, spt: PENGAKTIFAN ENZIM, SINTESIS PROTEIN BARU UTK PERTUMBUHAN/DIFERENSIASI SEL.

GAMBAR: MEKANISME KERJA HORMON YG RESEPTORNYA

DI PERMUKAAN

Caraka pertama

B. Mekanisme kerja hormon yg reseptornya intrasel

1. Hormon berdifusi ke dlm sel

2. Hormon berikatan dg reseptor intrasel terjadi pengaktifan bagian tertentu GENOM terjadi induksi Sintesis RNA.

GAMBAR: MEKANISME KERJA HORMON YG

RESEPTORNYA INTRASEL

SEKIANSELAMAT BELAJAR