SENYAWA KIMIA DALAM SEL

Wiryatun Lestariana

Bagian BiokimiaFakultas Kedokteran UGM

Pendahuluan : ATOM

unit terkecil dari benda. Air, binatang, buah-buahan, manusia, laut adalah kumpulan atom-atom dengan kombinasi yang beraneka ragam

disusun dari subunit atomik (yang penting adalah proton, neutron, elektron)

Proton dan neutron mempunyai ukuran dan massa yang sama

proton (p+) mempunyai muatan listrik positif, sedang

neutron (n atau no) bersifat netral atau tidak bermuatan.

Elektron mempunyai muatan listrik negatif

Berdasarkan nomor atom, atom dapat Berdasarkan nomor atom, atom dapat diklasifikasikan menjadi kelompok-diklasifikasikan menjadi kelompok-kelompok yang disebut elemen.kelompok yang disebut elemen.Masing-masing elemen meliputi semua Masing-masing elemen meliputi semua atom-atom yang mempunyai nomor atom-atom yang mempunyai nomor proton samaproton samamasing-masing elemen mempunyai masing-masing elemen mempunyai simbul, simbul, Contoh: O untuk oksigen, N untukContoh: O untuk oksigen, N untuk

nitrogen dsb.nitrogen dsb.

Dalam reaksi kimia, elemen tidak dapat diubah menjadi senyawa yang lebih sederhana atom karbon (C) ya tetap atom C

tubuh manusia mengkontribusi 13 elemen dan jumlahnya dalam tubuh banyak

Elemen-elemen utama yang terdapat dalam tubuh manusia

Total elemen (%) Signifikansinya

1. Oksigen (O): 65 komponrn air dan senyawa lain, bentuk gas yang essensial untuk pernfasan2. Karbon (C): 18,6 terdapat dalam semua organ3. Hidrogen (H): 9,7 komponen air dan senyawa lain4. Nitrogen (N): 3,2 terdapat dlm protein, asam nukleat dan senyawa organik lain

5. Kalsium (Ca): 1,8 terdapat dalam tulang dan gigi, penting untuk fungsi membran, impuls syaraf, kontraksi otot, dan faktor penjendalan darah

Lanjutan

6. Fosfor (P): 1,0 Terdapat dalam tulang dan gigi,

asam nukleat dan senyawa

bertenaga tinggi

7. Potassium (K): 0,4 Penting untuk fungsi membran,

impuls syaraf, dan kontraksi otot

8. Sodium (Na): 0,2 Penting untuk volume darah,

fungsi membran, impuls syaraf,

dan kontraksi otot

9. Klorida (Cl): 0,2 Penting untuk volume darah,

fungsi membran dan absorbsi air

Lanjutan

10. Magnesium (Mg): 0,06 Kofaktor untuk banyak

enzim

11. Sulfur (S): 0,04 Terdapat dalam banyak

protein

12. Iron (Fe):0,007 Essensial untuk

transport oksigen, dan

penangkapan energi

13. Iodine (I): o,oo02 Komponen hormon

glandula tiroid

TRACE ELEMENTS = MIKRO ELEMEN

Sebagian berfungsi sebagai kofaktor, tetapi sebagian ada yang belum diketahui fungsinya

tetapi terdapat dalam tubuh Silikon (Si), fluorida (F), copper (CU), manganese (Mn), zink (Zn)’ selenium (Se), kobalt (Co), molibdenum (Mo), Kadmium (Cd), Kromium (Cr), aluminium (AL), boron (Bo)

Senyawa Kimia Dalam SelSenyawa Kimia Dalam Sel::

senyawa yang diperoleh dari senyawa yang diperoleh dari nutrien yang dimakan yang nutrien yang dimakan yang kemudian dibongkar, disintesis, kemudian dibongkar, disintesis, disimpan dan / atau dibongkar disimpan dan / atau dibongkar sesuai dengan kebutuhan tubuhsesuai dengan kebutuhan tubuh

NutrienNutrien: :

elemen dan molekul essensial elemen dan molekul essensial yang secara normal diperoleh yang secara normal diperoleh dari diet sehari-hari.dari diet sehari-hari.

MetabolitMetabolit: :

semua molekul (termasuk semua molekul (termasuk nutrien) yang dapat disintesis nutrien) yang dapat disintesis atau hasil pemecahan yang atau hasil pemecahan yang diperoleh dengan reaksi kimia diperoleh dengan reaksi kimia dalam tubuh dalam tubuh

Nutrien Nutrien dandan metabolit metabolit

Senyawa anorganik Senyawa OrganikSenyawa anorganik Senyawa Organik

Senyawa anorganikSenyawa anorganik:: senyawa yang secara umum tidak senyawa yang secara umum tidak

mengandung atom karbon dan mengandung atom karbon dan hidrogen: karbon dioksida produk hidrogen: karbon dioksida produk metabolisme dalam sel, oksigen gas metabolisme dalam sel, oksigen gas dari atmosfer yang diperlukan dalam dari atmosfer yang diperlukan dalam reaksi metabolisme, air jumlahnya reaksi metabolisme, air jumlahnya terbanyak dalam tubuh, asam terbanyak dalam tubuh, asam anorganik, basa anorganik yang anorganik, basa anorganik yang diperlukan untuk buffer dalam tubuhdiperlukan untuk buffer dalam tubuh

Senyawa organik:Senyawa organik: senyawa yang mengandung atom karbonsenyawa yang mengandung atom karbon dan hidrogen: karbohidrat, lipid, proteindan hidrogen: karbohidrat, lipid, protein

AIR:

dalam tubuh merupakan nutrien yang sangat penting, dapat dalam bentuk larutan atau campuran

LARUTAN:

campuran yang uniform dari 2 atau lebih

senyawa (substan).

Larutan mengandung solven dan solut

Sulut: atom, ion, atau molekul substan lain yang terdapat dalam larutanSolvent: pelarutnya (medium yang terdispersi): contoh disini yaitu :air

Senyawa anorganik

Banyak senyawa-senyawa anorganik yang disebut elektrolit, mengalami ionisasi, atau dissosiasi, dalam air membentuk ion-ion.Hidrofilik: Molekul yang interaksi secara cepat dengan molekul airHidrofobik: Molekul yang tidak dapat interaksi dengan air

pH: pH suatu larutan menunjukkan kadar ion hidrogen yang dikandungnya

Larutan dapat diklasifikasikan netral, asam atau basa tergantung dari harga pHnya

Asam dan Basa Anorganik Asam: dapat membebaskan ion

hidrogen Basa : memindah ion hidrogen dari

sutu larutanGaram: Suatu elektrolit yang mana ion hidrogennya diganti kation dan ion hidroksidanya (OH) diganti anion

Lanjutan

Buffer: memindah atau menggati ion hidrogen

dalam larutan. buffer-buffer atau sistem buffer dalam cairan

tubuh digunakan untuk mempertahankan pH

dalam cairan tubuh tetap normal.

Senyawa Organik

Karbon dan hidrogen merupakan komponen penting yang umumnya juga mengandung oksigen.4 besar senyawa organik dalam tubuh: karbohidrat, lipid, protein, asam nukleat

1. Karbohidrat: poli-, di-dan monosakarida. 1. Karbohidrat: poli-, di-dan monosakarida. Poli- dan disakarida dibentuk dari Poli- dan disakarida dibentuk dari monosakarida dengan sintesis dehidrasimonosakarida dengan sintesis dehidrasi

2. Lipid.2. Lipid.

* Meliputi lemak, minyak, dan wax.* Meliputi lemak, minyak, dan wax.

* * 5 senyawa penting senyawa derivat lipid:5 senyawa penting senyawa derivat lipid:

asam lemak, eikosanoid, gliserida,asam lemak, eikosanoid, gliserida,

steroid-steroid dan fosfolipid,steroid-steroid dan fosfolipid,

glikolipidglikolipid

Protein * mempunyai fungsi essensial dalam

tubuh.

* 7 tipe protein penting dalam tubuh

1. protein struktural

2. protein kontraktil 5. enzim

3. protein transport 6. hormon

4. protein buffering 7. antibodi

Lanjutan

Dalam reaksi enzimatik : substrat berinteraksi untuk menghasilkan produk dengan pengikatan pada sisi aktif enzim. Kofaktor adalah ion-ion atau molekul-molekul yang harus mengikat pada enzim sebelum substrat mengikat enzim

Lanjutan

Bentuk protein menunjukkan karakter fungsionalnya

Masing-masing protein bekerja terbaik pada suhu dan pH optimalnya

Protein akan rusak atau mengalami denaturasi pada suhu dan pH diluar harga kisaran normal

ASAM NUKLEAT

Rantai nukleotida yang masing-masing nukleotidanya mengandung gula, gugus fosfat dan suatu basa nitrogen, Gulanya adalah ribosa dalam RNA, dan deoksiribosa dalam DNA. Basa nitrogennya: adenin, guanin, sitosin, timin. RNA mengandung benang tunggal, mengandung urasil disamping timin

Menyimpan dan pusat proses informasi pada level molekul

Lanjutan

2 macam asam nukleat 1. deoxyribonucleic acid (DNA)

2. ribonucleic acid (RNA)

Tabel: Elektrolit penting yang berdisosiasi dalam cairan tubuh

Elektrolit Ion yang dibebaskan

NaCl Na+ + Cl-

KCl K+ + Cl-

CaPO4 Ca++ + PO4--

NaHCO3 Na+ + HCO3-

MgCl2 Mg+ + 2Cl-

Na2HPO4 2Na+ + HPO4-

Na2SO4 2Na+ + SO4--

Fungsi 1. Elektrolit dan cairan tubuh

Perubahan kadar elektrolit dalam tubuh akan mengganggu hampir semua fungsi fital

Misal: rendahnya kadar ion K mengakibatkan paralisis otot pada umumnya dan tingginya kadar ion K akan mengakibatkan kelemahan dan detak jantung irregular

Kadar ion-ion dalam cairan tubuh diatur secara hati-hati terutama oleh koordinasi aktivitas pada ginjal (ekskresi ion), traktus digestifus (absorbsi ion) dan sistem skeletal (penyimpanan dan pembebasan ion)

2. pH dalam cairan tubuh (kadar ion hidrogen dalam cairan tubuh). *Jumlah yang berlebihan akan merusak ikatan kimia , mengubah bentuk dari molekul kompleks,

dan secara umum merusak sel dan

fungsi jaringan, shg kadar ion hidrogen harus diatur secara hati-hati

Lanjutan pH pH suatu larutan 7 dikatakan netral

pH larutan < 7 dikatakan asam pH larutan > 7 dikatakan basa (alkalis) pH darah normal 7,35 – 7,45 pH darah >>> dapat mengakibatkan kerusakan

sel dan jaringan karena pecahnya ikatan kimia, perubahan bentuk protein, dan perubahan fungsi selluler dan kontraksi otot skelet dapat tidak terkontrol dan terganggu

pH darah < 7 dapat berakibat koma

KARBOHIDRAT

Penting sebagai sumber energi

Glukosa penting sebagai bahan bakar dalam tubuh

Glikogen merupakan simpanan karbohidrat dalam tubuh di otot dan di hati

LIPID

Sebagai cadangan simpanan energi dalam bentuk trigliseridaKomponen struktural penting semua selDerifat lemak banyak fungsi dalam tubuh* eikosanoid:

Leukotrien : kelas eikosanoid yang diproduksi terutama oleh sel yang terlibat dalam koordinasi respon untuk luka atau penyakit

Prostaglandin dibebaskan dari sel untuk koordinasi aktivitas langsung selluler lokal. Dibebaska oleh jaringan yang di rusak dan sering disebut hormon lokal

3. Steroid3. Steroid

Hormon kelamin: pengaturan dalam fungsi seksual kolesterol; komponen membran untuk mempertahankan keutuhan membran baik untuk pertumbuhan dan divisi sel

4. Protein4. Protein

Sebagai supportSebagai support

Pergerakan: protein kontraktilPergerakan: protein kontraktil

TransportTransport

BufferingBuffering

Pengaturan metabolikPengaturan metabolik

Koordinasi dan kontrolKoordinasi dan kontrol

LanjutanLanjutan

Pertahanan: protein rambut, Pertahanan: protein rambut, kulit, hidung untuk proteksi kulit, hidung untuk proteksi cemaran lingkungan, antibodi: cemaran lingkungan, antibodi: komponen respon imumkomponen respon imum

Protein sebagai faktor Protein sebagai faktor penjendalan darahpenjendalan darah

Enzim sebagai biokatalisatorEnzim sebagai biokatalisator

SELAMAT BELAJARSELAMAT BELAJAR

SUKSES SELALUSUKSES SELALU