KONSEP BIOKIMIA DAN BIOMOLEKULER Oleh Zaenal Arifin.S.Kep.Ns.M.Kes

Pendahuluan Biokimia adalah ilmu yg mempelajari berbagai molekul dalam sel hidup serta organisme hidup. Harapannya mahasiswa keperawatan memahami cara pemeliharaan kesehatan dan penanganan penyakit secara efektif. Biokimia merupakan ilmu kimia kehidupan Asal dari kata bios artinya hidup

Definisi Secara formal diartikan ilmu pengetahuan yang mempelajari dasar kimia kehidupan. Sel merupakan unit struktural kehidupan Definisi fungsional biokimia adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari unsur kimia pembentuk sel hidup dengan reaksi dan proses yang dijalaninya. Ruang lingkup: pengetahuan biologi sel, biologi molekuler, genetika molekuler.

Tujuan Tujuan utama: memahami secara lengkap semua proses kimia yang berkaitan dengan sel-sel hidup pada tingkat molekuler. Salah satu contoh memahami dasar molekuler: kontraktilitas otot. Tujuan lain: memahami bagaimana kehidupan dimulai.

Hubungan timbal balik ilmu biokima Misal pengetahuan tentang struktur dan fungsi protein sangat diperlukan untuk menjelaskan perbedaan biokimiawi tunggal antara hemoglobin normal maupun protein lain. Garrot: menggambarkan hubungan ini dengan penelitiannya tentang kelainan bawaan hingga dijadikan landasan biokimia genetika sekarang.

Landasan biokimia penyakit Semua penyakit merupakan manifestasi kelainan molekuler, reaksi atau proses kimia Berbagai faktor penyebab utama penyakit: - penyebab fisik: trauma mekanik, suhu radiasi dll. - Penyebab kimiawi: obat, senyawa toksik. - Penyebab biologik: virus, bakteri, parasit. - Kekurangan oksigen: deplesi, gg pasokan darah. - Kelainan genetik: konginetal - Reaksi imunologik: autoimun, anafilaksis. - Gangguan keseimbangan nutrisi - Gangguan keseimbangan endokrin

Beberapa contoh penyakit yang disebabkan aspek biokimia Skorbut : penyebab defisiensi vitamin C Kwashiorkor: penyebab defisiensi protein Aterosklerosis: faktor genetik,makanan dan lingkungan Fenilketonuria: penyebab mutasi gen untuk enzim Fibrosis kistik: penyebab mutasi dalam gen .

Beberapa kegunaan biokima Mengungkap penyebab dan mekanisme dasar terjadinya penyakit: misal pengungkapan sifat defek genetik pada fibrosis kistik. Mengusulkan penanganan penyakit secara profesional: diet rendah fenilalanin pada fenilketonuria. Membantu penegakan diagnosa penyakit

Membantu penilaian respon penyakit terhadap terapi. Bertindak sebagai uji tapis bagi penegakan diagnosa dini penyakit tertentu: penggunaan pengukuran tiroksin untuk hipotiroid membantu pemantauan perjalanan penyakit: penggunaan enzim plasma Alanin aminotransaferase (ALT). Membantu penilaian respon penyakit terhadap terapi. lanjutan

Biomolekul Tubuh manusia terdiri dari beberapa unsur yang bergabung membentuk makromolekul. Kompisisi dasar tubuh manusia terdiri dari: karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen sebagai unsur utama. Karbon: 50%, oksigen 20%, Hidrogen 10%, Nitrogen 8,5%, Kalsium 4%, Fosfor 2,5%, K 1%, S 0,8%, Na 0,4%, Cl 0,4%, Magnesium 0,1%, Fe 0,01%, Mangan 0,001%, Yodium 0,00005%

Biomolekul kompleks utama Deoksinukleosida (DNA): untuk materi genetik Ribonukleosida (RNA): untuk tempat sintesis protein Protein (Asam amino):kelangsungan kerja fungsional enzim. Polisakarida (glukosa): simpanan energi Lipid (asam lemak): komponen membran.

Komponen Utama Tubuh Manusia Protein 17% Lemak 13,8% KH 1,5% Air 61,6% Mineral 6,1% Sel merupakan unit dasar biologi

Teknik Untuk pemecahan dan isolasi sel Ekstraksi: merupakan langkah awal pengisolasian organel, biasanya menggunakan larutan sukrosa 0,25 mol/L dengan PH 7,4. Homogenisasi Sentrifugasi (Pemusingan) Dengan homogenisasi dan pemusingan maka bisa dipisahkan supernatan dan organelnya.

Organel intrasel utama, penanda dan fungsinya Nukleus (penanda DNA): fungsi tempat kromosom, transkripsi dan sintesis RNA Mitokhondria (penanda Glutamat dehidrogenase): respirasi sel, siklus asam sitrat, fosforilasi okasidatif. Ribosom (penanda kandungan RNA tinggi): tempat transisi mRNA menjadi protein. Retikulum Endoplasma( penanda glukosa 6 fosfat): ribosom yg terikat merupakan temapat utama sintesis protein, sintesis lipid, oksidasi banyak xenobiotik

Lisosom (penanda asam fosfatase): tempat berbagai hidrolase Membran plasma (penanda Na K ATPase, 5- Nukleotidase): pengangkutan molekul ke dalam dan keluar sel, adhesi dan komunikasi antar sel. Aparatus golgi (penanda galaktosil tgransferase): tempat penyortiran protein intra sel, reaksi glikolasi, reaksi sulfasi Peroksisom: degradasi asam lemak, produksi dan degradasi hidrogen peroksida Sitoskeleton: filamen intermediat, mikrofilamen,mikrotubulus. Sitosol (penanda laktat dehidrogenase): enzim glikolisis, sintesis asam lemak. lanjutan

Metode memurnikan biomolekul Fraksionasi garam: pengendapan dengan amonium sulfat. Kromatografi: kertas, pertukaran ion, lapis tipis, gas cairan Filtrasi gel Elektroforesis: kertas, voltase tinggi, agarosa, selulosa asetat,poliakrilamida Ultrasentrifugasi Radio isotop

SELAMAT BELAJAR