Oleh: Nugraha Sutadipura Fak.Kedokteran UNISBA - 2010 BIOKIMIA MOLEKULER Oleh: Nugraha Sutadipura Fak.Kedokteran UNISBA - 2010

BIOKIMIA MOLEKULER Mempelajari proses biokimia pada tingkat molekuler Mempelajari struktur dan fungsi molekul kehidupan

CIRI-CIRI SUATU SEL HIDUP,ANTARA LAIN : Ada proses replikasi (berkembang biak) Ada proses metabolisme yang effisien Ada proses mutasi

UNSUR DASAR ORGANISME HIDUP ADALAH : C,H,O dan N Yang dialam terdapat dalam bentuk CO2,H2O dan NH3. Unsur-unsur dasar tersebut akan membentuk MOLEKUL ORGANIK (Sub ubit Organik;Monomer),yaitu: ASAM AMINO, MONOSAKARIDA dan NUKLEOTIDA.

Monomer-monomer akan berkondensasi membentuk molekul yang lebih besar (disebut: MAKROMOLEKUL), yaitu: Protein Polisakarida Asam nukleat Lipida

Selanjutnya.MAROMOLEKUL saling berikatan secara non- kovalen membentuk molekul yang lebih kompleks: SUPRAMOLEKUL. SUPRAMOLEKUL antara lain : Membran plasma Kromosom Apparatus Golgi Retikulum endoplasmik dls.

SUPRAMOLEKUL selanjutnya akan membangun SEL SUPRAMOLEKUL selanjutnya akan membangun SEL. Jadi,supramolekul merupakan UNIT FUNGSIONAL suatru sel’

PROTEIN Rangkaian asam-asam amino Dapat berperan STRUKTURAL,yaitu bagian dari membran sel Dapat berperan FUNGSIONAL ,yaitu sebagai: Enzim,Hormon,Reseptor,Transporter.

POLISAKARIDA Merupakan polimer MONOSAKARIDA   Merupakan polimer MONOSAKARIDA Fungsi utama: sebagai komponen struktur membran/dinding sel dan sebagai sumber energi Yang dijumpai banyak dialam :amilum dan selulosa (keduanya merupakan rangkaian D-Glukosa).

LIPIDA (LEMAK) Merupakan rangkaian HIDROKARBON   Merupakan rangkaian HIDROKARBON Zat yang larut dalam pelarut organik (Kloroform,benzen dls ) dan sukar /tidak dapat larut dalam air Berfungsi sebagai komponen struktur membran sel dan sebagai sumber energi.

NUKLEOTIDA dan ASAM NUKLEAT Merupakan prazat untuk pembentukan asam nukleat Terdiri dari tiga senyawa,yaitu: Gula D-ribosa, gugus fosfat dan basa nitrogen organik

NUKLEOTIDA menyusun ASAM NUKLEAT sebagai berikut : Sebagai tulang punggungnya, mol.Ribosa dan gugus fosfat letaknya bergantian Basa nitrogen terikat pada gula Ujung 5’ memiliki gugus fosfat Ujung 3’ memiliki gugus –OH bebas Dijumpai polaritas 5’ ke 3’

ASAM NUKLEAT Hampir 100% terdapat dalam nukleus   Hampir 100% terdapat dalam nukleus Sisanya terdapat dalam organel lain Merupakan rangkaian nukleotida yang lurus

STRUKTUR KIMIA BASA NITROGEN dalam asam nukleat ada dua macam :   PURIN : A (Adenin) G (Guanin) PIRIMIDIN : C (Sitosin) T (Timin) U (Urasil)

STRUKTUR KIMIA GULA dalam asam nukleat ada dua macam : RIBOSA dan DEOKSI-RIBOSA   Catatan: Basa-N + Gula disebut NUKLEOSIDA Basa-N + Gula + Fosfat disebut NUKLEOTIDA

Molekul yang termasuk asam nukleat adalah : DNA dan RNA Perbedaannya: Pada DNA : Mol.gula : Deoksi ribosa, Mol.Basa-N: A,G,C,T. Bentuk untai: ganda Pada RNA: Mol.gula: Ribosa. Basa-N: A,G,C,U. Bentuk untai: tunggal

ASAM AMINO Fungsinya: Membangun molekul protein Pra zat hormon Neurotransmitter Pigmen

ADA 20 MACAM ASAM AMINO : Ala (Alanin) Arg (Arginin) Ile (Isoleucin) Asn (Asparagin) Leu (Leusin ) Asp (Aspartat) Met (Metionin) Cys (Sistein) Phe (Phenilalanin) Glu (Glutamat) Pro (Prolin) Gln (Glutamin) Trp (Triptofan ) Gly (Glisin) Tyr (Tirosin) His (Histidin) Val (Valin) Lys (Lisin) Ser (Serin) Thr (Treonin) Ala s/d Val bersifat HIDROFOBIK, dan sisanya bersifat HIDROFILIK.

MONOSAKARIDA SAKAR artinya GULA Biasanya terdiri dari tiga unsur : C,H, dan O (dengan rasio 1:2:1) Monosakarida berikatan satu sama lain (melalui ikatan GLIKOSIDIK) membentuk molekul yang lebih kompleks :Disakarida,Oligosakarida,Polisakarida.

(LEBIH LANJUT TENTANG) LEMAK. Macam-macam lemak yang terdapat dalam tubuh : ASAM LEMAK TRIASILGLISEROL (TAG) / TRIGLISERIDA (GLISERO)FOSFOLIPID KOLESTEROL SFINGOLIPID

ASAM LEMAK  Adalah Asam Karboksilat dengan rantai hidrokarbon yang panjang sebagai rantai samping. Dalam tubuh,jumlah atom C antara 14 – 20, dan genap. Ada dua macam asam lemak: Asam lemak jenuh (tidak memiliki ikatan rangkap). Misal:Asam palmitat,Asam stearat Asam lemak tidak jenuh (memiliki ikatan rangkap). Misal:Asam palmitoleat, Asam oleat, asam linoleat, Asam arakhidonat.

BEBERAPA CATATAN PENTING MENGENAI LEMAK :   Sumber energi Penting untuk proses absorpsi vitamin yang larut dalam lemak Mengkonsumsi lemak sangat penting agar tubuh mendapat asam lemak esensial

ASAM LEMAK ESENSIAL   Adalah asam lemak yang mengandung ikatan rangkap pada OMEGA -6 (Misal:asam linoleat,asam arakhidonat) dan ikatan rangkap pada OMEGA-3 (Misal:asam linolenat) Ikatan rangkap pada Omega-6 dan pada Omega-3 ini tidak dapat disintesis pada tubuh manusia

TAG/TRIGLISERIDA Lipid yang dijumpai terbanyak dalam tubuh BUKAN KOMPONEN membran biologis Sumber energi Disintesis dan disimpan dalam adiposit

GLISEROFOSFOLIPID Komponen utama membran biologis Contoh: Fosfatidilkolin, fosfatidiletanolamin, asam fosfatidat, fosfatidilgliserol

SFINGOLIPID Komponen membran biologis   Komponen membran biologis Contoh:Sfingomielin.Serebrosida,Gangliosida

KOLESTEROL Komponen membran biologis Suatu steroid Prazat untuk asam empedu dan hormon steroid

(LEBIH LANJUT MENGENAI) DNA dan RNA Merupakan faktor genetik Merupakan “blue print” untuk sintesis protein Merupakan unit kimiawi/unit struktural daripada GEN (Gen adalah unit fungsional materi genetik) Satu organisme yang sama, memiliki urutan basa yang sama pada DNA nya Komposisis basa DNA suatu organisme tidak dipengaruhi oleh umur,status gizi,lingkungan dls.Jadi urutan basanya relatif stabil (Namun pernyataan ini tidak 100% benar.Ingat mutasi sel) Urutan basa DNA merupakan informasi genetik dari setiap organisme

RNA Berperan penting pada sintesis protein Beruntai tunggal   Berperan penting pada sintesis protein Beruntai tunggal Ada tiga jenis:tRNA,rRNA,mRNA

FUNGSI MASING-MASING JENIS RNA tRNA : Mentransfer asam amino ke Ribosom (Yaitu tempat sintesis protein) rRNA : Bersama protein,membentuk Ribosom   mRNA : mengkode urutan asam amino molekul protein

MEMBRAN SUPRAMOLEKUL Contoh: Membran plasma ,dinding sel. MERUPAKAN SUATU MEMBRAN BIOLOGIS DENGAN DENGAN SIFAT YANG PERMEABEL UNTUK ZAT=ZAT NON POLAR (hidrofobik) DAN IMPERMEABEL UNTUK ZAT-ZAT POLAR (hidrofilik).

KARAKTERISTIKA MEMBRAN BIOLOGIS :   Terdiri dari 2 lapis mol.lipid (bilayer) dengan bagian ekor non polar saling berhadapan ditengah bilayer ,dan bagian polar menghadap keluar. Pada kedua lapis mol.lipid tersebut tertanam molekul-molekul protein secara tidak teratur Protein tsb menonjol dipermukaan luar membran secara asimetris Maka tonjolan-tonjolan molekul protein pada membran lipid bilayer itu tampak sebagai suatu “mozaik”’

MOLEKUL LIPID DAN PROTEIN PD MEMBRAN BIOLOGIS BERIKATAN SECARA NON KOVALEN, SEHINGGA KEDUA JENIS MOLEKUL TSB MASING-MASING DAPAT BERGERAK BEBAS SEPANJANG BIDANG MEMBRAN.DENGAN DEMIKIAN LAPISAN MEMBRAN MENJADI BERSIFAT “ENCER” (FLUID) MAKA MEMBRAN BIOLOGIS AKAN MENUNJUKKAN GAMBARAN “MOZAIK FLUID”

Derajat fluiditas suatu membran bergantung pada: Komposisi lipid Suhu PENGARUH KOMPOSISI LIPID Bila asam lemak jenuh pada membran lebih dominan,maka membran akan lebih encer.Dan bila asam lemak tidak jenuh lebih dominan,maka membran akan lebih kaku. PENGARUH SUHU Pada suhu rendah,pergerakan lipid menjadi lebih sedikit dan lapisan bilayer menjadi lebih padat.

BERDASARKAN ATAS LOKASINYA, PROTEIN MEMBRAN BIOLOGIS DAPAT DIBAGI MENJADI: PROTEIN INTEGRAL (PROTEIN INTRINSIK): Yaitu protein yang membentang dari lapisan yang satu ke lapisan yang lain. Protein ini sulit dipisahkan dari komponen lainnya. PROTEIN PERIFER (PROTEIN EKSTRINSIK): Yaitu protein yang terdapat pd permukaan membran.Protein ini mudah dipisahkan dari koponen lainnya.

PROTEIN PD MEMBRAN BIOLOGIS DAPAT BERFUNGSI SEBAGAI: Reseptor Enzim Transporter/Carrier Ion channel

SEKIAN DAN TERIMA KASIH ATAS PERHATIANNYA