Komposisi Kimiawi Sel

KOMPOSISI KIMIAWI SELDAN SISTEM KOLOID

DRA.ELMATRIS SY,MS

Susunan Sel

Substansi yang membentuk sel dis : Protoplasma

Protoplasma terdiri atas : 2 Komponen Utama- Komponen anorganik- Komponen organik

Komponen anorganikYaitu : Air, garam-garam mineral(elektrolit), gas

oksigen,karbondioksida,nitrogen dan amonia.Komponen organik Yaitu : Protein, Lipid, Karbohidrat.dan beberapa

komponen spesifik lainnya seperti :enzim,vitamin dan hormon.

Komposisi Kimia dari sel :70-85% Air, 10-20% Protein,2-3% Lipid,1% Karbohidrat dan 1% zat anorganik Lainnya

Komponen anorganikAir- Medium utama sel- Komposisinya 70% -85% dalam sel- Berfungsi sebagai :Pelarut zat anorganik dan

organik( sep: ion-ion,glukosa,sukrosa,asam amino,dan berbagai vitamin)

- Sebagai medium pendispersi dari sistim koloid protoplasma

- Media transpor berbagai zat yang terlarut atau tersuspensi untuk berdifusi dari satu bagian sel ke bagian sel yang lain.

- Media dalam proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel

- Mengabsorpsi panas dan mencegah perubahan yang drastis didalam sel

Garam-garam mineral (Elektrolit)Elektrolit yang terpenting didalam sel adalah :K+,Mg+2,PO4

-3 ,SO4

-2 ,HCO3

-, dan sedikit Na+, Cl-, Ca+2.

- Ion-ion ini terlarut dalam cairan sel- Terikat secara khusus pada molekul-molekul

protein dan lipid.

Fungsi elektrolit

- Fungsi osmosis, yaitu konsentrasi total elektrolit berpengaruh terhadap difusi air melintasi membran

- Dapat menimbulkan reaksi-reaksi didalam sel- Diperlukan untuk kerja beberpa mekanisme

pengaturan sel- Menentukan dan Mengatur aktifitas beberapa

reaksi yang dikatalisis oleh enzimatik untuk metabolisme sel

Gas oksigen(O2) ,nitrogen(N2), karbondioksida(CO2)

- O2 berperan untuk mengoksidasi bahan makanan

- CO2 dihasilkan dalam oksidasi bahanmakanan sebagai hasil sampingan

- CO2 dapat bereaksi dengan air membentuk asam karbonat (H2CO3) H+ dan HCO3

-

- Umumnya CO2 di dalam sel berada dalam bentuk H2CO3 (karbonat) atau HCO3

- (bikarbonat)

PROTEIN

Protein merupakan komponen utama dalam sel hidup 10-20% massa sel mengandung proteinKLASIFIKASI PROTEINA. Berdasarkan Bentuk1. Protein sederhana

a. Protein serat- Rantai polipeptida tidak berlipat- tidak larut dalam air- memberikan peranan struktural contoh : Keratin, Kolagen,elastin

b. Protein globular(Contoh: Albumin,Globulin) - Merupakan enzim sel - Menyatu/melekat pada struktur membran sel - Mengkatalisis reaksi-reaksi kimia didalam sel

Contoh : semua Enzim, Protein transpor pada darah, antibody, Protein penyimpan

2. Protein konyugasi(bersenyawa dengan zat lain)

→ Protein yang dihubungkan ke suatu bagian non protein (gugus prostetik)

Contoh : ● Chromoprotein ● hemoglobin ● feritin ● cytochrom ● Glikoprotein ● mucin ● Nukleoprotein ● Fosfoprotein ● kasein,vitolin ● Protein-koenzim ● dehidrogenase ● Lipoprotein ● Metaloprotein

B. Berdasarkan Peranan Biologisnya

Golongan Contoh

Enzim Ribonuklease,Tripsin

Protein transpor Hemoglobin,Albumin,serum, Mioglobin,β-lipoprotein

Protein nutrient danpenyimpan

Gliadin (Gandum)Ovalbumin (Telur)Kasein (Susu)Feritin

Protein Kontraktil Aktin,Miosin,Tubulin,Dynein

Protein struktural Keratin,Fibroin,Kolagen,Elastin

Protein pertahananProtein Pengatur

Antibodi,fibrinogen,trombinInsulin,hormon tumbuh,kortikotropin,hormon paratiroid

Lipid

- Senyawa organik berlemak yang tidak larut dalam air tapi larut dalam pelarut2 yang nonpolar

-Terdapat 2% dari massa sel- Lipid polar merupakan komponen utama

membran sel-Pada umumnya sel mengandung fospolipid dan

kholesterol-Kira-kira 95% dari massa sel mengandung

trigliserida (lemak netral)- Berperan sebagai Cadangan Energi

Klasifikasi Lipid

1. Lipid sederhanaYaitu : ester asam lemak dengan berbagai

alkohol a. Lemak yaitu : ester asam lemak dengan

gliserolb. Lilin yaitu : ester asam lemak dengan

alkoholmonohidrat yang mempunyai berta molekul lebih berat.

2. Lipid majemukYaitu : ester asam lemak yang

mengandung gugus tambahan selain alkohol dan asam lemak

Lipid majemuk/kompleks

Fosfolipid

yaitu : lipid yang mengandung residu asam fosfat sebagai tambahan asam lemak dan alkohol

Glikolipid

Yaitu campuran asam lemak dengan karbohidrat

Fosfolipid Contoh : Fosfatidilgliserol, fosfatidilkolin(lesitin),

fosfatidiletanolamin(sefalin), fosfatidilinositol, fosfatidilserin, plasmolagen dan sfingomielin

Struktur fosfolipid

O

R1 – C – O – CH2 O

R2 – C – O – CH S U S S O

H2C – O – P – O – CH2CH2N+(CH3)3

O –

ekor kepala

Glikolipid Contoh : Galaktosilseramida

Glikosfingolipid utama pada jaringan otak dan saraf ditemukan di tempat lain dg jml yg relatif rendah Mengandung sejml asam lemak yang khas (C24)

OH H O OH

CH3(CH2)12CH=CHCHCH – N – C – CH(CH2)21CH3

CH2OH

HO O

H OCH2

OR H

H H

H OH

3. Dervat lipid hormon steroid → mengaktifasi DNA contoh : cortisol,estrogen dan testosteron

Peranan Biologi Yang Penting Dari Lipid

• Komponen struktur membran• Komponen permukaan sel• Bentuk energi cadangan• Komponen dlm proses pengangkutan

melalui membran

Asam Nukleat- Senyawa penting yang terdapat dalam sel

- Tersusun atas unit-unit nukleotida, setiap nukleotida tersusun atas basa purin atau pirimidin

- Dua asam nukleat yang dikenal : DNA dan RNA

- Basa purin umum dijumpai adalah adenin dan guanin,

- Basa pirimidin yang umum adalah urasil , timin dan sitosin,

Struktur Fisik Sel↓

Terorganisasi→ OrganelBeberapa Organel dan struktur Sel Utama-Membran sel-Membran Nukleus-Retikulum Endoplasma-Aparatus Golgi-Mitokondria-Lisosom-sentriol

Struktur Fisik Sel

Membran sel

- Menyelubungi sel, elastis dan tipis- Tebalnya 7,5 nm s/d 10 nm- Hampir seluruhnya terdiri dari lipid dan protein dengan

komposisi : 55% Protein, 25% fospolipid, 13% kholesterol, 4% lipid lainnya, dan 3% karbohidrat

- Protein pada membran → GlikoproteinYaitu : Protein integral (yang menonjol)→ sbgi Pengangkut

Protein perifer (yang melekat pada permukaan membran) → Enzim

Karbohidrat

- Sangat sedikit dalam fungsi struktural didalam sel → glikoprotein

- Berperan utama dalam nutrisi sel- Komposisinya kira-kira 1 % dari total massa sel- 3% dalam sel otot- Kadang-kadang 6% didalam sel hati - Sejumlah kecil karbohidrat disimpan dalam sel

dalam bentuk glikogen,merupakan polimer dari glukosa yang tak larut dan segera digunakan oleh sel untuk mensuplai kebutuhan energi

Gambar: Struktur Membran Sel

Sitoplasma dan Organelnya

Cairan Bening pada Sitoplasma terdiri atas :-Protein yang larut-Elektrolit-Glukosa-Sejumlah kecil lipid-Tersebar lemak netral

Retikulum Endoplasmik(RE)

- Dinding RE membran berlapis lipid ganda banyak sekali protein 30 – 40x ›membran sel

- Partikel-partikel yang melekat pada permukaan RE Ribosom terdiri atas campuran : asam ribonukleat(RNA) dan protein berfungsi pada sintesis protein di dalam sel.

Aparatus golgi- Memiliki membran yang mirip RELisosom- Merupakan sistem pencernaan intraseluler

kumpulan protein dengan enzim hidrolitik- + 40 enzim asam hidrolase, substansi dasar yang

dicerna adalah protein,karbohidrat,lipid dan derivatnya.Peroksisom- Secara fisik mirip lisosom tapi lebih banyak

mengandung enzim oksidase dari enzim hidolase- Berfungsi untuk membentuk peroksida (H2O2)

Mitokondria

- Mengandung asam deoksiribonukleat(DNA)

- Dapat bereplikasi sendiri

Nukleus- Pusat pengaturan sel- Mengandung sejumlah besar DNA

SISTEM KOLOID (SISTEM DISPERSI)

KOLOID CAMPURAN SUATU ZAT YANG TIDAK DAPAT BERCAMPUR TERDIRI DARI :

- FASA TERDISPERSI - FASA PENDISPESI

DEFENISI : TERDISPERSINYA SUATU ZAT DALAM ZAT LAIN DENGAN UKURAN DIAMETER RENIKNYA 10OA – 1000OA / 0,1 – 1

KOLOID - SOL- EMULSI- GEL - BUIH

Penggolongan Koloid/Sol

Hidrofop(tidak suka air) →suspensoid → fasa terdispersinya mempunyai sedikit afinitas dengan medium pendispersinyaFasa terdispersi : zat-zat anorganik(logam,sulfida,oksida)

Hidrofil(senang air) → emulsoid → fasa terdispersinya mempunyai afinitas yang besar dengan medium pendispersinya.Fasa terdispersi : zat-zat organik(amilum,protein sep; albumin,gelatin)

Contoh-contoh koloid :- susu,agar-agar,tinta,sampho,awan dll- Cairan di dalam sel(sitoplasma)

SIFAT-SIFAT SISTEM KOLOID1.EFEK TYNDAL2.GERAK BROWN3.ELEKTROFORESA

4.KOAGULASIKOAGULASI DAPAT TERJADI :- MENCAMPUR 2 MACAM SOL YANG BERBEDA

MUATAN- ELEKTROFORESIS- PEMANASAN - PENAMBAHAN ELEKTROLIT

5.KOLOID PELINDUNGCONTOH : Ca POSPAT SUKAR LARUT DALAM DARAH DIDAPATKAN DALAM BENTUK SUSPENSI KOLOID DALAM DARAH TERDAPAT PROTEIN . PROTEIN KOLOID PELINDUNG

SOL EMAS + Na Cl 10% SOL EMAS + GELATIN + Na CL TIDAKGELATIN KOLOID PELINDUNG

6. ADSORPSI

PEMURNIAN KOLOID A. CARA DIALISIS

B. CARA ULTRAFILTRASI KERTAS SARING KE KOLODION POMPA VAKUM

MEMBRAN SEMIPERMIABEL

TAK SEMPURNA

KESETIMBANGAN DONNAN

PERMIABEL ION : KECIL SEPERTI Na+, K+, Cl+ I-IMPERMIABEL ION : BESAR SEPERTI : R- (KOL)

- KOMP KIMIA SAMA

- ∏ I2 II SAMA

Na+

Cl-

K+

I-

I II

Na+

K+

I-

Cl-

Na+

K+

I-

Cl-

I II

KESETIMBANGAN

MEMBRAN S.P. TAK SEMPURNA

KESETIMBANGAN DONNAN

- KOMP KIMIA TDK SAMA

- ∏ I2 II TDK SAMA

Na+

Cl-

R-

Na+

Cl-

I II

KESETIMBANGAN

Na+

R-

Na+

Cl-

I II

MEMBRAN S.P. TAK SEMPURNA

KESETIMBANGAN DONNAN DAPAT TERJADI BILA :

1. Adanya membran s.p tak sempurna

2. Salah satu cairan harus mengandung

satu ion koloid yang impermiabel

KESETIMBANGAN DALAM DARAH

DARAH : - ERITROSIT (SEL DARAH MERAH) - PLASMA

- ERITROSIT : Hb, PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO3-

- PLASMA : PROTEIN, K+, Na+, Cl-, HCO3-

MEMBRAN SEL DARAH IMPERMIABEL TERHADAP : Hb, PROTEIN, Na+, K+

PERMIABEL TERHADAP TERHADAP Cl- & HCO3-

ANTARA SEL DARAH MERAH DENGAN PLASMA KESETIMBANGAN DONNAN

Daftar Kepustakaan1. Campbel Reece-Miychel,”Biologi”,Ed 5,

Jakarta,Erlangga, 2000.2. Lehninger,”Dasar-dasar Biokimia”Ed 2,Jakarta

Erlangga,1990.3. Guyton & Hall,”Fisiologi Kedokteran”,Editor

Irawati Setiawan, Ed 9, Jakarta 1997.4. M.Sukmariah,A.Kamianti,”Kimia Kedokteran”Ed

2 Jakarta,Bina Aksara,1990.5. Subowo,”Biologi Sel”,Ed1, Bandung

Angkasa,1995.