PENDAHULUAN_biokimiafarmasi Ibu Tiwi

Pendahuluan

Biokimia

Ilmu yang mempelajari hidup pada tingkat molekular

Ilmu yang mempelajari proses kimia di dalam kehidupan (Mertz)

Ilmu yang mempelajari organisme hidup pada tingkat molekular (Wood et al.)

Ilmu yang mempelajari dasar molekular kehidupan (Stryer)

Definisi Biokimia

Ilmu Biokimia menjelaskan tentang proses kimiawi dalam sel hidup. Biokimia mendasari bidang farmasi dalam pengetahuan mengenai metabolisme dan enzim yang berhubungan dengan metabolisme obat dalam sel hidup

Penemuan di bidang biokimia modern erat hubungannya dengan genetika dan bioteknologi yang mendasari perkembangan sistem diagnosis dan terapi kesehatan, termasuk farmakogenomika

Struktur benda hidup sangat kompleks dan terorganisir sangat canggih. Mempunyai struktur internal yang sangat ruwet dan berisi berbagai macam molekul kompleks.

Benda mati terdiri atas campuran senyawa sederhana (misal tanah, pasir, batu).

CIRI-CIRI BENDA HIDUP

Benda hidup dapat mengambil / menggali, mengubah dan menggunakan tenaga dari sekitarnya (bentuk nutrien atau sinar matahari) untuk mempertahankan strukturnya yang kompleks serta aktifitas hidupnya.

Benda mati tidak menggunakan tenaga untuk mempertahankan strukturnya, serta akan rusak dan seimbang dengan sekitarnya.

CIRI-CIRI BENDA HIDUP (lanjt.)

Benda hidup dapat memperbanyak diri persis seperti dirinya (self replication) sedangkan benda mati tidak mampu tumbuh dan memperbanyak diri.

Tiap komponen benda hidup mempunyai fungsi sendiri-sendiri yang sangat spesifik.

CIRI-CIRI BENDA HIDUP (lanjt.)

Unsur yang merupakan ciri zat hidup adalah Karbon (C)

Karbon memiliki kemampuan mengikat secara kovalen 4 atom yang lain dan atau atom karbon yang lain menjadi bentuk rantai. Sifat ini memungkinkan karbon sebagai ‘backbone’ berbagai molekul pada zat hidup

Molekul organik paling sederhana adalah hidrokarbon, yang terdiri atas atom C dan H (bentuk paling sederhana adalah metana CH4)

BIOELEMENTS

Elemen pembentuk senyawa organikCarbon (C) Nitrogen (N)Hydrogen (H) Phosphorus (P)Oxygen (O) Sulphur (S)

Elemen terdapat dalam bentuk ionSodium (Na+) Calcium (Ca2+)Pottasium (K+) Chlorin (Cl-)Magnesium (Mg2+)

BIOELEMENTS

ELEMEN PENYUSUNKERAK BUMI DAN TUBUH

MANUSIANo.

KERAK BUMI TUBUH MANUSIA

Elemen (%) Elemen (%)

1. O 47 H 63

2. Si 28 O 25.5

3. Al 7.9 C 9.5

4. Fe 4.5 N 1.4

5. Ca 3.5 Ca 0.31

6. Na 2.5 P 0.22

7. K 2.5 Cl 0.08

8. Mg 2.2 K 0.06

Komposisi Molekular Bayi

Air 66,0 %

Protein dan Asam Nukleat

16%

Lemak dan Lipid 12,5%

Abu (mineral) 5%

Karbohidrat 0,5%

Vitamin - vitamin sedikit

LIPIDbagian penting dari sel, dalam bentuk

fosfolipid merupakan komponen penyusun membran sel dan organel. Fosfolipid yang banyak ditemukan di dalam sel adalah fosfatidil etanolamina dan sefalin

Lipid lain yang juga bersifat amfifilik disintesis di hati, berfungsi mengemulsi lemak yang masuk melalui makanan sehingga memudahkan pencernaan dan penyerapan lemak di intestinum

KARBOHIDRATKH yang lazim ditemukan pada sel adalah

selulosa dan pati yang terdiri atas molekul glukosa (C6H12O6)

Pati adalah polimer glukosa sbg bentuk penyimpanan kelebihan glukosa yang terbentuk dari proses fotosintesis

Pada hewan kelebihan glukosa disimpan dalam bentuk glikogen

Selulosa merupakan polimer yang menyusun dinding sel

ASAM AMINO 20 macam asam amino standar/primer

pembentuk protein Asam amino mempunyai gugus karboksil

dan gugus amino

20 ASAM AMINO STANDAR

ASAM AMINO (lanjt.)

Contoh asam amino bukan standar 4-hydroxyproline dinding sel

tumbuhan 5-hydroxylysine kolagen N-methyllisine myosin γ-carboxyglutamate protrombin Selenocysteine glutation

peroksidase Ornithine, citrullin pada semangka

SIKLUS BIOLOGI

S ELEMEN

HIERARKI STRUKTUR BIOLOGIS

CO2, H2O, N2

Asam amino Basa aromatik, ribosa

GlukosaPalmitat, gliserol,

kolesterol

Multienzim kompleks, ribosom, kromosom,

membran, elemen struktural

Asam nukleat Polisakarida

Nukleotida Fosfolipid

Protein

Sel

Jaringan

Organ

Organisme

BM 18-44

BM 100-250

Unit monomer 100-800

Makro Molekul 104-109

BM 106-1010

HIERARKI STRUKTUR BIOLOGIS (lanjt.)

HIERARKI STRUKTUR BIOLOGIS (lanjt.)

Sel tunggal adalah organisme hidupSetiap sel memiliki kemampuan

mengatur aktivitas dan metabolismenya

Sel yang terdiferensiasi memiliki fungsi spesifik masing – masing dan saling ketergantungan untuk menjalankan sistem tubuh

Sel

Merupakan unit terkecil suatu kehidupanMerupakan unit struktural dan fungsional dan

satuan hereditas yang menyusun tubuh organisme

Ruang yang hidup secara independen sekaligus tergantung satu sama lain dalam fungsinya

Bentuk sel sangat beragam, dipengaruhi letak dan fungsinya

Sel

Berdasarkan perbedaan mikroskopik dan aspek biokimia, sel hidup dapat dikelompokan menjadi :

SEL PROKARIOTIK, seperti pada bakteri, yang tidak mempunyai anatomi intraseluler dan tidak memiliki membran inti

SEL EUKARIOTIK termasuk jamur, tumbuhan , sel hewan, mempunyai membran inti yang jelas serta mempunyai beberapa struktur intraseluler dan beberapa organel

Sel Prokariotik &

Sel Eukariotik

SEL EUKARIOTSel Hewan

dan Sel Tumbuhan

1. Metabolisme zat kimia (eg. Menghasilkan energi, metabolisme obat dan makanan)

2. Kontraksi otot untuk gerak 3. Sintesa protein, enzim, hormon4. Pertahanan tubuh termasuk sistem imun5. Hereditas/reproduksi contohnya spermatogenesis

Fungsi Sel

Komponen Utama Sel

Membran SelNukleusProtplasma

Membran Sel

Fungsi Membran Sel :

Barrier

Pelindung dan mempertahankan isi sel

Pengontrol keluar masuknya zat dari dan ke dalam selmembran plasma bersifat selektif permeabel artinya ada zat-zat tertentu yang dapat melewati membran dan ada pula yang tidak. Molekul-molekul tersebut berguna untuk mempertahankan kehidupan sel

Reseptor rangsangan dari luar selrangsangan itu berupa zat-zat kimia seperti hormon,racun,rangsangan listrik,dan rangsangan mekanik. Bagian sel yang berfungsi sebagai reseptor yaitu glikoprotein.

Sebagai pusat pengaturan sel, menyimpan informasi genetik,Menyediakan kode-kode untuk mensintesis protein struktural dan

enzimatik yang menentukan sifat spesifik sel,untuk replikasi sel

Nukleus

http://spectorlab.cshl.edu

Elemen utama sel adalah protoplasmaProtoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen

utama, yaitu air dan komponen anorganik / komponen organik.Pada sel hewan dan tumbuhan, protoplasma mengandung

sekitar:

1. 75-85% air,

2. 10-20% protein

3. 2-3% lipida

4. 1% karbohidrat

5. 1% zat-zat anorganik lainnya (De Robertis et al.,1975).Komponen anorganik terdiri atas garam mineral, O2, CO2,

nitrogen dan amonia

Protoplasma

Fungsi Mitokondria:Tempat berlangsungnya respirasi selPenghasil energi dlm bentuk ATP

Mitokondria

Tempat terjadinya proses fotosintesis

Mengandung klorofil

Kloroplas

RE kasar (memiliki Ribosom), berperan dalam sintesis protein dan polipeptida

RE halus, berperan dalam sintesis lemak, steroid dan detoksikasi

RE sarkoplasmik (RE halus dalam otot polos dan otot jantung), berfungsi menyimpan dan memompa ion CA

utk gerak otot

RE (Retikulum Endoplasma)

Rb terikat (pd RE)Rb bebas (pd sitoplasma)Fungsi : sintesis protein

Ribosom

Berperan dalam sekresi sel eksositosis

Badan Golgi

Mikrotubulus merupakan jaring penyusun Sitoskeleton yang mengatur posisi organel di dalam sel. Mikrotubulus memiliki dua ujung: ujung negatif yang terhubung dengan pusat pengatur mikrotubulus, dan ujung positif yang berada di dekat membran plasma. Organel dapat meluncur di sepanjang mikrotubulus untuk mencapai posisi yang berbeda di dalam sel, terutama saat pembelahan sel.

Mikrotubul

Tiap sel memiliki sepasang sentriol, saling tegak lurus satu sama lain

Masing-masing terdiri atas 9 mikrotubul

Berperan dalam pembelahan sel

Sentriol

DUA KELOMPOK ORGANISME BERDASARKAN

SUMBER KARBON YANG DIBUTUHKAN Makhluk hidup dibagi menjadi 2 berdasarkan bentuk karbon yang dibutuhkan:

● Autotrof (“self feeding”)Sel dapat menggunakan CO2 dari atmosfer sebagai satu-satunya sumber karbon

● Heterotrof (“feeding on others”)Tidak dapat menggunakan CO2 dari udara harus mendapatkan karbon dari sekitarnya dalam bentuk senyawa organik kompleks, misalnya glukosa

METABOLISME● Metabolisme: reaksi enzimatis di dalam sel

hidup yang diatur dengan sangat cermat dan merupakan aktivitas sel yang mutlak diperlukan serta melibatkan banyak sistem multienzim

● Fungsi metabolisme● Mendapatkan tenaga kimia dari pemecahan nutrien

dari sekitarnya / dari sinar matahari yang diserap● Mengubah molekul nutrien menjadi senyawa dasar /

prekursor untuk pembentukan makromolekul● Menyusun senyawa dasar menjadi protein, asam

nukleat, lipid, dan polisakarida

METABOLISME (lanjt.)

● Katabolisme:Tahap pemecahan nutrien organik (karbohidrat, lipid dan protein) yang datang baik dari lingkungan maupun timbunan nutrien sel itu sendiri dipecah menjadi senyawa yang lebih kecil untuk mendapatkan tenaga berupa ATP

● Anabolisme:Tahap pembentukan/biosintesis, yaitu biosintesis komponen sel seperti asam nukleat, protein, polisakarida dan lipid dari prekursornya. Proses ini membutuhkan tenaga berupa ATP.

TERIMA KASIH